(57)【要約】【課題】単純な構成で高精度の印刷が可能なスクリーンマスク、スクリーン印刷装置、及び印刷物の製造方法を提供する。【解決手段】一形態にかかるスクリーンマスクは、第１方向の寸法が前記第１方向と直交する第２方向の寸法よりも大きく形成されたメインメッシュと、前記メインメッシュよりも伸び率が高く構成され前記メインメッシュの外周に設けられたサポートメッシュと、を備えるメッシュ部と、前記メッシュ部に設けられ、前記メインメッシュに配されたパターンを有するマスク膜と、を備える。【選択図】図１
2017074757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向の寸法が前記第１方向と直交する第２方向の寸法よりも大きく形成されたメインメッシュと、前記メインメッシュよりも伸び率が高く構成され前記メインメッシュの外周に設けられたサポートメッシュと、を備えるメッシュ部と、
前記メッシュ部に設けられ、前記メインメッシュに配されたパターンを有するマスク膜と、
を備えることを特徴とするスクリーンマスク。
【請求項２】
メインメッシュと、前記メインメッシュよりも伸び率が高く、前記メインメッシュの外周に設けられたサポートメッシュと、を備えるメッシュ部と、
前記メッシュ部に設けられ、前記メインメッシュに配されるパターンを有するマスク膜と、
を備え、
第１方向において、前記メッシュ部のサイズに対する前記メインメッシュのサイズ比が、前記第１方向と直交する第２方向における前記サイズ比よりも大きいことを特徴とするスクリーンマスク。
【請求項３】
前記第２方向における前記サイズ比は、前記第１方向における前記サイズ比の４０％以上９０％以下であることを特徴とする請求項２記載のスクリーンマスク。
【請求項４】
前記サポートメッシュの引張弾性係数と前記メインメッシュの引張弾性係数の比である弾性強度比が１０％以上２５％以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載のスクリーンマスク。
【請求項５】
前記第１方向は、スキージの移動方向であって、
前記メインメッシュの印刷時における前記第２方向の伸び量が、前記第１方向の伸び量の変化範囲内に設定されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のスクリーンマスク。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか記載のスクリーンマスクと、
印刷媒体に対向して前記メッシュ部を支持するフレームと、
前記スクリーンマスクの前記印刷面側とは反対側の面に当接して前記第１方向に移動可能に構成されたスキージと、を備え、
前記メッシュ部は、弾性変形可能であり、前記マスク膜の前記開口パターンに塗布材が保持された状態で、前記マスク膜が印刷媒体に接離することにより、前記塗布材が前記パターンから前記印刷媒体に転写されることを特徴とするスクリーン印刷装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載のスクリーン印刷装置において、前記マスク膜に塗布材を保持させ、前記マスク膜の前記パターンから、前記マスク膜の表面に対向配置された印刷媒体に、前記塗布材を塗布する、ことを特徴とする印刷物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、スクリーンマスク、スクリーン印刷装置、及び印刷物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷手法の一つであるスクリーン印刷法はメッシュ上に樹脂組成物で形成された所定の開口パターンが形成されたスクリーンマスクを用い、被印刷物に任意の印刷体を形成する方法である。このスクリーン印刷法は、例えば配線、電極、蛍光材料の印刷等、種々の印刷に用いられ、電子部品等を含む様々な分野で利用されている。
【０００３】
近年、電子部品の小型化、高品質化により、スクリーンマスクの高精度化が求められている。
【０００４】
このようなスクリーンマスクにおいて、パターンが形成されたマスク膜を保持するメインメッシュと、メインメッシュの外周に配置されるサポートメッシュと、を接着剤で固定したいわゆるコンビネーション型のメッシュを用いる技術が知られている。通常、スクリーンマスクのメインメッシュはフレームの相似形状に設計されている。例えば、多くの場合、フレームの形状、サポートメッシュの外形、及びメインメッシュの外形は、印刷時のスキージの移動方向における寸法と、移動方向に直交する幅方向の寸法とが同等の、正方形状となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１６９７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、スクリーン印刷時にはスキージの押圧及び移動に伴い、メッシュ部が伸びることで、パターンが伸びて広がり、あるいは弓なりに歪むため、印刷の形状が不均一となり、印刷精度が低下するという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係るスクリーンマスクは、第１方向の寸法が前記第１方向と直交する第２方向の寸法よりも大きく形成されたメインメッシュと、前記メインメッシュよりも伸び率が高く構成され前記メインメッシュの外周に設けられたサポートメッシュと、を備えるメッシュ部と、前記メッシュ部に設けられ、前記メインメッシュに配されたパターンを有するマスク膜と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の実施形態によれば、単純な構成で高精度の印刷が可能なスクリーンマスク、スクリーン印刷装置、及び印刷物の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態にかかるスクリーン印刷装置の構成を示す平面図。
【図２】同スクリーン印刷装置の側面図。
【図３】同スクリーン印刷装置の側面図。
【図４】スクリーンマスクのメインメッシュの寸法設定と第１方向における最大伸び量を示す説明図。
【図５】スクリーンマスクのメインメッシュの寸法設定と第１方向における最小伸び量を示す説明図。
【図６】スクリーンマスクのメインメッシュ寸法設定と第２方向における伸び量を示す説明図。
【図７】同実施形態に係るスクリーンマスクの寸法設定の説明図。
【図８】同実施形態に係るスクリーンマスクのメインメッシュの第１方向と第２方向のサイズの関係を示す説明図。
【図９】同実施形態に係るスクリーンマスクのメインメッシュの第１方向と第２方向のサイズの比率を示す説明図。
【図１０】同実施形態及び比較例にかかるスクリーンマスクによる印刷形状を示す説明図。
【図１１】第２乃至第４実施形態及び比較例にかかるスクリーンマスクの構成を示す説明図。
【図１２】第２乃至第４実施形態及び比較例にかかるスクリーンマスクによる印刷形状を示す説明図。
【図１３】第２乃至第５実施形態にかかるスクリーンマスクにおける弾性強度比と印刷結果を示す説明図。
【図１４】第２乃至第５実施形態にかかるスクリーンマスクにおける弾性強度比と印刷時の伸び量の関係を示す説明図。
【図１５】第２乃至第５実施形態にかかるスクリーンマスクにおける弾性強度比と印刷時の歪み量の関係を示す説明図。
【図１６】他の実施形態に係るスクリーンマスクのメインメッシュの第１方向と第２方向のサイズの関係を示す説明図。
【図１７】同実施形態に係るスクリーンマスクのメインメッシュの第１方向と第２方向のサイズの比率を示す説明図。
【図１８】他の実施形態に係るスクリーンマスクのメインメッシュの第１方向と第２方向のサイズの関係を示す説明図。
【図１９】同実施形態に係るスクリーンマスクのメインメッシュの第１方向と第２方向のサイズの比率を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の第１実施形態にかかるスクリーン印刷装置１０及びスクリーンマスク２０について図１乃至図３を参照して説明する。図１は本実施形態に係るスクリーン印刷装置１０をＺ方向から見た平面図であり、図２はＸ方向から見た側面図、図３はＹ方向から見た側面図である。なお、各図では説明のため、適宜構成を拡大、縮小、省略して示している。図中矢印Ｘ，Ｙ，Ｚは互いに直交する３方向をそれぞれ示しており、第１方向はＹ方向、第２方向はＸ方向である。
【００１１】
図１に示すように、スクリーン印刷装置１０は、スクリーンマスク２０と、スクリーンマスク２０の印刷面側である一方の面（表面）に対向して印刷媒体３０を保持する保持部材１２と、スクリーンマスク２０の印刷面側とは反対の他方の面（裏面）に当接した状態で移動可能に構成されたスキージ１３と、スキージ１３を移動させる移動手段と、スクリーンマスク２０を印刷媒体３０に対向して支持する支持手段と、を備える。
【００１２】
スクリーン印刷装置１０は、印刷媒体３０の表面に、各種印刷材料を所定のパターンで形成する。スクリーン印刷装置１０は、例えば、チップ部品（コンデンサー、チップ抵抗、インダクター、サーミスター等）、タッチパネル、液晶基板（Ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ，  ＬＣＤ）シール、ＬＴＣＣ（Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ  ｃｅｒａｍｉｃｓ）基板、太陽電池用電極、その他の電子部品等の製造に用いられる。
【００１３】
図１乃至図３に示すように、スクリーンマスク２０は、フレーム２１と、フレーム２１に張設されたメッシュ部２２と、メッシュ部２２に形成されたマスク膜２３と、を備える。スクリーンマスク２０において、印刷を行う際に印刷媒体３０の表面に対向する側を表面とし、その反対側であって塗布材３２が供給される側を裏面とする。
【００１４】
フレーム２１は、互いに平行な２対の辺を有し、例えば所望のサイズの方形の開口を備える枠状に構成される。フレーム２１はメッシュ部２２の外周縁を支持し、開口にメッシュ部２２を張設する。本実施形態では一例として、フレーム２１の開口部のＹ方向の寸法Ｆｙ＝２７５ｍｍ、Ｘ方向の寸法Ｆｘ＝２７５ｍｍ、とした。
【００１５】
またフレーム２１は、所定量の塗布材３２をマスク膜２３の裏面側に保持する枠としても機能する。フレーム２１とメッシュ部２２は、例えば合成ゴム系やシアノアクリレート系の接着剤により接合部２２ａで接合されている。
【００１６】
メッシュ部２２は、伸び率の異なる内側のメインメッシュ２６と外側のサポートメッシュ２７とがＵＶ硬化性の接着剤で固定されて接続されたいわゆるコンビネーション型である。メッシュ部２２は、フレーム２１の開口部分にマスク膜２３を保持する。
【００１７】
メインメッシュ２６は、経糸２６ａと緯糸２６ｂとが編まれて形成された織物であり、塗布材３２を透過可能に開口した孔部２６ｃを多数有している。経糸２６ａと緯糸２６ｂは、例えばステンレス等の金属のワイヤ、あるいはポリエステル等の樹脂で構成された繊維である。経糸２６ａと緯糸２６ｂは、それぞれ例えば矢印Ａに沿うスキージ１３の移動方向に対して、斜めに延びている。
【００１８】
メインメッシュ２６は、Ｙ方向の寸法がＸ方向の寸法よりも大きい長方形状に構成されている。本実施形態においては一例としてＹ方向の寸法Ｍｙ＝２３０ｍｍ、Ｘ方向の寸法Ｍｘ＝２００ｍｍ、とした。
【００１９】
サポートメッシュ２７は、メインメッシュ２６の外周に接着剤２４によって接合されている。サポートメッシュ２７は、経糸２７ａと緯糸２７ｂとが編まれて形成された織物である。サポートメッシュ２７は、メインメッシュ２６よりも伸び率が高く構成されている。
【００２０】
例えば本実施形態において、サポートメッシュ２７の引張弾性係数（ヤング率）がメインメッシュ２６の引張弾性係数の２０％以下になるように設定した。また、サポートメッシュ２７の引張弾性強度とメインメッシュ２６の引張弾性強度との比である弾性強度比を１０％〜２５％の範囲内に設定する。
【００２１】
ここで、引張弾性係数は、メッシュ２６，２７の引っ張り応力と単位当たり長さの伸びの比であって、以下の式で示される。引張弾性係数は例えばメッシュの材料特性、織り方、密度、線径等の各種条件によって変化する。なお、引張弾性係数は一般的なヤング率測定器を用いて測定するものとする。一例としては株式会社島津製作所製、島津オートグラフＡＧＳ−１００Ａを用いる。
引張弾性係数［Ｎ／ｍｍ２］＝ｄｐ／ｄｌ×Ｌ／Ａ
なお、ｄｐ＝荷重の変化量、ｄｌ＝伸びの変化量、Ｌ＝測定する標点距離、Ａ＝素線の合計断面積である。
【００２２】
メッシュ弾性強度は例えば５０ｍｍ幅の試験片を標点距離２００ｍｍで引っ張った時の弾性変形領域内の荷重の変化量（ｄｐ）を伸びの変化量（ｄｌ）で除した数値である。メッシュ弾性強度［Ｎ／ｍｍ］＝ｄｐ／ｄｌで表される。
【００２３】
弾性強度比は、サポートメッシュ２７のメッシュ弾性強度を、メインメッシュ２６のメッシュ弾性強度で除した数値である。
【００２４】
本実施形態においてはサポートメッシュ２７の引張弾性係数がメインメッシュ２６の引張弾性係数の２０％以下とし、弾性強度比を１０％〜２５％の範囲内に設定する。すなわち、引張弾性強度比が１０％を下回るとマスク膜２３の張力が維持できず、印刷位置が制御できなくなり形状が崩れてしまう。一方で引張弾性強度比が２５％以上の場合にはメインメッシュ２６が伸びすぎて印刷形状が崩れてしまうため、本実施形態ではサポートメッシュ２７の引張弾性強度がメインメッシュ２６の引張弾性強度の１０以上２５％以下とすることで、印刷形状の歪みや伸びを抑制する。
【００２５】
サポートメッシュ２７の外形はフレーム２１の開口部分２１ａの形状に対応する形状であって、Ｘ方向の寸法とＹ方向の寸法が同等の正方形状に構成されている。本実施形態では一例として、Ｙ方向の幅寸法Ｓｙ＝４５ｍｍ、Ｘ方向の幅寸法Ｓｘ＝７５ｍｍ、とした。
サポートメッシュ２７の外周が接着剤等によってフレーム２１に接合され、支持されている。
【００２６】
サポートメッシュ２７の経糸２７ａ及び緯糸２７ｂは、例えばステンレス等の金属のワイヤ、あるいはポリエステル等の樹脂で構成された繊維である。
【００２７】
マスク膜２３は、光硬化性の樹脂組成物、例えばＰＶＡ、ＰＶＡｃ、シリコン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等からなる層である。マスク膜２３は、メッシュ部２２に形成され、フレーム２１の開口部分に配されている。マスク膜２３には、フォトマスク２５を用いた露光によって、印刷用の所定の開口パターン２３ａが形成されている。開口パターン２３ａはメインメッシュ２６部分に形成されている。
【００２８】
マスク膜２３は、開口パターン２３ａにおいて感光性樹脂が存在せず、メッシュ部２２の孔部を通過して塗布材３２が裏面から表面へと透過可能な印刷部を構成する。マスク膜２３の開口パターン２３ａ以外であってメッシュ部２２の孔部が感光性樹脂で塞がれた部位は、塗布材３２としてのインクを透過しない非印刷部を構成する。
【００２９】
マスク膜２３が形成されたメッシュ部２２は、例えばスキージ１３による押圧力によって撓み変形し、押圧力が解除されることで復元するように、弾性変形可能に構成されている。マスク膜２３の開口パターン２３ａに塗布材３２が保持された状態で、メッシュ部２２の弾性変形によりマスク膜２３が印刷媒体３０に接離することで、塗布材３２が開口パターン２３ａから印刷媒体３０に転写される。
【００３０】
スキージ１３は例えばウレタンゴム・シリコンゴム・合成ゴム・金属・プラスチック等の材料から、例えば薄い板状に構成される。例えば、スキージ１３は先端の厚みが低減するように面取りされている。スキージ１３はフレーム２１に対して往復移動可能に構成されている。例えばスキージ１３は移動方向と直交する方向においてマスク膜２３の領域の全長にわたる長さを有して構成される。スキージ１３の先端部分１３ａがスクリーンマスク２０の裏面に当接し、表側に押しつけられた状態で、Ｙ方向に沿う移動方向に移動することで、マスク膜２３の全面を押圧し、塗布材３２が予め充填された開口パターン２３ａから塗布材３２を表側に押し出す。
【００３１】
支持手段は、印刷媒体３０に対して所定の間隔Ｇ１を開けて平行に、フレーム２１を支持する。移動手段は、スキージ１３を所定の速度で第１方向に沿って移動させる。
【００３２】
次に、本実施形態にかかるスクリーン印刷装置１０を用いたスクリーン印刷方法により印刷物３１を製造する印刷物の製造方法について、説明する。まず、スクリーンマスク２０の表面側を保持部材１２で保持された印刷媒体３０の表面に対向させて配置する。
【００３３】
そして、高粘度のペースト状の塗布材３２をスクリーンマスク２０の裏面側、すなわち、印刷媒体３０とは反対側の面から供給し、塗布材３２を開口パターン２３ａ内に充填させる。
【００３４】
次に、スクリーンマスク２０の裏面、すなわち印刷面側とは反対側の面に、スキージ１３を配置する。このとき、例えばスキージ１３を、印刷媒体３０の表側の面に対して所定の角度θで配置する。そして、スキージ１３をメッシュ部２２及びマスク膜２３の裏面において、所定の印圧で印刷媒体３０側に向けて押しつけながら、Ｙ方向に沿って、所定の速度ｖで移動させる。
【００３５】
スキージ１３は、例えばマスク膜２３の裏面全面にわたる領域でマスク膜２３を押圧する。スキージ１３の押圧により、マスク膜２３は押圧される部分が表側に変位するように変形し、印刷媒体３０に当接する。スキージ１３が通過した塗布材３２が開口パターン２３ａから印刷媒体３０側に押し出される。
【００３６】
スキージ１３が通過した後、マスク膜２３及びメッシュ部２２が復元するように変形して印刷媒体３０から離れるとともに、一部の塗布材３２が印刷媒体３０上に転写されて残ることで、印刷媒体３０上にパターン印刷がなされ、印刷物３１が完成する。なお塗布材３２は、例えば金属材や樹脂材などを含む各種材料であり、印刷対象の種類、例えば、電子部品、ディスプレイ、等によって、多様な材料が用いられる。
【００３７】
ここで、メッシュ部２２の構成と、伸び量について、図４乃至６を参照して説明する。
【００３８】
印刷時にはＸ方向に長いスキージ１３を、Ｚ方向に押し付けながら、Ｙ方向に所定量移動させる。この移動と押しつけによってメッシュ部２２が変形して伸びる。
【００３９】
ここで、本実施形態に係るスクリーンマスク２０と、比較例としての相似形状のコンビネーション型のスクリーンマスク１００と、を比較しながら説明する。
【００４０】
スクリーンマスク１００は、図１０に示すように、いわゆるコンビネーション型であって、正方形状のフレーム１１１に、メインメッシュ１１２と、メインメッシュ１１２の外周に設けられたサポートメッシュ１１３と、が接合されたメッシュ部１１４を備えている。メインメッシュ１１２は、フレーム１１１と相似形の外形を有し、例えば正方形状に構成される。サポートメッシュ１１３は、フレーム１１１と相似形の外形を有し、例えば正方形状の外形であって、メインメッシュ１１２を囲む様に構成されている。サポートメッシュ１１３は、メインメッシュ１１２よりも伸び率が大きく構成されている。メッシュ部１１４にはマスク膜１１５が形成されている。メインメッシュ１１２におけるマスク膜１１５の所定部位には、開口パターン１１５ａが形成されている。メッシュ部１１４は、印刷時にスキージ１３を押し当てることで、弾性変形しながら伸びる。
【００４１】
図２に示すように、メッシュ部２２のＹ方向の伸び量は、スキージ１３の位置によって異なる。具体的には、移動の始点および終点となる移動範囲の端部にスキージ１３が位置する時に、最もＹ方向の伸び量が大きくなる。また、移動範囲の中央にスキージ１３が位置する時にＹ方向の伸び量が最も小さくなる。
【００４２】
メッシュ部２２，１１４のＹ方向の伸び量は、スキージ１３の位置によって異なる。伸び量が最小となるのはスキージ１３が移動範囲の中央にある場合で、以下の式１で表される。
【００４３】
【数１】
2017074757.tif 000003
【００４４】
伸び量が最小となるのはスキージ１３が移動範囲の中央にある場合で、以下の式２で表される。
【００４５】
【数２】
2017074757.tif 000004
【００４６】
一方、メッシュ部２２，１１４のＸ方向の伸び量は一定であり、以下の式３で示される。
【００４７】
【数３】
2017074757.tif 000005
【００４８】
ここで、スクリーンマスク２０，１００において、メッシュ部２２、１１４の伸び量は、メインメッシュ２６、１１１の伸び量と、サポートメッシュ２７、１１２の伸び量の合計となる。
【００４９】
例えば比較例に係るスクリーンマスク１００のように、メインメッシュ１１２の形状がメッシュ部２２の形状と相似形である場合、メッシュ部２２のＹ方向の伸び量よりもＸ方向の伸び量が大きい場合、これに比例して、メインメッシュ２６もＹ方向の伸び量よりもＸ方向の伸び量が大きくなる。また、メッシュ部２２のＸ方向の伸び量よりもＹ方向の伸び量が大きい場合には、これに比例してメインメッシュ２６のＸ方向の伸び量よりもＹ方向の伸び量が大きくなる。
【００５０】
したがって、スクリーンマスク１００のように、メインメッシュ１１２の形状がメッシュ部２２の形状と相似形である場合、メインメッシュ１１２の伸び方に依存して、パターン１１２ａに伸びや歪みが生じる。
【００５１】
図４は、スクリーンマスクのメインメッシュの寸法と第１方向における最大伸び量を示す説明図である。図５は、スクリーンマスクのメインメッシュの寸法と第１方向における最小伸び量を示す説明図である。図６は、スクリーンマスクのメインメッシュの寸法と第２方向における伸び量を示す説明図である。
【００５２】
図４乃至図６に示すように、Ｘ方向及びＹ方向のいずれにおいても、メインメッシュのサイズが大きくなるほど、メインメッシュの伸び量が少なくなっている。
【００５３】
したがって、コンビネーションマスクにおいて、メッシュ部２２の伸び量が一定の場合であっても、伸び率の大きいサポートメッシュ２７の分量を増やせば、メインメッシュ２６の伸び量が少なくなり、サポートメッシュ２７の分量を減らすと、メインメッシュの伸び量が増える。
【００５４】
このため、例えばメッシュ部２２におけるメインメッシュ２６のＹ方向における分量を増やすと、Ｙ方向においてのみメインメッシュ２６の伸び量を減少できる。反対に、メインメッシュ２６のＸ方向における分量を増やすと、Ｘ方向においてのみメインメッシュ２６の伸び量を減少できる。
【００５５】
すなわち、メッシュ部２２の伸びが、方向に応じて異なる場合であっても、メインメッシュ２６とサポートメッシュ２７との分量を調整することで、メインメッシュ２６の伸び量の差を抑制できると考えられる。
【００５６】
また、マスク膜２３のパターン２３ａが、伸び率の小さいメインメッシュ２６に形成されている場合、主としてメインメッシュ２６の伸びが、印刷形状や印刷精度に影響すると考えられる。
【００５７】
以上のことを考慮し、本実施形態に係るスクリーンマスク２０は、Ｘ方向とＹ方向におけるメインメッシュ２６の伸び量の差異を低減するように、以下の条件で設計した。
【００５８】
一例として、スクリーンマスク２０において、メインメッシュ２６のＹ方向の寸法を、Ｘの寸法よりも大きく設定される。一方、メッシュ部２２の外形すなわちサポートメッシュ２７の外形は、フレーム２１の開口部に対応する形状であり、ここでは正方形に構成される。
【００５９】
また、スクリーンマスク２０は、より伸び量が大きいＹ方向において、メッシュ部のサイズに対するメインメッシュのサイズ比が、伸び量の少ないＸ方向におけるサイズ比よりも大きくなるように設定される。すなわち、Ｘ方向よりも、Ｙ方向において、メッシュ部２２におけるメインメッシュ２６の分量が多く構成されている。例えば、Ｘ方向において、メッシュ部２２のサイズに対するメインメッシュ２６のサイズ比が、Ｙ方向におけるサイズ比の４０％以上９０％以下となるように設定する。
【００６０】
また、本実施形態におけるスクリーンマスク２０は、メインメッシュ２６及びサポートメッシュ２７の寸法が、印刷時におけるＹ方向の伸び量とＸ方向の伸び量との比率が近くなるように設定する。
【００６１】
具体的には、メインメッシュ２６のＸ方向の伸び量Ａ１が、メインメッシュ２６のＹ方向の伸び量の変化範囲内の値となるように設定される。すなわち、図７に示すように、Ｘ方向の伸び量Ａ１がＹ方向の最大伸び量Ａ２と最小伸び量Ａ３の間に位置し、式Ａ２≦Ａ１≦Ａ３を満たすように設定する。ここで、Ａ１は、メインメッシュ２６のＸ方向における伸び量であって、以下の式４で求められる。
【００６２】
【数４】
2017074757.tif 000006
【００６３】
メインメッシュ２６のＹ方向における最小伸び量Ａ２は、以下の式５で求められる。Ａ２は例えばスキージ１３が移動範囲の端部に配される際の伸び量である。
【００６４】
【数５】
2017074757.tif 000007
【００６５】
メインメッシュ２６のＹ方向における最大伸び量Ａ３は、以下の式（６）で求められる。Ａ３は例えばスキージ１３が移動範囲の中央部分に配される際の伸び量である。
【００６６】
【数６】
2017074757.tif 000008
【００６７】
ここで、図１に示すように、フレーム２１の開口部のＸ方向及びＹ方向における寸法をそれぞれＦｘ，Ｆｙとし、メインメッシュ２６のＸ方向及びＹ方向における外寸はそれぞれＭｘ、Ｍｙとする。サポートメッシュ２７のＸ方向及びＹ方向の外寸はＳｘ，Ｓｙとする。
【００６８】
また、メッシュ部２２のサポートメッシュは、それぞれＣｘ＝Ｓｘ／Ｍｘ、Ｃｙ＝Ｓｙ／Ｍｙとする。メインメッシュ２６の線材の伸び率はＥｍ，サポートメッシュ２７の線材の伸び率はＥｓ、メッシュ部２２の線材の伸び率比Ｅ＝Ｅｓ／Ｅｍとする。メッシュ部２２の伸び率比Ｅｘ＝Ｃｘ＊Ｅ、Ｅｙ＝Ｃｙ＊Ｅとする。印刷時のギャップ寸法をＧ，スキージ幅をＷ、印刷ストロークをＰとする。
【００６９】
図８は、スクリーンマスク２０のメインメッシュ２６の第１方向と第２方向のサイズの関係を示す説明図である。図８において、実線で示される曲線は、メインメッシュ２６の寸法の好ましい範囲の下限と上限をそれぞれ示している。図８において、比較例としてメインメッシュ２６を正方形状とした場合を破線で示す。図９は、第１方向及び第２方向における、スクリーンマスク２０のメインメッシュ２６の寸法比率を示す説明図である。図９において実線で示される曲線は、寸法比の好ましい範囲の上限と下限を示している。また、図９において、比較例として、にメインメッシュ１１２を正方形すなわちフレーム１１１と相似形とした場合の寸法比を破線で示す。
【００７０】
すなわち、図８及び図９で実線に挟まれる範囲内となるように、メインメッシュ２６のＸＹ方向のサイズ比あるいは、メインメッシュ２６のＸＹ方向の分量比を設定することが好ましい。なお、本実施形態では一例として、Ｙ方向の寸法が２３０ｍｍであるのに対し、Ｘ方向の寸法は２００ｍｍとした。
【００７１】
以上のように構成されたスクリーンマスク２０、スクリーン印刷装置１０、及びスクリーン印刷方法によれば、単純な構成で高精度の印刷が可能となる。
【００７２】
すなわち、スクリーンマスク２０において、メインメッシュ２６の分量を調整することで伸び量をコントロールすることが可能となる。したがって、印刷時により伸びやすい印刷方向においてメインメッシュ２６のサイズまたは分量を大きくすることで、パターン２３ａの伸びや歪みを抑制できる。このため、メッシュ部２２の伸びが印刷形状に及ぼす影響を抑制でき、メッシュ部２２の変形や伸びによる印刷形状の歪みや変形が抑制される。その結果、印刷した細線パターン形状が均一な形状となる。
【００７３】
また、スクリーンマスク２０によれば、位置によって伸び量の異なるＹ方向の伸び量の変化範囲内に、Ｘ方向の伸び量を設定したことで、より均一なパターン形状を実現できる。
【００７４】
図１０は、本実施形態におけるスクリーンマスク２０を用いて印刷した印刷物３１と、比較例としてのスクリーンマスク１００を用いて印刷した印刷物１３１の印刷形状を示す説明図である。図１０において、説明のため、開口パターン２３ａの列に対応する位置を破線で示している。すなわち破線の交差点が開口パターン２３ａに対応する位置であり、この交差点の位置と塗布材３２の位置とのずれがパターン印刷の位置ずれとなる。
【００７５】
図９によれば、本実施形態にかかるスクリーンマスク２０では、パターン形成された塗布材３２の位置ずれが少なく、また歪みが低減していることがわかる。
【００７６】
また、本実施形態によれば、コンビネーションタイプのメッシュ構造におけるメインメッシュ２６の形状を調整するだけで、各方向の伸び量をコントロールできるため汎用性が高い。したがって、例えば既存のフレームを利用することもできる。
【００７７】
さらに、本実施形態にかかるスクリーンマスク２０によれば、サポートメッシュ２７の引張弾性係数がメインメッシュ２６の引張弾性係数の４０％以上７０％以下としたことでサポートメッシュが適度に伸ばされ、メインメッシュにかかる応力を緩和されるため、印刷の歪みを抑えられる。
【００７８】
なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
【００７９】
例えば、上記実施形態では、フレーム２１の形状を３２０ｍｍ×３２０ｍｍとし、正方形のフレーム２１及びサポートメッシュ２７を用いたがこれに限られるものではなく、長方形のフレーム２１やサポートメッシュ２７であってもよい。この場合にも、メインメッシュ２６の分量や形状をサポートメッシュ２７の相似形とは異なる寸法比として調整することで、メインメッシュ２６の分量を方向によって異ならせ、メインメッシュ２６の伸び量をコントロールできる。したがって、方向によるメインメッシュの伸び量の違いを抑制することで、印刷の歪みをことができる。
【００８０】
図１１及び図１２は、第２実施形態に係るスクリーンマスク２０Ａ，第３実施形態に係るスクリーンマスク２０Ｂ，及び第４実施形態にかかるスクリーンマスク２０Ｃの特性を比較して示す説明図である。これらのスクリーンマスク２０Ａ，２０Ｂ、２０Ｃにおいて、フレーム２１の形状は５５０ｍｍ×６５０ｍｍとした。図１１は、第２乃至第４実施形態及び比較例にかかるスクリーンマスクの構成を示す説明図であり、図１２は第２乃至第４実施形態及び比較例にかかるスクリーンマスクの印刷形状を比較して示す説明図である。
図１１及び図１２において、比較例としてメインメッシュ２６をフレーム２１と相似形に構成したスクリーンマスク１１０Ａを示している。
【００８１】
第２実施形態にかかるスクリーンマスク２０Ａは、フレーム２１及びサポートメッシュ２７が長方形に構成されている。本実施形態において、メインメッシュ２６とサポートメッシュ２７の寸法比は上記第１実施形態と同様にＡ２≦Ａ１≦Ａ３の範囲内で構成されている。具体的には、サポートメッシュ２７の形状が１７０ｍｍ×１２０ｍｍであり、メインメッシュ２６の形状は３００×４５０ｍｍに構成されている。また、引張弾性係数は５０％に構成されている。この他は上記第１実施形態にかかるスクリーンマスク２０と同様である。
【００８２】
第３実施形態にかかるスクリーンマスク２０Ｂは、フレーム２１及びサポートメッシュ２７が上記第２実施形態と同様の長方形に構成されている。本実施形態において、メインメッシュ２６とサポートメッシュ２７の寸法比は上記第１実施形態と同様にＡ２≦Ａ１≦Ａ３の範囲内で構成されている。
【００８３】
具体的には、サポートメッシュ２７の形状が１７０ｍｍ×１２０ｍｍであり、メインメッシュ２６の形状は３００×４５０ｍｍに構成されている。
【００８４】
第４実施形態にかかるスクリーンマスク２０Ｃは、フレーム２１及びサポートメッシュ２７が上記第２実施形態と同様の長方形に構成されている。本実施形態において、メインメッシュ２６とサポートメッシュ２７の寸法比は上記第１実施形態と同様にＡ２≦Ａ１≦Ａ３の範囲内で構成されている。
【００８５】
また、比較例１にかかるスクリーンマスク１１０Ａは、メインメッシュがフレームと相似形に構成され、引張弾性係数比は５８％に構成されている。すなわち、サポートメッシュ２７の形状が７０ｍｍ×７０ｍｍであり、メインメッシュ２６の形状は４００×５００ｍｍ（フレームと相似形）に構成されている。
【００８６】
図１２は、スクリーンマスク２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、及び１１０Ａについて、初期印刷時及び１０００回目の印刷時における、印刷形状の変位を示すグラフである。図１０には、比較例として、メインメッシュ２６とサポートメッシュ２７を相似形とし、引張弾性係数比を５８％としたスクリーンマスク１１０Ａの印刷形状の変位を示している。図１０に示されるように、スクリーンマスク２０Ａ，２０Ｂ、２０Ｃは、比較例にかかるスクリーンマスク１１０Ａよりも印刷時の伸びや歪みを小さく抑えられる。
【００８７】
図１１及び図１２に示すように、スクリーンマスク２０Ａ，２０Ｂ、２０Ｃにおいても、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、フレーム２１及びサポートメッシュ２７が長方形であっても、メインメッシュ２６のサポートメッシュ２７に対する寸法比を、Ｘ方向において、Ｙ方向の寸法比の４０％〜９０％の範囲に設定することで、比較例１１０Ａと比べて印刷形状のずれや歪みを抑制できる。
【００８８】
さらに、スクリーンマスク２０Ａ，２０Ｂにおいては、引張弾性係数比を４０％〜７０％の範囲内とし、弾性強度比を１０％〜２５％の範囲内とすることで、印刷形状のずれを抑制できることがわかる。
【００８９】
図１３乃至図１５は、第２乃至第５実施形態にかかるスクリーンマスク２０Ａ，２０Ｂ、２０Ｃ，２０Ｄ、及び比較例にかかるスクリーンマスク１１０Ａ，１１０Ｂにおける弾性強度比と印刷結果を示す説明図である。図１４は弾性強度比と印刷時の伸び量の関係を示し、図１５は弾性強度比と印刷時の歪み量の関係を示している。図１６は、同実施形態に係るスクリーンマスクのメインメッシュの第１方向と第２方向のサイズの関係を示す説明図であり、図１７は、メインメッシュの第１方向と第２方向の比率の関係を示す説明図である。
【００９０】
スクリーンマスク２０Ｄでは弾性強度比を２１％とした。この他はスクリーンマスク２０Ａと同様に構成されている。
【００９１】
また、比較例にかかるスクリーンマスク１１０Ｂは、弾性強度比が２８％に構成されている。この他はスクリーンマスク２０Ａと同様に構成されている。すなわち、サポートメッシュ２７の形状が１７０ｍｍ×１２０ｍｍであり、メインメッシュ２６の形状は３００×４５０ｍｍに構成されている。
図１３乃至図１７によれば、メインメッシュに対してサポートメッシュの方が５０％ほど伸びることで印刷幅伸びや歪みが抑制されることから、サポートメッシュ２７がある程度伸びる方が印刷位置精度において有効であることがわかる。
【００９２】
すなわち、サポートメッシュ２７とメインメッシュ２６の弾性係数の比である弾性強度比を１０％以上２５％以下とすることにより、１０％未満である場合に比べて印刷幅伸びが抑制することができるとともに、２５％より大きい場合に比べて歪みが低減であるという効果を奏することができる。
【００９３】
さらに、図１５，１６に示すように、Ａ２≦Ａ１≦Ａ３を満たす範囲内で寸法設定することにより、印刷形状のずれや歪みを抑制できる。
【００９４】
なお、第２乃至第５実施形態では一例としてサポートメッシュ２７形状を長方形としているが、これに限られるものではなく、例えば他の実施形態として図１８及び図１９に示すように、正方形のサポートメッシュ２７を用いても、同様の効果を得ることができる。図１８及び図１９は、他の実施形態として、例えば４５０ｍｍ×４５０ｍｍのフレームを用い、サポートメッシュ２７を正方形とした場合の寸法比率を示す説明図である。この場合にあっても、Ａ２≦Ａ１≦Ａ３を満たす範囲内で寸法設定することにより、印刷形状のずれや歪みを抑制できる。
【００９５】
また、上記各実施形態においては、メッシュ部２２の全域にわたってマスク膜２３を形成した例を示したが、これに限定されるものではなく、メッシュ部２２またはメインメッシュ２６の中央部分の一部にのみマスク膜２３が形成されていてもよい。
【００９６】
この他、上記実施形態に例示された各構成要素を削除してもよく、各構成要素の形状、構造、材質等を変更してもよい。上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。
【符号の説明】
【００９７】
１０…スクリーン印刷装置、１２…保持部材、１３…スキージ、１３ａ…先端部分、２０，２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ，２０Ｄ、２０Ｅ、２０Ｆ…スクリーンマスク、２１…フレーム、２１ａ…開口部分、２２…メッシュ部、２２ａ…接合部、２３…マスク膜、２３ａ…開口パターン、２４…接着剤、２５…フォトマスク、２６…メインメッシュ、２６ａ…経糸、２６ｂ…緯糸、２６ｃ…孔部、２７…サポートメッシュ、２７ａ…経糸、２７ｂ…緯糸、３０…印刷媒体、３１…印刷物、３２…塗布材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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