JP4180318B2 - Screen printing method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクリーンマスク(スクリーン版)により被印刷物に印刷を行なうスクリーン印刷方法に係り、特に、インクに相当するペースト状物体を一様に嵩高く被印刷物に付着させるのに適するスクリーン印刷方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
微細な構造物を物体面上に形成するためスクリーン印刷を応用する技術が種々の場面で用いられている。図10は、スクリーン印刷を用いて、被印刷物(この場合は例えば配線板または金属箔)上に微細構造物としての導電バンプを形成する方法を模式的に説明する図である。なお、このような方法で印刷・形成される導電バンプは、尖りを有するので半硬化状態の絶縁板(プリプレグ)を貫通しやすくその貫通により絶縁板間の層間接続体として使用することができるものである。
【0003】
図示するように、配線板または金属箔78に対向しかつ離間してスクリーンマスク75を配置させる。スクリーンマスク75は、スクリーンマスク張設部73、74に張設されている。また、スクリーンマスク75は、導電性ペースト76を配線板または金属箔78に移動転写し付着させるための貫通孔75a、75b、75c、75d、75e、…を備えている。
【0004】
スキージ71は、線状にスクリーンマスク75を押し下げ、スクリーンマスク75と配線板または金属箔78とが当接するようにする。この状態で、スキージ71は、図上右から左に移動(当接線状と垂直方向に移動)するが、その際にスキージ71の前方に接してスクリーンマスク75上に導電性ペースト76が存在するようにしておく。
【0005】
このような状態でのスキージ71の動きにより、導電性ペースト76は、スキージ71の直下近くではその一部が貫通孔75bに充填される。貫通孔75bに充填された導電性ペースト76は、スキージ71が移動しスクリーンマスク75が配線板または金属箔78から隔離し始めると、粘着力または表面張力により一部は配線板または金属箔78に引っ張られ、一部は貫通孔75b(75c)に残留するように引っ張られる。
【0006】
スクリーンマスク75と配線板または金属箔78との距離がさらに離間すると、一部が貫通孔75c(75d、75e)に残り、配線板または金属箔78に引っ張られた部分は分断されて先が尖った形状で配線板または金属箔78に付着する。
【0007】
この先の尖った形状の導電性ペースト(先の尖った形状の導電性ペーストを以下では導電バンプ77という)を乾燥させて硬化し、半硬化状態の絶縁板(プリプレグ)を貫通させて層間接続体にすることができる。このようなスクリーン印刷による層間接続体は細かいピッチで形成することができ、配線板として要求される微細パターン化に応えるものとして用いられている。
【0008】
以上説明の層間接続体の形成は、図示したように、被印刷物とスクリーンマスク75とを離間させた状態において、スキージ71によりスクリーンマスク75を押し下げて導電性ペースト76を貫通孔75a等を介して配線板または金属箔78に移動転写し付着させるものである。
【0009】
スクリーン印刷としては、上記のように被印刷物とスクリーンマスク75とをあらかじめ離間させて行なう方法(いわゆるオフコンタクト)の他に、被印刷物とスクリーンマスク75とをあらかじめ面状に接触させておいてから印刷する方法(いわゆるオンコンタクト)も存在する。
【0010】
オンコンタクトの場合には、被印刷物とスクリーンマスク75とを面状に接触させた状態において、スキージ71を移動させて導電性ペースト76を貫通孔75a等に充填しかつその充填された導電性ペースト76の底部を配線板または金属箔78に付着させる。しかるのち、スクリーンマスク75を被印刷物78から隔離する。この隔離により、貫通孔75a等内の導電性ペースト76は、粘着力または表面張力により一部は配線板または金属箔78に引っ張られ、一部は貫通孔75a等に残留するように引っ張られる。
【0011】
これにより、スクリーンマスク75と配線板または金属箔78との距離がさらに隔離したときに、一部が貫通孔75a等に残り、配線板または金属箔78に引っ張られた部分は分断されて先が尖った形状で配線板または金属箔78に付着する。したがって、上記のオフコンタクトの場合と同様に、先の尖った形状の導電性ペースト76が形成され、これを乾燥させて硬化することにより層間接続体(導電バンプ77)を形成することができる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような導電バンプ77の形成は、絶縁板を貫通するためある程度の高さが必要である。また、配線板で必要とされる狭ピッチ化がさらに進むと、高さを維持したままで底面積に対して相対的に高さが高い形状、いわゆる高アスペクト比の形状に形成される必要がある。
【0013】
このような将来的観点でスクリーン印刷による導電バンプ形成をみてみると、高アスペクト比化に一定の限界がある。これは、上記のように、オフコンタクト、オンコンタクトいずれの場合も、導電バンプの形成高さは、スクリーンマスク75と配線板または金属箔78との距離が離間したときに、導電性ペースト76が配線板または金属箔78に粘着して引っ張られる量によって決まるからである。
【0014】
したがって、単純には、貫通孔75a(75b、75c、75d、75e)の容積を相対的に増して貫通孔75a等に充填される導電性ペースト76の量を増加させればよいので、例えば、スクリーンマスク75の厚さを厚くすることが考えられる。しかしながら、このようにしても貫通孔75a等に引っ張られ残留する量も多くなり、配線板または金属箔78に付着する量として単純に増加しない。
【0015】
そこで、貫通孔75a等に充填される導電性ペースト76の量が実質的に増加されるようにし、これにかかわらず貫通孔75a等に引っ張られ残留する量が少なくなるようにするための方策として、貫通孔75a等の縦断面形状を単純な方形ではなく、被印刷物に接する側からスクリーンマスク75の中途の厚さまで貫通孔75a等の直径を大きくした形状(すなわち例えば縦断面形状として凸形状)とすることも考えられる。
【0016】
このようにすれば、実質的にスクリーンマスク75の厚さを厚くすることができるとともに、直径の大きな部分では、導電性ペースト76が貫通孔75a等の側壁に接しないようにすることができる。貫通孔75a等に残留する導電性ペースト76の量は、貫通孔75a等の直径の小さな部分に対応するスクリーンマスク75の厚さ分に対応して決まることから、したがって、より多くの導電性ペースト76を配線板または金属箔78に付着することができる。
【0017】
このような方法をいわゆるオンコンタクトのスクリーン印刷において適用すると、しかしながら、以下のような問題が考えられる。すなわち、被印刷物とスクリーンマスク75とをあらかじめ面状に接触させたときに、一様な接触状態が得られるかどうかということである。一般的には、スクリーンマスク75に局部的にはしわが発生して浮き上がり、被印刷物との十分な接触が確保されない部位が発生する。
【0018】
このようなスクリーンマスク75の浮き上がりが生じると、貫通孔75a等の位置により充填される導電性ペースト76の量が異なってくる。そして浮き上がりが生じた部位では、充填される導電性ペースト76の量が増加するので、スクリーンマスク75を被印刷物から隔離したときに、先の尖った形状の導電性ペースト76の、高さの異常や底面積の異常が発生する。すなわち、導電バンプ77の形成高さや形状のばらつき要因になり得る。
【0019】
このような導電バンプ77を有する被印刷物では、導電バンプ77による絶縁層への貫通状態も一様にはなされなくなる。例えば、プリント基板製造時に導電バンプ77がその軸方向に加圧圧縮された場合に配線板面に沿って異常に塑性変形することにより不要部分の導通などの不良発生も考えられる。すなわち層間接続体としての信頼性が劣化し品質確保に影響が生じ得る。
【0020】
本発明は、上記した事情を考慮してなされたもので、スクリーンマスクにより被印刷物に印刷を行なうスクリーン印刷方法において、インクに相当するペースト状物体を一様に嵩高く被印刷物に付着させることが可能なスクリーン印刷方法を提供することを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係るスクリーン印刷方法は、支持板と、前記支持板の片面に着設された粘着層とを備えたスクリーン印刷用スペーサと、前記スクリーン印刷用スペーサの前記粘着層の着設された面とは反対側に配設されたスクリーン板とを有するスクリーンマスクであって、前記スクリーン板には所定位置に貫通孔が穿設され、前記支持板には前記貫通孔より直径の大きな第2の貫通孔が前記貫通孔位置に重なるように配置されている前記スクリーンマスクの前記スクリーン印刷用スペーサ側を被印刷物に面状に接触させる工程と、前記被印刷物に前記スクリーンマスクが面状に接触された状態において、前記スクリーンマスクの前記被印刷物とは反対の面側に設けられたスキージで前記スクリーンマスクの前記貫通孔にペーストを充填する工程と、前記ペーストを前記貫通孔に有する前記スクリーンマスクを前記被印刷物から隔離する工程とを具備し、前記ペーストを前記貫通孔に有する前記スクリーンマスクを前記被印刷面から隔離する前記工程は、前記スクリーンマスク上にロールを配し前記配されたロールを転がして前記スクリーンマスクを前記ロール上に巻き取ることによりなされることを特徴とする。
【0022】
すなわち、スクリーンマスクとして、スクリーン板とスクリーン印刷用スペーサとが積層された状態のものを用い、そのスクリーン印刷用スペーサの被印刷物に接する側の面には粘着層が存在する。スクリーン板には貫通孔があり、スクリーン印刷用スペーサにはこの貫通孔より大きな直径の第2の貫通孔が重なるように配置されている。
【0023】
このようなスクリーンマスクを被印刷物に面状に接触させ、しかるのちスキージで貫通孔にペーストを充填する。スクリーンマスクを被印刷物に面状に接触させたときには、上記粘着層のはたらきによりスクリーンマスクと被印刷物とは一様に、すなわちスクリーンマスクにしわなどが発生することなく、接触状態になる。したがって、そのあとの貫通孔へのペーストの充填も各貫通孔に対して一様な量で行なうことができる。
【0024】
そして、一様な量でペーストが充填された状態のスクリーンマスクを被印刷物から隔離するので各貫通孔から被印刷物へのペースト付着量が一様化される。ここで、スクリーンマスクの被印刷物からの隔離を、被印刷面に対して一度に行なうのではなく、ロールが接する線に従って順次行なうようにすれば、被印刷物からのスクリーンマスクの隔離をより一様化する可能性がある。また、各貫通孔におけるペーストの量は、スクリーン印刷用スペーサの第2の貫通孔による分を合わせると増加している。ここでこのスクリーン印刷用スペーサの第2の貫通孔は、スクリーン板の貫通孔より直径が大きくされているのでその側壁へのペーストの接触が避けられ、被印刷物側へのペースト付着量の増加をもたらす。よって、この印刷方法によれば、ペースト状物体を一様にかつ嵩高く被印刷物に付着させることができる。
【0025】
なお、貫通孔、第2の貫通孔の平面形状は、円のほか、楕円や多角形などとしてもよい。スクリーン板には、周知の材質のものを用いることができる。例えばアルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼、銅、真ちゅうなどである。スクリーン印刷用スペーサの支持板には、例えば樹脂を用いることができるが、スクリーン板に用いるような金属であってもよい。
【0026】
スクリーン印刷用スペーサの粘着層は、粘着力として、十分に被印刷物との密着を確保できる程度の強さを備え、かつ被印刷面からスクリーンマスクを隔離するときには比較的容易にはがれる程度の強さのものが適当である。例えるなら付せん紙に用いられる糊材や清掃用ロールの粘着材などの粘着力である。また、粘着層とは言っても、吸着に近いメカニズムで2者間の着接状態を維持するものであってもよい。例えば、微細構造の気泡を表面に有する物体面が被印刷面に接触することにより弾性変形して着接状態を発揮し得る材料である。
【0027】
また、被印刷物には、リジッドまたはフレキシブルな配線板基材、金属箔(銅箔)、ガラス板、セラミック板などを用いることができる。
【0031】
【発明の実施の形態】
スクリーン印刷方法の実施態様として、前記ロールは磁力を有し前記ロール上に前記スクリーンマスクを巻き取るのに前記磁力が利用される。ロールへのスクリーンマスクの巻き取りを、より確実化するものである。
【0032】
また、スクリーン印刷方法の実施態様として、前記ロールはバキューム吸着機能を有し、前記ロール上に前記スクリーンマスクを巻き取るのに前記バキューム吸着機能が利用される。これもロールへのスクリーンマスクの巻き取りを、より確実化するものである。
【0035】
以下では本発明の実施形態(およびその参考例)を図面を参照しながら説明する。まず、図1は、参考例に係るスクリーン印刷方法を実行するためのスクリーン印刷機を模式的に示す図であり、印刷面を横方向から見た図である。
【0036】
このスクリーン印刷機は、印刷台11上に載置された被印刷物たる配線板基材12主面上に導電バンプを形成するものである。構成を述べるに、配線板基材12主面にスクリーンマスク18の片面が対向するように離間して配置され得るようになっている。
【0037】
スクリーンマスク18は、互いに対向して位置するスクリーンマスク張設部13、14によって端部が保持されて張設される。スクリーンマスク張設部13、14は、張設されたスクリーンマスク18を下方に移動させこれを配線板基材12主面上に接触させることができる。また、この接触された状態から上方に移動させ配線板基材12から隔離することができる。印刷台11上に配線板基材12を載置・保持するには、例えば印刷台11にバキューム吸着機構を設けることによりこれが可能である。
【0038】
スクリーンマスク18は、スクリーン板15と、スクリーン印刷用スペーサの支持板としてのシム16と、粘着層17との積層構造になっている。また、スクリーンマスク18を貫通して、ペーストを吐出させるための貫通孔15a、15b、15c、15d、15e、…(直径は例えば50μmから500μm程度)および貫通孔16a、16b、16c、16d、16e、…(直径は例えば貫通孔15a等の1.1倍から2倍程度)が穿設されている。貫通孔15a、15b、15c、15d、15e、…はスクリーン板15に穿設されており、貫通孔16a、16b、16c、16d、16e、…はシム16に穿設されている。これらの穿設位置は重なっており、両者でスクリーンマスク18を貫通する。粘着層は、シム16の下面(配線板基材12に面する側)に設けられている。
【0039】
なお、スクリーンマスク18の各部位15、16、17には、すでに説明したような材質、性質のものを用いることができる。また、スクリーン板15の厚さは例えば50μmないし300μm程度、シム16の厚さは例えば100μmないし350μm程度のうちで、形成すべき導電バンプが所定の底面大きさに対して所定の高さになるように選択することができる。形成すべき導電バンプは、一例を挙げれば、底面直径が150μmないし300μm程度、高さが200μm前後程度である。
【0040】
張設されたスクリーンマスク18の上方には、図示するように垂直方向に対して傾きをもったスキージ19が待機可能に設けられている。スキージ19は、後述するようにその下端部が線状に(紙面垂直方向に)スクリーンマスク18上に当接され、その状態で図右から左方向に(すなわち傾いたスキージの上方をスキージの下方が追いかける方向に)移動される。
【0041】
スキージ19の材質としては、ウレタン樹脂のような樹脂、金属、金属に樹脂をコーティングしたものなどを利用することができる。または、スキージ19は、印刷に供用して経時的に摩耗するので装置として交換可能に構成してもよい。
【0042】
図2は、図1に示したスクリーン印刷装置で用いるスクリーンマスク18を平面図(上面図)で示すものであり、図1と同一の部分には同一の番号を付してある。図2に示すように、貫通孔15a、16a等の配置は、生産される配線板としてのレイアウトに従う位置であり、貫通孔15a、16a等により形成される導電バンプはそれぞれ独立している。
【0043】
図3は、図1に示したスクリーン印刷機の次段階の状態を示す図であり、すでに説明した構成要素には同一番号を付してある。図示するように、スクリーンマスク18は、スクリーンマスク張設部13、14の下方への移動により配線板基材12の主面に接触状態となる(あるいは、印刷台11の方が上方に移動することによりこのような状態になるようにしてもよい。)。そして、スキージ19は、スクリーンマスク18上であって図の右端近くに当接される。
【0044】
スキージ19の進行する方向のスクリーンマスク18上には、導電性ペースト20が供給されている。導電性ペースト20のこのような供給は、スキージ19の進行前方にペースト供給用のノズルを設けこれをスキージ19の移動とともに移動させるようにして行なうことができる。また、供給される導電性ペースト20の量を調整するため、同様の位置にペースト吸い取り用のノズルを設けるようにしてもよい。導電性ペースト20には、例えばペースト状樹脂の中に金属粒(銀、金、銅、半田など)を分散させ、加えて揮発性の溶剤を混合させたものを用いる。
【0045】
本参考例では、スクリーンマスク18の配線板基材12側には、粘着層17が着設されており、上記のようなスクリーンマスク18と配線板基材12との接触により一様に密着する状態になる。すなわち、スクリーンマスク18にしわなどが生じることなく密着する。
【0046】
なお、このような密着のためには、スクリーンマスク張設部13、14によるスクリーンマスク18の張力を調整するようにして接触状態に至らせるようにしてもよい。例えば、張力が緩めになるように調整しておくとスクリーンマスク18には多少たわみが生じるので、たわんでより下に位置するスクリーンマスク18の部位から徐々に配線基材12に接触させるようにするなどである。
【0047】
図4は、図3に示したスクリーン印刷機の次段階の状態を示す図であり、すでに説明した構成要素には同一番号を付してある。図示するように、スキージ19は、スクリーンマスク18に当接された状態でこの当接線と垂直の方向に図右端近くから図左端近くまでスクリーンマスク18上を移動する。
【0048】
これにより、スクリーンマスク18の各貫通孔15a、16a等に導電性ペースト20が供給充填される(充填された導電性ペーストを符号20a、20b、20c、20d、20e、…で示す。)。ここで、各貫通孔15a、16a等のうちシム16に設けられた貫通孔16a等は、スクリーン板15に設けられた貫通孔15a等より直径が大きくされているので、貫通孔16a等の側壁には導電性ペースト20a等が接触しないが、導電性ペースト20a等の底面は配線板基材20上に接触するようになる。
【0049】
ここで、各貫通孔15a、16a等への導電性ペースト20a等の充填量は、均一性の高いものとなる。これは、スクリーンマスク18と配線板基材12との密着が粘着層17により一様になされており、配線板基材12の上面からスクリーンマスク18の上面までの距離としてスクリーンマスク18の面で一様だからである。
【0050】
図5は、図4に示したスクリーン印刷機の次段階の状態を示す図であり、すでに説明した構成要素には同一番号を付してある。図示するように、スキージ19は、スクリーンマスク18上方に退避される。そして、スクリーンマスク張設部13、14が張設されたスクリーンマスク18を上方に移動させることにより(または印刷台11が下方に移動するようにしてもよい。)、これを配線板基材12から隔離させる。
【0051】
このような動作により、各貫通孔15a、16a等に充填された導電性ペースト20a等は分断されて、配線板基材12上には先の尖った形状(=ほぼ円錐状)の導電バンプ21a、21b、21c、21d、21e、…が形成される。また、スクリーン板15の貫通孔15a等には残り部分の導電性ペースト20aが残留する。この残留した分は、次の配線板基材に導電性ペースト20の印刷を行なうときの導電バンプ形成の材料分になる。
【0052】
ここで形成される導電バンプ21a等は、各貫通孔15a、16a等に充填された導電性ペースト20a等からより大きな割合をもって分断され形成されたものである。これは、配線板基材12に対向するシム16がスペーサとして機能して上記充填量を増し、しかも充填された導電性ペースト20a等には接触しないのでスクリーンマスク18側に導電性ペースト20a等を引っ張る力に寄与しないためである。したがって、導電バンプ21a等を高アスペクトに形成することができる。
【0053】
また、上記したように、各貫通孔15a、16a等への導電性ペースト20a等の充填量が均一性高くなされているので、導電バンプ21a等の高さや形状も均一性高くなっている。高さばらつき(導電バンプ21a等の高さに対するパーセンテージ)は、例えば粘着層17がないスクリーンマスクを用いたときの例えば1/3程度(上記パーセンテージでいうと5%程度)にはすることができる。
【0054】
以上の工程に続いて、この一様かつ高アスペクトに形成された導電バンプ21a等が形成された配線板基材12について例えば百数十℃で乾燥を行ない、導電バンプ21a等を硬化する。硬化された導電バンプ21aを有する配線板基材12を、半硬化状態の絶縁板(プリプレグ)と積層プレスして導電バンプ21a等によりプリプレグを貫通させて層間接続体にすることができる。
【0055】
このような層間接続体は、上記のようなより一様な高アスペクト化により接続信頼性が向上しており、配線板として要求される微細パターン化に応えるものとして用いることができる。また、用いるプリプレグとして材料の選択肢を広げることもできる(例えばより硬いものも使用できる)ので、コストや生産性を改善できる。
【0056】
次に、本発明に係るスクリーン印刷方法の実施形態を図6を参照して説明する。図6は、本発明に係るスクリーン印刷方法の実施形態を示す模式図であり、すでに説明した構成要素には同一番号を付してある。本実施形態のスクリーン印刷方法は、上記参考例と図1ないし図4までの動作としてほぼ同じである。
【0057】
すなわち、上記参考例の図5に示した動作に代えて図6に示す動作を行う。図5に示した場合では、スクリーンマスク18を配線板基材12から一時に隔離するようにしたが、この実施形態では、図示するように、ロール25の外筒面上にスクリーンマスク18を巻き取るようにして、スクリーンマスク18を配線板基材12から隔離する。
【0058】
このようなスクリーンマスク18の隔離方法によれば、配線板基材12からのスクリーンマスク21の隔離は線状に順次行なわれる。したがって、例えば、配線板基材12上での導電バンプ21a等の配置密度が場所によって大きく違っていても、スクリーンマスク21のたわみを回避して場所によらず一様にスクリーンマスク21を隔離することができる。すなわち、配線板基材12からのスクリーンマスク21の隔離をより一様化し、高さばらつきが一層軽減された導電バンプ21a等を形成することができる。
【0059】
また、ロール25の外筒面から外に磁力線が発生するようにロール25に磁石(永久磁石または電磁石)を備えるようにしてもよい。このようにすれば、スクリーンマスク18に磁性材料が含まれている場合に、ロール25によるスクリーンマスク18を巻き取りがより確実になる。
【0060】
また、ロール25にバキューム吸着機能を設けるようにしても、ロール25によるスクリーンマスク18を巻き取りがより確実になるという効果を得ることできる。この場合、ロール25の外筒面上に吸着孔が形成されるようにしておく。
【0061】
次に、上記の参考例、実施形態で使用することができるスクリーンマスクについて図7を参照してさらに説明する。図7は、スクリーンマスクの製造プロセスの一例を説明する断面図であり、図1で説明した構成要素には同一番号を付してある。
【0062】
まず、図7(a)に示すように、スクリーン板15を形成する。スクリーン板15にはすでに説明したような材質のものを用い、かつ生産される配線板としてのレイアウトに従う位置に貫通孔15n、…を貫通・形成する。貫通孔15nの形成には、レーザー加工、プラズマ加工、エッチング、ドリリング、放電加工、電鋳法などを用いることができる。
【0063】
また、同時に図7(b)に示すように、スクリーン印刷用スペーサとしてのシム16および粘着層17を形成する。シム16には、すでに説明したような材質のものを用い、かつ生産される配線板としてのレイアウトに従う位置に貫通孔16n、…を貫通・形成する。貫通孔16n、…の直径は、上記貫通孔15n、…の直径の1.1倍ないし2倍程度のものである。粘着層17は、シム16の一面にあらかじめ形成するようにしても、貫通孔16nを形成したあとに粘着層17を例えば粘着材料の塗布により形成するようにしてもよい。
【0064】
次に、スクリーン板15とシム16とを図7(c)に示すように貼り合わせる。この貼り合わせには、周知の各方法を用いることができる。例えば接着剤や両面接着テープなどを利用することができる。以上により、上記の参考例、実施形態で使用できるスクリーンマスクを得ることができる。
【0065】
次に、上記の参考例、実施形態で使用することができる別のスクリーンマスクについて図8を参照してさらに説明する。図8は、スクリーンマスクの製造プロセスの別例を説明する断面図である。
【0066】
このスクリーンマスクは、スクリーン印刷用スペーサの要部であるシムを別部材ではなく同一部材として製造したものである。すなわち、例えば、スクリーン板15Aとしてシム分の厚さをも有するものを用意し、貫通孔15Anとしては、片面から中ほどの厚さまでは径の小さい孔を、もう片面から中ほどまでの厚さまでは上記径の小さい孔と位置を合わせてかつ貫通するようにより大きな径の孔を、それぞれ形成する。このような貫通孔の形成は、両面それぞれからレーザー加工、プラズマ加工、エッチング、ドリリング、放電加工、電鋳法などのいずれかを用いることによって行なうことができる。径サイズの関係についてはすでに説明した通りである。
【0067】
そして、より径の大きな孔が形成された面に粘着層17を例えば粘着材料の塗布により形成する。以上により、上記各実施形態で使用できる、別のスクリーンマスクを得ることができる。
【0068】
このようなスクリーンマスクによればスクリーンマスクとしての構成を簡略化しスクリーンマスクの生産やスクリーン印刷での取り扱いを容易化することができる。
【0069】
図9は、図8に示したスクリーンマスクの変形例を示す図であり、対応する部位には同一番号を付してある。この場合には、貫通孔15Bn、…の縦断面形状を図8に示したものとは異ならしめ、径の大きな方の孔についてU字形としたものである。すでに説明したように、径の大きな方の孔はその側壁に、径の小さい方の孔から充填されてくる導電性ペーストが接触しないようにされていればよい。この意味でこのようなU字形の縦断面や、この他にもテーパ型、弧状形、半円型、半楕円型などの縦断面にしてもよい。
【0070】
このような縦断面形状を有する孔の形成には、上記で述べたレーザー加工、プラズマ加工、エッチング、ドリリング、放電加工、電鋳法を適宜応用または組み合わせて行なうことができる。
【0071】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明よれば、ペースト状物体を一様にかつ嵩高く被印刷物に付着させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 参考例に係るスクリーン印刷方法を実行するためのスクリーン印刷機を模式的に示す図。
【図2】 図1に示したスクリーン印刷装置で用いるスクリーンマスク18の平面図。
【図3】 図1に示したスクリーン印刷機の次段階の状態を示す図。
【図4】 図3に示したスクリーン印刷機の次段階の状態を示す図。
【図5】 図4に示したスクリーン印刷機の次段階の状態を示す図。
【図6】 本発明に係るスクリーン印刷方法の実施形態を示す模式図。
【図7】 本発明の実施形態で使用できるスクリーンマスクの製造プロセスを説明する断面図。
【図8】 本発明の実施形態で使用できる別のスクリーンマスクの製造プロセスを説明する断面図。
【図9】 本発明の実施形態で使用できるさらに別のスクリーンマスクの製造プロセスを説明する断面図。
【図10】 スクリーン印刷を用いて配線板または金属箔上に微細構造物としての導電バンプを形成する方法を模式的に説明する図(従来図)。
【符号の説明】
11…印刷台 12…配線板基材 13、14…スクリーンマスク張設部 15…スクリーン板 15a、15b、15c、15d、15e…貫通孔 16…シム 16a、16b、16c、16d、16e…貫通孔 17…粘着層 18…スクリーンマスク 19…スキージ 20、20a、20b、20c、20d、20e…導電性ペースト 21a、21b、21、21c、21d、21e…導電バンプ 25…ロール[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a screen printing method for printing on a printing material using a screen mask (screen plate).To the lawIn particular, a screen printing method suitable for attaching a paste-like object corresponding to ink uniformly and bulky to a substrate.To the lawRelated.
[0002]
[Prior art]
In order to form a fine structure on an object surface, a technique using screen printing is used in various situations. FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a method of forming conductive bumps as fine structures on a substrate (in this case, for example, a wiring board or a metal foil) using screen printing. In addition, since the conductive bump printed and formed by such a method has a sharp point, it can easily penetrate a semi-cured insulating plate (prepreg) and can be used as an interlayer connection between the insulating plates by the penetration. It is.
[0003]
As shown in the figure, a
[0004]
The
[0005]
Due to the movement of the
[0006]
When the distance between the
[0007]
The pointed-shaped conductive paste (the pointed-shaped conductive paste is hereinafter referred to as a conductive bump 77) is dried and cured, and is passed through a semi-cured insulating plate (prepreg) to connect the interlayer connector. Can be. Such an interlayer connection body by screen printing can be formed with a fine pitch, and is used to meet the fine patterning required for a wiring board.
[0008]
In the above-described formation of the interlayer connection body, as shown in the drawing, the
[0009]
As the screen printing, in addition to the method of separating the printing material and the
[0010]
In the case of on-contact, the
[0011]
As a result, when the distance between the
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
The formation of the
[0013]
Looking at the formation of conductive bumps by screen printing from such a future viewpoint, there is a certain limit to increasing the aspect ratio. As described above, in both cases of off-contact and on-contact, the conductive bumps are formed so that the
[0014]
Therefore, simply, the volume of the through-hole 75a (75b, 75c, 75d, 75e) may be relatively increased to increase the amount of the
[0015]
Therefore, as a measure for making the amount of the
[0016]
In this way, the thickness of the
[0017]
When such a method is applied to so-called on-contact screen printing, however, the following problems can be considered. That is, whether or not a uniform contact state can be obtained when the substrate to be printed and the
[0018]
When the
[0019]
In a printed material having such
[0020]
The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and a screen printing method for printing on an object to be printed using a screen mask.To the lawScreen printing method that allows a paste-like object equivalent to ink to be uniformly and bulkyly adhered to the substrate.The lawThe purpose is to provide.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a screen printing method according to the present invention includes a support plate, a screen printing spacer including an adhesive layer attached to one side of the support plate, and the screen printing spacer. A screen mask having a screen plate disposed on a side opposite to the surface on which the adhesive layer is attached, wherein the screen plate has a through hole at a predetermined position, and the support plate has the through hole A step of bringing the screen printing spacer side of the screen mask, which is arranged so that a second through hole having a diameter larger than the hole overlaps with the position of the through hole, in a planar shape with the substrate, The through-hole of the screen mask with a squeegee provided on the surface of the screen mask opposite to the printed material in a state where the screen mask is in a planar contact A step of filling a paste, and a step of isolating the screen mask having the paste in the through hole from the printed material, and isolating the screen mask having the paste in the through hole from the printing surface. The step is performed by arranging a roll on the screen mask, rolling the arranged roll, and winding the screen mask onto the roll.
[0022]
That is, a screen mask in which a screen plate and a screen printing spacer are laminated is used, and an adhesive layer is present on the surface of the screen printing spacer that is in contact with the substrate. The screen plate has a through hole, and the screen printing spacer is arranged so that a second through hole having a diameter larger than the through hole overlaps.
[0023]
Such a screen mask is brought into contact with the substrate to be printed, and then the paste is filled in the through holes with a squeegee. When the screen mask is brought into contact with the substrate to be printed, the screen mask and the substrate are brought into contact with each other uniformly, that is, without causing wrinkles or the like, due to the function of the adhesive layer. Therefore, the filling of the paste into the subsequent through holes can be performed in a uniform amount with respect to each through hole.
[0024]
Since the screen mask filled with the paste in a uniform amount is isolated from the printed material, the amount of paste adhered from each through hole to the printed material is made uniform.Here, if the screen mask is separated from the printing material at a time instead of at once on the printing surface, the screen mask is more evenly separated from the printing material by sequentially performing in accordance with the line in contact with the roll. There is a possibility of becoming.Further, the amount of paste in each through hole increases when the amount of the second through hole of the screen printing spacer is added. Here, since the diameter of the second through hole of the screen printing spacer is larger than that of the through hole of the screen plate, contact of the paste to the side wall is avoided, and the amount of paste attached to the substrate side is increased. Bring. Therefore, according to this printing method, the paste-like object can be uniformly and bulkyly attached to the printing material.
[0025]
The planar shape of the through hole and the second through hole may be an ellipse or a polygon other than a circle. A well-known material can be used for the screen plate. For example, aluminum, nickel, stainless steel, copper, brass and the like. For example, a resin can be used for the support plate of the screen printing spacer, but a metal such as that used for the screen plate may be used.
[0026]
The pressure-sensitive adhesive layer of the screen printing spacer has sufficient strength to ensure sufficient adhesion with the substrate, and is strong enough to be peeled off relatively easily when the screen mask is isolated from the surface to be printed. Is appropriate. For example, it is the adhesive strength of glue material used for sticky paper and adhesive material for cleaning rolls. Moreover, even if it says an adhesion layer, you may maintain the contact state between two persons by the mechanism close | similar to adsorption | suction. For example, it is a material that can exhibit a contact state by elastic deformation when an object surface having fine-structured bubbles on the surface contacts the surface to be printed.
[0027]
Moreover, a rigid or flexible wiring board base material, metal foil (copper foil), a glass plate, a ceramic board etc. can be used for to-be-printed material.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As an embodiment of the screen printing method, the roll has a magnetic force, and the magnetic force is used to wind the screen mask on the roll. This ensures more reliable winding of the screen mask around the roll.
[0032]
As an embodiment of the screen printing method, the roll has a vacuum suction function, and the vacuum suction function is used to wind the screen mask on the roll. This also ensures the winding of the screen mask around the roll.
[0035]
Embodiments of the present invention are described below.(And reference examples)Will be described with reference to the drawings.First,FIG.For reference exampleIt is the figure which shows typically the screen printer for performing the screen printing method which concerns, and is the figure which looked at the printing surface from the horizontal direction.
[0036]
In this screen printing machine, conductive bumps are formed on the main surface of the
[0037]
The
[0038]
The
[0039]
For the
[0040]
A
[0041]
As a material of the
[0042]
FIG. 2 is a plan view (top view) of the
[0043]
FIG. 3 is a diagram showing a state of the next stage of the screen printing machine shown in FIG. 1, and the components already described are assigned the same numbers. As shown in the figure, the
[0044]
A
[0045]
BookReference exampleThen, the
[0046]
For such close contact, the contact state may be reached by adjusting the tension of the
[0047]
FIG. 4 is a diagram showing a state of the next stage of the screen printing machine shown in FIG. 3, and the components already described are assigned the same numbers. As shown in the drawing, the
[0048]
As a result, the
[0049]
Here, the filling amount of the conductive paste 20a and the like into the through
[0050]
FIG. 5 is a diagram showing a state of the next stage of the screen printing machine shown in FIG. 4, and the components already described are given the same numbers. As shown in the figure, the
[0051]
By such an operation, the conductive paste 20a filled in each through-
[0052]
The conductive bumps 21a and the like formed here are separated from the conductive paste 20a and the like filled in the respective through
[0053]
Further, as described above, since the filling amount of the conductive paste 20a into the through
[0054]
Subsequent to the above steps, the
[0055]
Such an interlayer connection body has improved connection reliability due to the higher uniform aspect ratio as described above, and can be used to meet the fine patterning required as a wiring board. Moreover, since the choice of a material can also be expanded as a prepreg to be used (for example, a harder thing can also be used), cost and productivity can be improved.
[0056]
Next, the screen printing method according to the present inventionThe fruitThe embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows a screen printing method according to the present invention.The fruitIt is a schematic diagram which shows embodiment, The same number is attached | subjected to the component already demonstrated. The screen printing method of this embodiment isReference example above1 to FIG. 4 is almost the same as the operation.
[0057]
That is,Reference example aboveThe operation shown in FIG. 6 is performed instead of the operation shown in FIG. In the case shown in FIG. 5, the
[0058]
According to such a method for isolating the
[0059]
Moreover, you may make it equip the
[0060]
Further, even if the
[0061]
Next, aboveReference examples,A screen mask that can be used in the embodiment will be further described with reference to FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining an example of the manufacturing process of the screen mask, and the same reference numerals are given to the components described in FIG.
[0062]
First, as shown in FIG. 7A, the
[0063]
At the same time, as shown in FIG. 7B, a
[0064]
Next, the
[0065]
Next, aboveReference examples,Another screen mask that can be used in the embodiment will be further described with reference to FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining another example of the manufacturing process of the screen mask.
[0066]
In this screen mask, the shim, which is the main part of the screen printing spacer, is manufactured as the same member, not as a separate member. That is, for example, a screen plate 15A having a shim thickness is prepared, and the through-hole 15An has a small diameter from one side to the middle and a thickness from the other side to the middle. Then, a hole having a larger diameter is formed so as to be aligned with and penetrate the hole having the smaller diameter. Such through-holes can be formed by using any one of laser processing, plasma processing, etching, drilling, electric discharge processing, electroforming, etc. from both sides. The relationship between the diameter and size is as described above.
[0067]
And the
[0068]
According to such a screen mask, the structure as a screen mask can be simplified and the production of a screen mask and the handling in screen printing can be facilitated.
[0069]
FIG. 9 is a view showing a modification of the screen mask shown in FIG. 8, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals. In this case, the longitudinal sectional shape of the through holes 15Bn,... Is different from that shown in FIG. As described above, the hole having the larger diameter may be configured such that the conductive paste filled from the hole having the smaller diameter is not in contact with the side wall. In this sense, such a U-shaped vertical cross section, and other vertical cross sections such as a tapered shape, an arc shape, a semicircular shape, and a semielliptical shape may be used.
[0070]
The formation of the hole having such a vertical cross-sectional shape can be performed by appropriately applying or combining the laser processing, plasma processing, etching, drilling, electric discharge processing, and electroforming methods described above.
[0071]
【The invention's effect】
As detailed above, according to the present invention,, BaeA toast-like object can be uniformly and bulkyly attached to a substrate.
[Brief description of the drawings]
[Figure 1]Reference exampleThe figure which shows typically the screen printer for performing the screen printing method which concerns on.
FIG. 2 is a plan view of a
FIG. 3 is a diagram showing a state of the next stage of the screen printing machine shown in FIG. 1;
4 is a diagram showing a state of the next stage of the screen printing machine shown in FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a state of the next stage of the screen printing machine shown in FIG. 4;
FIG. 6 shows a screen printing method according to the present invention.The fruitThe schematic diagram which shows embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a screen mask that can be used in an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating another screen mask manufacturing process that can be used in the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of still another screen mask that can be used in the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a method for forming conductive bumps as fine structures on a wiring board or metal foil using screen printing (conventional diagram).
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記被印刷物に前記スクリーンマスクが面状に接触された状態において、前記スクリーンマスクの前記被印刷物とは反対の面側に設けられたスキージで前記スクリーンマスクの前記貫通孔にペーストを充填する工程と、
前記ペーストを前記貫通孔に有する前記スクリーンマスクを前記被印刷物から隔離する工程とを具備し、
前記ペーストを前記貫通孔に有する前記スクリーンマスクを前記被印刷面から隔離する前記工程は、前記スクリーンマスク上にロールを配し前記配されたロールを転がして前記スクリーンマスクを前記ロール上に巻き取ることによりなされること
を特徴とするスクリーン印刷方法。A screen printing spacer comprising a support plate and an adhesive layer attached to one side of the support plate, and disposed on the opposite side of the surface of the screen printing spacer to which the adhesive layer is attached. A screen mask having a screen plate, wherein the screen plate is provided with a through hole at a predetermined position, and the support plate has a second through hole having a diameter larger than the through hole overlapping the position of the through hole. A step of contacting the screen printing spacer side of the screen mask arranged in a plane with the substrate to be printed;
Filling the through hole of the screen mask with a paste with a squeegee provided on the surface of the screen mask opposite to the surface of the screen mask in a state in which the screen mask is in surface contact with the substrate; ,
Separating the screen mask having the paste in the through-hole from the substrate,
In the step of isolating the screen mask having the paste in the through-hole from the printing surface, a roll is arranged on the screen mask and the arranged roll is rolled to wind the screen mask onto the roll. A screen printing method, characterized in that
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