(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被印刷体上にスクリーンを配置し、スキージを移動させてペーストを複数の印刷図形として印刷するスクリーン印刷方法であって、
少なくとも２つの異なるスキージ移動速度でスクリーン印刷を少なくとも２回行う予備印刷工程と、
前記予備印刷工程で得られた各印刷物において共通に、前記スキージ移動方向に沿って印刷部分を複数の印刷領域に区分し、各印刷領域の印刷面積、印刷体積及び印刷厚みのうち少なくとも１つの測定項目を測定する測定工程と、
前記各印刷領域におけるスキージ移動速度と、前記測定工程で測定された少なくとも１つの測定項目との相関式を求める工程と、
前記相関式から得られる、該測定された測定項目についての目的とする値に対応した各印刷領域におけるスキージ移動速度に従ってスクリーン印刷を行う本印刷工程とを備える、スクリーン印刷方法。
【請求項２】
前記測定工程で、印刷面積が測定される、請求項１に記載のスクリーン印刷方法。
【請求項３】
前記本印刷工程において、前記測定工程で測定された項目の少なくとも１つを測定し、得られた測定値に基づいて前記相関式を修正し、修正された相関式に基づいてスキージ移動速度を求め、求められたスキージ移動速度により次回の印刷が行われる、請求項１または２に記載のスクリーン印刷方法。
【請求項４】
前記本印刷工程において、印刷された印刷物の少なくとも１つの印刷領域で、前記測定工程で測定された測定項目の少なくとも１つを測定するステージと、得られた測定値に基づいて、該印刷領域におけるスキージ移動速度の修正比率を求め、該修正比率に基づいてすべての印刷領域の次のスキージ移動速度を求めるステージと、求められたスキージ移動速度に従って印刷を行うステージとが繰り返されることを特徴とする、請求項１または２に記載のスクリーン印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子部品分野において導電ペーストなどをスクリーン印刷する場合に用いられるスクリーン印刷方法に関し、より詳細には、スキージ移動速度を制御する工程を備えたスクリーン印刷方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、積層コンデンサやセラミック多層基板などのセラミック電子部品の製造に際しては、内部電極を形成するためにセラミックグリーンシート上に導電ペーストがスクリーン印刷により付与される。この場合、量産性を高めるために、通常、マザーのセラミックグリーンシート上に多数の電極パターンがスクリーン印刷により一度に印刷されている。
【０００３】
積層コンデンサでは、内部電極の面積がばらつくと、静電容量がばらつくことになる。従って、上記マザーのセラミックグリーンシート上に多数の電極パターンをスクリーン印刷する場合、高精度に印刷を行うことが求められている。しかしながら、現実には、マザーのセラミックグリーンシート上の全領域において高精度に印刷することが困難であるため、印刷された領域の中央部分のみが使用されたりしていた。従って、余分な材料を必要とし、コストが高くつくという問題があった。
【０００４】
他方、特開２０００−２２９４００号公報には、スクリーン印刷に際してのスキージの移動速度を制御することにより、印刷パターンの膜厚を変更可能としたスクリーン印刷装置、並びにスクリーンギャップを変化させることにより印刷パターンの膜厚を制御し得るスクリーン印刷装置が開示されている。しかしながら、この方法では、１回のスクリーン印刷で、異なる膜厚の印刷パターンが形成されるにすぎず、複数の印刷パターンが均一にかつ高精度に印刷され得なかった。
【０００５】
また、特開平７−２６６５３９号公報には、被印刷体上の広い領域において高精度に印刷することを可能とするために、スキージの移動速度を、スキージ開始側において終了側に比べて速くするスクリーン印刷方法が開示されている。この方法は、スクリーン印刷に際してのスキージによる印刷圧力が大きい場合には有効である。しかしながら、現在、スクリーン印刷を高精度に行う場合には、印刷圧力を低める方法が採用されている。印刷圧力を低める場合には、この先行技術に記載の方法では、逆に印刷パターンにかすれが生じたりする。
【０００６】
特開平６−３３６００５号公報には、印刷精度を高めるためのハウジング方式のスキージ装置が開示されている。ここでは、スキージの移動距離を複数の領域に分割し、スキージの移動速度、ペースト供給ロール回転速度及び印刷圧力を制御することにより、最適な印刷条件が見出され、該最適な印刷条件でスクリーン印刷が行われる。しかしながら、制御因子が複雑であり、最適な印刷条件を見出すまでの予備印刷工程が煩雑であるという問題があった。
【０００７】
特開平９−２３９９５６号公報には、スキージの移動速度を適宜変化させることにより、適切な図形の印刷パターンを高精度に印刷することを可能とする、スクリーン印刷方法が開示されている。しかしながら、ここでは、スキージの移動速度を決定する方法自体は示されていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来、スクリーン印刷に際しての印刷精度を高めるために種々の方法が提案されているが、いずれの方法を用いた場合であっても、比較的簡単な工程で、複数の印刷パターンを高精度に印刷することは困難であった。
【０００９】
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、ペーストを複数の印刷図形としてスクリーン印刷するにあたり、最適な条件を得るための工程が簡便であり、歩留まりが高く、複数の印刷図形を高精度に印刷し得るスクリーン印刷方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被印刷体上にスクリーンを配置し、スキージを移動させてペーストを複数の印刷図形として印刷するスクリーン印刷方法であって、少なくとも２つの異なるスキージ移動速度でスクリーン印刷を少なくとも２回行う予備印刷工程と、前記予備印刷工程で得られた各印刷物において共通に、前記スキージ移動方向に沿って印刷部分を複数の印刷領域に区分し、各印刷領域の印刷面積、印刷体積及び印刷厚みのうち少なくとも１つの測定項目を測定する測定工程と、前記各印刷領域におけるスキージ移動速度と、前記測定工程で測定された少なくとも１つの測定項目との相関式を求める工程と、前記相関式から得られる、該測定された測定項目についての目的とする値に対応した各印刷領域におけるスキージ移動速度に従ってスクリーン印刷を行う本印刷工程とを備える。
【００１１】
本発明の特定の局面では、上記測定工程において印刷面積が測定される。
本発明の他の特定の局面では、前記本印刷工程において、前記測定工程で測定された項目の少なくとも１つが測定され、得られた測定値に基づいて前記相関式を修正され、修正された相関式に基づいてスキージ移動速度を求られ、求められたスキージ移動速度により次回の印刷が行われる。
【００１２】
本発明のさらに他の特定の局面では、前記本印刷工程において、印刷された印刷物の少なくとも１つの印刷領域において前記測定工程で測定された測定項目の少なくとも１つを測定するステージと、得られた測定値に基づいて、該印刷領域におけるスキージ移動速度の修正比率を求め、該修正比率に基づいてすべての印刷領域の次のスキージ移動速度を求めるステージと、求められたスキージ移動速度に従って印刷を行うステージとが繰り返される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施例を説明することにより、本発明をより詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施例で用いられるスクリーン印刷装置を示す概略ブロック図であり、図２（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施例のスクリーン印刷方法を説明するための略図的平面図及び略図的正面図である。
【００１５】
図２に示すように、スクリーン印刷装置１は、その上にセラミックグリーンシートからなる被印刷体３が載置される印刷ステージ２を有する。印刷ステージ２上に被印刷体３が配置され、該被印刷体３上に、図２（ａ）では想像線で示すマスク４が載置される。マスク４の上方に、スキージ５が配置されている。スキージ５は、図２の矢印Ｘ方向に移動される。
【００１６】
すなわち、図２（ｂ）に示されているように、被印刷体３上にマスク４が載置され、該マスク４上に導電ペーストが付与され、該導電ペースト６がスキージ５を移動させることにより、印刷が行われる。
【００１７】
本実施例では、被印刷体上に、図３に略図的平面図で示す複数の印刷図形７が印刷される。各印刷図形７は、矩形の形状を有する。印刷に際しては、スキージが矢印Ｘ方向に移動されて、複数の印刷図形７が印刷される。
【００１８】
また、図１に示すスクリーン印刷装置では、制御装置１１及び印刷面積測定装置１２が備えられている。印刷面積測定装置１２は、予備印刷工程において印刷された各印刷領域における印刷図形７の面積を測定し得るように構成されている。
【００１９】
また、スキージ５には、スキージ５を走行させる駆動源５ａが連結されている。駆動源５ａによりスキージ５の移動速度は変化され得るように構成されている。該駆動源５ａが制御装置１１に電気的に接続されており、制御装置１１の指令により、駆動源５ａがスキージ５の移動速度を変化させる。
【００２０】
また、印刷面積測定装置１２は制御装置１１に接続されており、測定した印刷面積が制御装置１１に与えられるように構成されている。制御装置１１は、与えられた各印刷領域における印刷図形の平均面積を算出し、後述の相関式を求める。さらに、制御装置１１は、本印刷工程においては、目標とする印刷面積に応じて、上記相関式に従って各印刷領域におけるスキージ走行速度に従って、スキージ５を移動させる指令信号を駆動源５ａに与えるように構成されている。
【００２１】
本実施例のスクリーン印刷方法を次に説明する。
本実施例では、まず、本印刷に先立ち、予備印刷工程が行われる。予備印刷工程では、制御装置１１が駆動源５ａを駆動し、少なくとも２つのスキージ移動速度で、スクリーン印刷が少なくとも２回行われる。この場合、スキージが矢印Ｘ方向に移動されて複数の印刷図形７が印刷されるが、各印刷図形７の面積は必ずしも均一ではない。すなわち、印刷図形７の矢印Ｘ方向に沿った位置によって、印刷面積のばらつきが生じざるを得ない。
【００２２】
本実施例では、上記のようにして少なくとも２回のスクリーン印刷を行って得られた印刷物の各印刷図形の面積が印刷面積測定装置１２により測定され、このデータが制御装置１１に与えられる。制御装置１１は、スキージ移動方向Ｘに沿って印刷部分を複数の印刷領域に区分する。すなわち、図３にＡ〜Ｄで示す複数の印刷領域に、印刷部分を区分する。そして、制御装置１１は、予備印刷工程で得られた各印刷物において、各印刷領域Ａ〜Ｄにおける印刷図形７すなわち電極パターンの平均面積を求める。
【００２３】
このようにして、図４に示すように、様々なスキージ移動速度における印刷図形の位置と、印刷図形の面積との関係が得られる。図４では印刷速度が、２０ｍｍ／秒、４０ｍｍ／秒、６０ｍｍ／秒、８０ｍｍ／秒及び１００ｍｍ／秒の場合の結果が示されている。
【００２４】
図４から明らかなように、いずれの印刷速度でスキージを移動させた場合であっても、印刷図形の位置によって、印刷図形の面積が変化することがわかる。なお、図４における印刷面積は、例えば図３の領域Ａにおける複数の印刷図形７の印刷面積の平均値をいうものとする。また、図３では、図示を容易とするために複数の印刷領域Ａ〜Ｄのみが示されているが、図４に示すように、より多くの印刷領域に印刷部分が区分され、各印刷領域における複数の印刷図形の印刷面積の平均値がその領域における印刷図形の面積として図４において示されている。
【００２５】
本実施例では、上記のようにして、予備印刷工程で得られた印刷物において、各印刷領域の印刷図形の印刷面積が測定される。
しかる後、制御装置１１は、図４に示した結果に基づき、各印刷領域におけるスキージ移動速度と、印刷面積との相関式を求める。例えば、図４の矢印Ｐで示す印刷領域では、図５に示す相関式（１）が求められる。
【００２６】
すなわち、矢印Ｐで示す印刷領域における、スキージ移動速度が２０、４０、６０、８０及び１００ｍｍ／秒の場合の該印刷領域Ｐにおける印刷図形の印刷面積が図５に示されている。この結果を近似することにより、相関式（１）が得られる。この相関式（１）は、スキージ移動速度をｘ、印刷図形の平均面積をｙとした場合、ｙ＝Ｍｘ-N（但し、Ｍ及びＮは近似により求められた定数）で示される。
【００２７】
上記相関式（１）は、印刷領域Ｐについての相関式であるが、制御装置１１は、スキージ移動方向に沿って区分された全ての印刷領域について、それぞれ、相関式（１）と同様に相関式を求める。従って、例えばスキージ移動速度に沿って、印刷部分が、ｓ個の印刷領域に区分される場合には、ｓ個の相関式が求められる。
【００２８】
上記相関式（１）が求められると、次に、制御装置１１は、予め入力されていた目的とする印刷図形７の印刷面積に基づいて、印刷領域Ｐにおけるスキージ移動速度を求める。すなわち、目的とする印刷図形７の平均面積をｙtとした場合、ｙt＝Ｍｘ-Nにより目的とするスキージ移動速度ｘが求められる。このようにして、各印刷領域について、上記と同様にして各相関式においてｙ＝ｙtを代入することにより、各印刷領域において設定すべきスキージ移動速度が求められる。
【００２９】
すなわち、図６に示すように、各印刷領域において、印刷図形７の平均印刷面積ｙtを実現するスキージ移動速度が得られる。
次に、制御装置１１は、図６に示すスキージ移動速度のプロファイルに従って駆動源５ａを駆動し、本印刷が行われる。従って、スキージ移動速度が図５に示されているプロファイルとなるように制御されて、スクリーン印刷が行われるので、各印刷領域において、印刷図形の平均面積はｙtとなる。すなわち、図６に示すスキージ移動速度のプロファイルに従って印刷工程が実施され、図７に示すように、印刷領域全面において、ほぼ印刷図形の面積が一定とされ得る。スキージ移動速度のプロファイルは図６（ａ）のような階段状でなく、各領域の中央点を通るなだらかなプロファイル図６（ｂ）としてもよい。
【００３０】
なお、図４では、５種類のスキージ移動速度で予備印刷工程が行われたため、予備印刷工程における印刷回数は５回であったが、本発明では、上記相関式（１）が求められる限り、予備印刷工程における異なるスキージ移動速度でのスクリーン印刷は、少なくとも２回であればよい。もっとも、より高精度に印刷面積を制御するには、予備印刷工程における印刷回数は３回以上、より好ましくは５回以上であることが望ましい。
【００３１】
上記のように、本実施例のスクリーン印刷方法では、異なる速度で複数回予備印刷を行った結果を用いて、各印刷領域における上記相関式を得るだけで、直ちに目的とする面積となる各印刷領域におけるスキージ移動速度を設定し得るので、容易にかつ高精度に各印刷図形を印刷することができる。
【００３２】
なお、上記印刷面積測定装置１２は特に限定されず、画像処理装置や、レーザーなどの光学的な方法を用いた装置、あるいは機械的な測長機などを用いることができる。
【００３３】
上記実施例では、各印刷領域における印刷図形７の平均面積を測定し、スキージ移動速度と印刷図形の平均面積との相関式（１）を求めたが、印刷面積に限らず、印刷図形の印刷体積や印刷厚みを測定し、これらとスキージ移動速度との相関式を求め、該相関式に基づいて、印刷面積ではなく、印刷体積や印刷厚みを制御してもよい。すなわち、被印刷体に複数の印刷図形をスクリーン印刷する場合に、印刷面積ではなく、印刷体積や印刷厚みが重要である場合には、上記のように印刷体積または印刷厚みとスキージ移動速度との相関式を求めて、上記実施例と同様にして制御することにより、印刷体積や印刷厚みのばらつきが少ない複数の印刷図形を印刷することができる。
【００３４】
また、場合によっては、印刷面積、印刷体積及び印刷厚みの全てを測定し、これらとスキージ移動速度との相関式を求め、印刷面積、印刷体積及び印刷厚みの全てを制御することにより、スクリーン印刷を行ってもよい。また、この場合、印刷面積が、印刷体積及び印刷厚みに比べて重要である場合には、印刷面積とスキージ移動速度との相関式により求められる値を重視するように複数の相関式間に重み付けを施して本印刷工程における各印刷領域におけるスキージ移動速度を求めてもよい。
【００３５】
なお、印刷体積の測定方法についても特に限定されず、レーザーを用いた方法、光切断方式、あるいは印刷面積と印刷厚みを測定して得られた積を求める方法などを用いることができる。印刷厚みの測定方法についても特に制限されず、レーザーを用いた方法、反射式放射線方法、透過型放射線方法、赤外線を利用した方法、触針式厚み測定法、接触式厚み測定法などを用いることができる。
【００３６】
また、好ましくは、上記本印刷工程において、印刷物の各印刷領域における印刷面積、印刷体積及び印刷厚みの少なくとも１つを測定し、得られた測定値に基づいて前述した相関式を修正し、修正された相関式に基づいて次回のスキージ移動速度を求め、求められた次回のスキージ移動速度により次回のスクリーン印刷を行ってもよい。この場合には、本印刷工程において、さらに目的とする印刷面積、印刷体積及び印刷厚みに応じたスキージ移動速度がより高精度に求められるので、より一層高精度に各印刷図形を印刷することができる。
【００３７】
また、上記本印刷工程において、印刷された印刷物の少なくとも１つの印刷領域の印刷面積、印刷体積及び印刷厚みの少なくとも１つを測定し、得られた測定値に基づいて、該印刷領域におけるスキージ移動速度の修正比率を求め、該修正比率に基づいて全ての印刷領域、すなわち上記測定値を求めた以外の印刷領域を含む全ての印刷領域における次のスキージ移動速度を求めてもよい。この場合には、本印刷工程において、より最適なスキージ移動速度が求められるが、上記修正比率を求めるにあたっては、全ての印刷領域において測定を行う必要がない。従って、大量の被印刷体上にスクリーン印刷を繰り返す場合、本印刷工程において、比較的簡単な処理によって、各印刷図形をより高精度に印刷することができる。
【００３８】
なお、上記実施例では、セラミックグリーンシートに導電ペーストをスクリーン印刷する場合を例にとり説明したが、本発明は、セラミックグリーンシート以外の他の被印刷体上にスクリーン印刷する方法に用いられてもよく、また導電ペースト以外に、抵抗ペーストなどの他のペースト類をスクリーン印刷する場合にも用いることができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、予備印刷工程においては、少なくとも２回の予備印刷を行うだけでよく、該予備印刷工程の結果に基づいて、スキージ移動速度と、印刷面積、印刷体積及び印刷厚みのうち少なくとも１つとスキージ移動速度との相関式が求められ、該相関式に基づいて、測定された測定項目についての目的とする値に対応したスキージ移動速度が得られ、該スキージ移動速度に従ってスクリーン印刷が行われる。従って、簡単な予備印刷工程を行うだけで、本印刷工程において、各印刷領域の印刷図形を、目的とする印刷面積、印刷体積及び／または印刷厚みとなるように印刷を高精度に行うことができる。
【００４０】
上記測定工程において、印刷面積が測定される場合には、各印刷領域におけるスキージ移動速度と印刷面積との相関式が求められ、従って、本印刷工程において、各印刷領域の印刷図形を目的とする印刷面積となるように高精度に印刷することができる。
【００４１】
本印刷工程において、印刷物の各印刷領域における印刷面積、印刷体積及び印刷厚みの少なくとも１つを測定し、得られた測定値に基づいて上記相関式を修正した場合には、本印刷工程を繰り返す際に、被印刷体上に目的とする印刷面積、印刷体積及び／または印刷厚みの印刷図形をより高精度に印刷することができる。
【００４２】
本印刷工程において、印刷された印刷物の少なくとも１つの印刷領域の印刷面積、印刷体積及び印刷厚みの少なくとも１つを測定し、得られた測定値に基づいて該印刷領域におけるスキージ移動速度の修正比率を求め、該修正比率に基づいて全ての印刷領域の次のスキージ移動速度を求めた場合には、比較的簡便な方法で、本印刷工程における印刷精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例で用いられるスクリーン印刷装置の概略構成を示す図。
【図２】（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施例で用いられるスクリーン印刷装置の要部を説明するための略図的平面図及び略図的正面図。
【図３】複数の印刷領域を説明するための模式的平面図。
【図４】予備印刷工程で得られた、異なるスキージ移動速度の場合の各印刷領域における印刷図形の平均面積を示す図。
【図５】予備印刷工程で得られた測定値に基づいて求められた相関式を説明するための図。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、各印刷領域における相関式から求められた各印刷領域におけるスキージ移動速度を説明するための図。
【図７】本発明の一実施例で印刷された結果を示し、各印刷領域における印刷図形の平均印刷面積を示す図。
【符号の説明】
１…スクリーン印刷装置
２…印刷ステージ
３…被印刷体
４…マスク
５…スキージ
５ａ…駆動源
６…導電ペースト
１１…制御装置
１２…印刷面積測定装置
【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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