特許 6461662 印刷装置および印刷方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6461662

(24)【登録日】2019年1月11日

(45)【発行日】2019年1月30日

(54)【発明の名称】印刷装置および印刷方法

(51)【国際特許分類】

   B41F 15/08 20060101AFI20190121BHJP

   B41F 15/40 20060101ALI20190121BHJP

   B41M 1/12 20060101ALI20190121BHJP

   H05K 3/28 20060101ALI20190121BHJP

【ＦＩ】

   B41F15/08 303E

   B41F15/40 B

   B41M1/12

   H05K3/28 E

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-57143(P2015-57143)

(22)【出願日】2015年3月20日

(65)【公開番号】特開2016-175276(P2016-175276A)

(43)【公開日】2016年10月6日

【審査請求日】2018年2月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000219314

【氏名又は名称】東レエンジニアリング株式会社

(72)【発明者】

【氏名】河村 知範

(72)【発明者】

【氏名】寺田 勝美

(72)【発明者】

【氏名】石塚 俊和

【審査官】 加藤 昌伸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−１０６３７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３１３０１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５０４５１１７（ＵＳ，Ａ）

【文献】 独国特許出願公開第１０２２２８７４（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ４１Ｆ １５／００ − １５／４６

Ｂ４１Ｍ １／００ − ３／１８

Ｈ０５Ｋ ３／２８

Ｈ０１Ｌ ２１／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

大気圧より低い圧力Ｐ１雰囲気下で孔版印刷を行う一次印刷と、
大気圧より低く前記圧力Ｐ１より大気圧に近い圧力Ｐ２で孔版印刷を行う二次印刷とを行う印刷装置であって、
孔版上に印刷材を供給する印刷材供給手段と、
孔版上の印刷材を孔に押し込むスキージと、
前記印刷材供給手段と前記スキージを収納する真空チャンバーと、
前記前記真空チャンバーと連通した真空排気装置と、
前記真空チャンバーおよび前記真空排気装置と連通しており、前記真空チャンバー内を減圧調整する減圧容器とを備え、
一次印刷終了後に、前記真空チャンバーと前記減圧容器の間を開放して、真空チャンバー内の圧力をＰ１からＰ２に変化させることを特徴とする印刷装置。

【請求項2】

請求項１に記載の印刷装置であって、
真空チャンバーの有効容積がＶ１、減圧容器の有効容積がＶ２であれば、
一次印刷実行中に減圧容器内の圧力ＰＸを、
ＰＸ＝Ｐ２＋（Ｐ２−Ｐ１）×Ｖ１／Ｖ２
に調整することを特徴とする印刷装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の印刷装置であって、
前記真空チャンバー内が大気圧状態の時に前記減圧容器内を真空排気し、
前記真空チャンバー内を真空排気を開始する際に、前記減圧容器により真空チャンバー内を真空排気する機能を有したことを特徴とする印刷装置。

【請求項4】

請求項３に記載の印刷装置であって、
前記真空チャンバーの真空排気を開始した後に、前記真空チャンバー内の圧力と前記減圧容器内の圧力が等しくなった時点で、前記真空チャンバーと前記減圧容器の間を閉止する機能を有したことを特徴とする印刷装置。

【請求項5】

孔版上に印刷材を供給し、
大気圧より低い圧力Ｐ１雰囲気下で孔版印刷を行う一次印刷と、
大気圧より低く前記圧力Ｐ１より大気圧に近い圧力Ｐ２で孔版印刷を行う二次印刷とを、真空チャンバー内で行う印刷方法であって、
真空チャンバー内の圧力をＰ１からＰ２に変化させるのに際して、真空チャンバーと別に設けた、減圧容器内の圧力を真空チャンバー内に開放して圧力調整することを特徴とする印刷方法。

【請求項6】

請求項５に記載の印刷方法であって、
真空チャンバーの有効容積がＶ１、減圧容器の有効容積がＶ２であれば、
一次印刷実行中に減圧容器内の圧力ＰＸを、
ＰＸ＝Ｐ２＋（Ｐ２−Ｐ１）×Ｖ１／Ｖ２
に調整することを特徴とする印刷方法。

【請求項7】

請求項５または請求項６に記載の印刷方法であって、
前記真空チャンバー内が大気圧状態の時に前記減圧容器内を真空排気し、
前記真空チャンバー内を真空排気を開始する際に、前記真空チャンバー内の圧力と前記減圧容器内の圧力が等しくなるまで、真空チャンバー内の圧力を前記減圧容器内に開放することを特徴とする印刷方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、孔版印刷により電子部品の樹脂封止や回路基板への樹脂充填を行う、印刷装置および印刷方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

回路基板上の電子部品の樹脂封止や回路基板の孔内に導電性ペースト等を充填するために、絶縁性樹脂ペーストや導電性ペースト等を印刷材とした孔版印刷が行われている。孔版印刷は、印刷材を孔版上に供給した後に、孔版上のスキージを動かすことにより、孔版の孔内に印刷材を押し込むものであるが、印刷材を押し込む際に空気を巻き込んで印刷材中にボイドを残存させることがある。

【0003】

回路基板上の電子部品の樹脂封止や回路基板への樹脂充填においては、電子機器の信頼性の観点から、封止樹脂および充填樹脂にボイドが存在することは好ましくない。そのため、孔版印刷を真空雰囲気下で行う真空印刷装置の普及も進んでいる。特に、真空雰囲気下での複数回の孔版印刷の間で真空度を下げる（大気圧に近づける）、真空差圧充填法を用いることにより、ボイドが少なく表面の平坦性に優れた樹脂封止および樹脂充填が可能になっている（特許文献１）。

【0004】

真空差圧充填の一例を図４および図５を用いて説明する。図４および図５は、回路基板Ｂ上に接合された半導体チップＣおよび積層半導体チップＣｍを熱硬化性樹脂を主成分とする印刷材Ｒで樹脂封止する例を示しており、孔版６の孔部にスキージ４およびスキージ５を用いて印刷材Ｒを充填する。図において、半導体チップＣは回路基板Ｂにバンプ電極により接合された半導体チップであり、積層半導体チップＣｍもバンプにより回路基板に接合さｓれた積層された半導体チップであるが、積層半導体チップ間の接合にワイヤーも用いられている。

【0005】

図４（ａ）〜図４（ｃ）は一次印刷の状態を示す図であり、この一次印刷は圧力Ｐ１の真空下で行われる。まず、孔版６上に供給された印刷材Ｒをスキージ４が孔部側に移動させ（図４（ａ））、孔部に印刷材Ｒを押し込んで行き（図４（ｂ））、孔部全体に印刷材Ｒを充填する（図４（ｃ））。しかし、半導体チップＣおよび積層半導体チップＣｍと基板Ｂとのバンプ電極によって生じる隙間、積層半導体チップＣｍのワイヤ周りでは印刷材Ｒが充分に充填できずボイドが生じる。ただし、一次印刷は圧力Ｐ１の真空下で行われているため、周囲を圧力Ｐ１よりも高い圧力Ｐにすることで、Ｐ１とＰの比に応じた分だけボイドが縮小するとともに、印刷材Ｒからボイドが抜ける（脱泡）こともある。これにより、孔部に一次印刷で充填された印刷材Ｒ内ではボイドが縮小し、その分だけ孔部内の印刷材Ｒの表面が凹む（図４（ｄ））。

【0006】

次に、孔部内の印刷材Ｒの平坦性を改善するために二次印刷を行う（図５）。この二次印刷を行う時の圧力Ｐ２は、Ｐ１に比べて高い圧力である必要があるが、空気の巻き込み量を減らす点から大気圧以下で実施される。図５において、二次印刷はスキージ５を用いて実施され、二次印刷の後（図５（ｇ））は、ボイドが少なく、表面の平坦性に優れた樹脂封止が形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平１１−４０５９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

真空差圧充填は図６に示すような印刷装置１００によって行われる。印刷装置１００は、被印刷物Ｗ（例として図４、図５における、半導体チップＣと積層半導体チップＣｍを実装した回路基板Ｂ）に真空下で印刷材Ｒを孔版印刷する装置であり、スキージ４、スキージ５、孔版６等が真空チャンバー２内に収納されている。

【0009】

印刷装置１００では、バルブＳＶ２を閉じ、バルブＳＶ１を開いた状態で真空排気装置１０を稼働させることにより、真空チャンバー２内を圧力Ｐ１まで減圧した後に一次印刷を行う。その後、バルブＳＶ１を閉じてからバルブＳＶ２を開放することで外気を取り込んで、真空チャンバー内を圧力Ｐ２にしてからバルブＳＶ２を閉じ、二次印刷を行う。

【0010】

ところで、一次印刷時の圧力Ｐ１と大気圧Ｐ０には大きな圧力差があることから、一次印刷後に外気（大気圧）を取り込んで真空チャンバー内の圧力をＰ２にしようとすると、圧力が安定する迄に時間を要する。すなわち、図７に真空チャンバー２内の圧力をＰ１からＰ２に変更する際の圧力変化の様子を示すが、オーバーシュートを生じたりして高低変化を繰り返しながらＰ２に収束していく。真空チャンバー２内の圧力が高低変化している段階で２次印刷を行おうとすると、スキージの位置によって圧力が異なってしまい、印刷表面の平坦性等の印刷品質に影響を及ぼす。このため、図７のように、二次印刷を開始するまでに真空チャンバー２内の圧力が安定する迄の安定化待ち時間を設けているが、タクトタイムにおいては好ましくない。

【0011】

本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、真空差圧充填を行うのに際して、印刷品質を維持しつつタクトタイムを短縮することができる印刷装置および印刷方法を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
大気圧より低い圧力Ｐ１雰囲気下で孔版印刷を行う一次印刷と、大気圧より低く前記圧力Ｐ１より大気圧に近い圧力Ｐ２で孔版印刷を行う二次印刷とを行う印刷装置であって、
孔版上に印刷材を供給する印刷材供給手段と、孔版上の印刷材を孔に押し込むスキージと、前記印刷材供給手段と前記スキージを収納する真空チャンバーと、前記前記真空チャンバーと連通した真空排気装置と、前記真空チャンバーおよび前記真空排気装置と連通しており、前記真空チャンバー内を減圧調整する減圧容器とを備え、
一次印刷終了後に、前記真空チャンバーと前記減圧容器の間を開放して、真空チャンバー内の圧力をＰ１からＰ２に変化させることを特徴とする。

【0014】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の印刷装置であって、
真空チャンバーの有効容積がＶ１、減圧容器の有効容積がＶ２であれば、一次印刷実行中に減圧容器内の圧力ＰＸを、ＰＸ＝Ｐ２＋（Ｐ２−Ｐ１）×Ｖ１／Ｖ２ に調整することを特徴とする。

【0015】

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２のいずれかに記載の印刷装置であって、
前記真空チャンバー内が大気圧状態の時に前記減圧容器内を真空排気し、前記真空チャンバー内を真空排気を開始する際に、前記減圧容器により真空チャンバー内を真空排気する機能を有したことを特徴とする。

【0016】

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の印刷装置であって、
前記真空チャンバーの真空排気を開始した後に、前記真空チャンバー内の圧力と前記減圧容器内の圧力が等しくなった時点で、前記真空チャンバーと前記減圧容器の間を閉止する機能を有したことを特徴とする。

【0017】

請求項５に記載の発明は、
孔版上に印刷材を供給し、大気圧より低い圧力Ｐ１雰囲気下で孔版印刷を行う一次印刷と、大気圧より低く前記圧力Ｐ１より大気圧に近い圧力Ｐ２で孔版印刷を行う二次印刷とを、真空チャンバー内で行う印刷方法であって、真空チャンバー内の圧力をＰ１からＰ２に変化させるのに際して、真空チャンバーと別に設けた減圧容器内の圧力を真空チャンバー内に開放して圧力調整することを特徴とする。

【0018】

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の印刷方法であって、
真空チャンバーの有効容積がＶ１、減圧容器の有効容積がＶ２であれば、一次印刷実行中に減圧容器内の圧力ＰＸを、ＰＸ＝Ｐ２＋（Ｐ２−Ｐ１）×Ｖ１／Ｖ２ に設定することを特徴とする。

【0019】

請求項７に記載の発明は、請求項５または請求項６に記載の印刷方法であって、
前記真空チャンバー内が大気圧状態の時に前記減圧容器内を真空排気し、
前記真空チャンバー内を真空排気を開始する際に、前記真空チャンバー内の圧力と前記減圧容器内の圧力が等しくなるまで、真空チャンバー内の圧力を前記減圧容器内に開放することを特徴とする。

【発明の効果】

【0020】

本発明により、真空差圧充填で一次印刷の圧力から二次印刷に変化させる際の圧力変化にオーバーシュートが発生することなく短時間で二次印刷の圧力に収束することができる。このため、真空差圧充填を行うのに際して、印刷品質を維持しつつタクトタイムを短縮することができる。さらに、印刷雰囲気を一次印刷の圧力に減圧する際の時間も短縮できることによるタクトタイム短縮効果もある。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施形態に係る印刷装置の装置構成を示す図である。

【図2】本発明の実施形態に係る印刷装置による真空差圧充填工程における各ステップ毎のバルブ開閉を説明する図である。

【図3】本発明の実施形態に係る印刷装置による別の真空差圧充填工程における各ステップ毎のバルブ開閉を説明する図である。

【図4】（ａ）真空差圧充填の一次印刷の印刷開始段階の状態を示す図である（ｂ）同一次印刷の印刷途中の状態を示す図である（ｃ）同一次印刷の印刷終了段階の状態を示す図である。（ｄ）同一次印刷終了後に圧力を上げた状態を示す図である。

【図5】（ｅ）真空差圧充填の二次印刷の印刷開始段階の状態を示す図である（ｆ）同二次印刷の印刷途中の状態を示す図である（ｇ）同二次印刷の印刷終了段階の状態を示す図である。

【図6】真空差圧充填を行う印刷装置の装置構成の一例を示す図である。

【図7】従来の印刷装置による真空差圧充填で、一次印刷から二次印刷の圧力に変更する際の圧力変化を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
図１は、本発明に係る実施形態である印刷装置１である。図１に示す印刷装置１は被印刷物Ｗに印刷材Ｒを印刷するものである。ここで、被印刷物Ｗとしては、半導体チップを搭載した配線基板や、貫通孔または／および非貫通孔を有する配線基板（主に多層配線基板）等が用いられる。また、印刷材Ｒとしては、フィラーを混入したエポキシ樹脂等の液状樹脂、エポキシ樹脂をバインダーとして金属微粒子を分散させた導電性ペースト、ハンダペースト等が用いられる。

【0023】

印刷装置１では、真空チャンバー２、印刷材供給手段３、往路用スキージ４、復路用スキージ５、孔版６、孔版ホルダ７、テーブル８、スキージ走行軸９、真空ポンプ１０、真空チャンバー圧力計１１、減圧容器１３、減圧容器圧力計１４、バルブＳＶ１、バルブＳＶ２、バルブＳＶ３、バルブＳＶ４、バルブＳＶ５、および制御装置１２を備えている。 真空チャンバー２は、印刷材供給手段３、往路用スキージ４、復路用スキージ５、孔版６、孔版ホルダ７、テーブル８およびスキージ走行軸９を収納可能な密閉空間を形成するものである。真空チャンバー２は、内部を真空状態にした時の、内外の圧力差に耐える構造、材料によって構成されるが、内部を目視観察できる透明な樹脂やガラスから成る窓部を備えていることが望ましい。

【0024】

印刷材供給手段３は、孔版６上に印刷材Ｒを供給するものであり、印刷材Ｒを貯留した貯留タンク、貯留タンク内の印刷材Ｒを圧送する圧送ポンプ、及び圧送された印刷材Ｒを吐出するシリンジを備えているが、図１ではシリンジ部分を図示している。

【0025】

往路用スキージ４および復路用スキージ５は、孔版６上の印刷材Ｒを孔版６の孔部に押し込む機能を有しており、往路用スキージ４が印刷材Ｒを孔版６の孔部に押し込む工程を往路印刷、復路用スキージ５が印刷材Ｒを孔版６の孔部に押し込む工程を復路印刷とする。往路印刷と復路印刷は同じスキージ走行軸９に沿って行われるが、往路印刷と復路印刷では進行方向が１８０度異なる。なお、本明細書においては、印刷材供給手段３が所定位置で供給した状態の印刷材Ｒを孔版６の孔部に押し込む孔版印刷を往路印刷としている。また、印刷装置１は、往路印刷で復路用スキージ５が印刷材Ｒに接触しない高さに待避し、復路印刷で往路用スキージが印刷材Ｒに接触しない高さに待避する機能を有している。

【0026】

往路用スキージ４および復路用スキージ５の材質は、ともに、印刷材Ｒの粘度等の特性に応じて適したものを選ぶが、硬度としては６０〜９０度の範囲になる。

【0027】

孔版６は、ステンレス鋼等の金属を材質として厚さ０．０５ｍｍ〜２ｍｍを有する金属薄板からなり、目的とする印刷パターンに応じた孔部を備える。

【0028】

孔版ホルダ７はステンレス鋼等の金属を材質として、高さ１ｃｍ〜２ｃｍ程度の堰を形成するように孔版６にに取り付けられ、被印刷物Ｗ上に孔版６を固定している。

【0029】

テーブル８は、被印刷物Ｗを水平に載置する載置面を有しており、載置面は充分な平面度を有するように加工されている。また、必要に応じて被印刷物Ｗを吸着保持するための微小な吸着孔を多数備えてもよい。

【0030】

スキージ走行軸９は、往路用スキージ４および復路用スキージ５の移動方向を一定方向に規制するものであり、剛性の高い材質によって構成されている。また、往路用スキージ４および復路用スキージ５は、図示しない駆動機構により、スキージ走行軸９に沿って移動するとともに上下移動も行う。

【0031】

減圧容器１３は、真空チャンバー２内の圧力を一次印刷時の圧力Ｐ１から二次印刷時の圧力Ｐ２に変更する際に用いられるものである。一次印刷後に減圧容器１３内の圧力を真空チャンバー２内に開放することで、真空チャンバー２内の圧力が圧力Ｐ２に調整することができる。すなわち、真空チャンバー２に直接大気を取り込む場合に比べて、瞬時に圧力Ｐ１から圧力Ｐ２への圧力調整を行うことができる。なお、減圧容器１３内の圧力が真空チャンバー２内の圧力よりも低ければ、真空チャンバー２内を減圧する際に利用することもできる。減圧容器１３には内部を減圧状態の一定圧力に維持する機能が求められるので、密閉性を有し、内部を真空状態にした時の内外の圧力差に耐える材料構造から成っている。

【0032】

真空ポンプ１０は、真空チャンバー２内および減圧容器１３内を真空にするための真空排気装置である。ここで、印刷装置１では精密な電子部品等が被印刷物Ｗとなることから、真空チャンバー２内を水や油で汚染しない性能が真空ポンプ１０には不可欠であるが、真空チャンバー２内および減圧容器１３内を素早く真空状態にする排気能力と、真空チャンバー２内および減圧容器１３内を高真空にする到達真空度の高さも求められる。これらの性能および用途等により真空ポンプの種類が選定される。具体的には、ドライ真空ポンプやルーツポンプが実用的な性能を備えているが、これに限定されるものではない。

【0033】

真空チャンバー圧力計１１は真空チャンバー２内の圧力を測る圧力計であり、減圧容器圧力計１４は減圧容器１３内の圧力を測る圧力計である。真空チャンバー圧力計１１、減圧容器圧力計１３は、何れも大気圧から真空領域の圧力測定に用いられる真空計あるが、大気圧付近と真空領域で異なる真空計を組み合わせたものであってもよい。例えば、大気圧付近では静電容量等の変化を利用した電気式圧力計を用い、真空領域ではピラニー式真空計を用いるような組み合わせである。

【0034】

バルブＳＶ１は、真空チャンバー２と真空ポンプ１０の間の配管を開通状態あるいは閉止状態にするものである。バルブＳＶ２は、真空チャンバー２と大気に通じる配管を開通状態あるいは閉止状態にするものである。バルブＳＶ３は真空チャンバー２と減圧容器１２の間の配管を開通状態あるいは閉止状態にするものである。バルブＳＶ４は、減圧容器１２と空ポンプ１０の間の配管を開通状態あるいは閉止状態にするものである。バルブＳＶ５は、減圧容器１２と大気に通じる配管を開通状態あるいは閉止状態にするものである。

【0035】

なお、本明細書において真空チャンバー２の有効容積Ｖ１とは、真空チャンバー２本体の容積から、真空チャンバー２内に収納した、印刷材供給手段３、往路用スキージ４、復路用スキージ５、孔版６、孔版ホルダ７、テーブル８、スキージ走行軸９等の体積を引いた値に、バルブＳＶ１、バルブＳＶ２およびバルブＳＶ３の各バルブまでの配管内の容積を加えたものである。また、減圧容器１３の有効容積Ｖ２とは、減圧容器１３本体の容積にバルブＳＶ３およびバルブＳＶ４までの配管内の容積を加えたものである。

【0036】

また、真空チャンバー２の有効容積Ｖ１に対して、減圧チャンバー１３の有効容積Ｖ２の容積比は、小さすぎると本発明の効果が現れにくく、大きすぎると装置体積が大きくなり過ぎて好ましくないことから、０．１〜３倍、望ましくは０．３〜１．５倍である。

【0037】

制御装置１２は、タッチパネル等の入出力装置、メモリチップやマイクロプロセッサなどを主体としたハードウエア、このハードウエアを動作させるためのコンピュータプログラムを組み込んだハードディスク装置、及びデータ通信を行うインターフェイスなどから構成される。制御装置１２は、印刷材供給手段３、往路用スキージ４と復路用スキージを移動させる駆動部、真空ポンプ１０、バルブＳＶ１、バルブＳＶ２、バルブＳＶ３、バルブＳＶ４およびバルブＳＶ５に接続して、各々の制御を行う。また、制御装置１２は、真空チャンバー圧力計１１および減圧容器圧力計１４に接続し、真空チャンバー圧力計１１および減圧容器圧力計１４が測定した圧力値を読み込む機能を有している。

【0038】

図１の印刷装置１を用いて、真空差圧充填を用いた孔版印刷を行うのに際して、一次印刷の圧力をＰ１、二次印刷の圧力をＰ２とする。一次印刷時の圧力Ｐ１は、真空チャンバー２内の到達真空度に近い値であり、選定する真空ポンプ１０の種類によっても異なるが１０〜５００Ｐａ程度である。一方、二次印刷時の圧力Ｐ２は、圧力Ｐ１の１０〜１０００倍程度が選定され、具体的な数値としては５００〜２００００Ｐａの範囲内である。

【0039】

以下、図１の印刷装置１を用いた真空差圧充填の例を図２の表にしたがって説明する。

【0040】

まず、ＳＴＥＰ１は、真空チャンバー２が大気開放された状態であり、この状態で被印刷物Ｗや孔版６の交換作業を行う。このステップでは、バルブＳＶ１およびバルブＳＶ３は閉止され、バルブＳＶ２は開かれているので、真空チャンバー２内は大気圧状態となっている。また、バルブＳＶ４が開かれて、バルブＳＶ５は閉止されているので、減圧容器１３内は真空ポンプ１０により減圧され、圧力が低下していく。ＳＴＥＰ１の状態において、制御手段１２は減圧容器圧力計１４が減圧容器１３内の圧力値を監視する。

【0041】

ＳＴＥＰ１で、被印刷物Ｗや孔版６の交換作業が完了し、減圧容器圧力計１４が測定する圧力値がＰＶ（およびＰＶ以下）になっていたら、ＳＴＥＰ２に進む。ここで、ＰＶは、真空ポンプ１０による減圧容器１３の減圧が限界に近いと見なせる圧力として、事前に設定した値である。

【0042】

ＳＴＥＰ２では、制御装置１２はバルブＳＶ２及びバルブＳＶ４を閉止し、真空チャンバー２内を減圧すべくＳＴＥＰ３に進む。

【0043】

ＳＴＥＰ３において、制御装置１２はバルブＳＶ３を開く。バルブＳＶ３を開くことにより、真空チャンバー２内はバルブＳＶ３を経由して真空状態の減圧容器１３によって減圧される。このため、真空チャンバー２内の減圧を開始した段階において、真空チャンバー２内の大気を減圧容器１３に開放することで、素早く圧力を低下させることができる。ただし、真空チャンバー２内の圧力と減圧容器１３の圧力が等しくなった段階で、真空チャンバー２と減圧容器１３の圧力が平衡するため、減圧容器１３による真空チャンバー２内の減圧は停止する。このため、ＳＴＥＰ３において、制御装置１２は、真空チャンバー圧力計１１および減圧容器圧力計１４が測定する圧力値を監視している。

【0044】

制御装置１２は、真空チャンバー圧力計１１と減圧容器圧力計１４が測定する圧力値が等しく（圧力値はＰＥ）なった段階で、ＳＴＥＰ４としてバルブＳＶ３を閉止する。

【0045】

次のＳＴＥＰ５で、制御装置１２はバルブＳＶ１を開き、真空チャンバー２内は真空ポンプ１０によって減圧され、制御手段１２は真空チャンバー圧力計１１が真空チャンバー２内の圧力値を監視する。

【0046】

ＳＴＥＰ６として、真空チャンバー圧力計１１の測定する真空チャンバー２内の圧力値が一次印刷を行う行う圧力Ｐ１になった段階で、制御装置１２は一次印刷開始可能と判断し、ＳＴＥＰ７に進む。

【0047】

ＳＴＥＰ７では、真空チャンバー２内で、圧力がＰ１の状態で一次印刷が実施される。ＳＴＥＰ７では、一次印刷と併行して、減圧容器１３内の圧力調整を行う。すなわち、後述のＳＴＥＰ９で、（バルブＳＶ１を閉じた後に）バルブＳＶ３を開くことで、真空チャンバー２内の圧力が二次印刷を行う圧力Ｐ２となるような圧力ＰＸに調整する。
ここで、圧力Ｐ１、Ｐ２、ＰＸの関係は、真空チャンバー２の有効容積をＶ１、減圧容器１３の有効容積をＶ２とすると、
Ｐ１×Ｖ１＋ＰＸ×Ｖ２＝Ｐ２×（Ｖ１＋Ｖ２） ・・（１）
となるので、（１）式を変形して以下のようにＰＸが求まる。

【0048】

ＰＸ＝Ｐ２＋（Ｐ２−Ｐ１）×Ｖ１／Ｖ２ ・・（２）
ここで、後述のとおり、Ｐ２はＰ１の数十倍の圧力であるので、ＰＸは（３）式のように近似してもよい。

【0049】

ＰＸ≒Ｐ２（１＋Ｖ１／Ｖ２） ・・（３）
なお、減圧容器１２内の圧力はＳＴＥＰ４でバルブＳＶ４を閉じた時のＰＥが一次印刷開始時点でも維持されている。このため、ＰＸがＰＥよりも高圧力（大気圧に近い）であれば、制御装置１２はバルブＳＶ５を開けて大気を取り込んで、減圧容器１３内の圧力をＰＸに調整する（ＳＴＥＰ７ａ）。一方、ＰＸがＰＥよりも低圧力（真空側）であれば、制御装置１２は、バルブＳＶ１を閉じた後にバルブＳＶ４を開け、真空ポンプ１０で減圧することにより減圧容器１３内の圧力をＰＸに調整する（ＳＴＥＰ７ｂ）。

【0050】

一次印刷が完了したらＳＴＥＰ８に移行し、制御装置１２はバルブＳＶ１を閉じて、真空チャンバー２内の圧力をＰ２に上げることに備える。

【0051】

次のＳＴＥＰ９で、制御装置１２はバルブＳＶ３を開き、減圧容器１３内の空気を真空チャンバー２に開放するとともに、真空チャンバー圧力計１１で真空チャンバー２内の圧力を監視する。

【0052】

制御装置１２は、真空チャンバー圧力計１１により真空チャンバー２内の圧力が二次印刷を行うＰ２となった時点で、ＳＴＥＰ１０としてバルブＳＶ３を閉じ、二次印刷開始を行うＳＴＥＰ１１に進む。

【0053】

ＳＴＥＰ１１では、真空チャンバー２内で、圧力がＰ２の状態で二次印刷が実施される。二次印刷終了後には、ＳＴＥＰ１２に進む。

【0054】

二次印刷終了後に制御装置１２は、ＳＴＥＰ１２として、被印刷物Ｗや孔版６の交換作業を行えるよう、バルブＳＶ２を開けて、真空チャンバー２内を大気圧に戻す。真空チャンバー２内が大気圧になった後は、ＳＴＥＰ１に戻る。

【0055】

以上の手順において、例えば、真空チャンバー２の有効容積をＶ１と減圧容器１３の有効容積をＶ２が等しく、一次印刷時の圧力Ｐ１が１３０Ｐａ、二次印刷時の圧力が５０００Ｐａ（５ｋＰａ）という条件で真空差圧充填を行う場合、ＰＸは式（３）より約１００００Ｐａ（１０ｋＰａ）となる。このため、バルブＳＶ２を開けることで大気（１００ｋＰａ）を取り込む場合に比べて、一次印刷時の圧力Ｐ１との圧力差が小さく、真空チャンバー内の圧力をＰ１からＰ２に変化させる際に図７に示したようなオーバーシュートが発生することなく圧力Ｐ２に収束し、一次印刷後に二次印刷を開始するまでの時間が短縮できる。さらに、ＳＴＥＰ３のように減圧容器１３を真空チャンバー１２の減圧に用いることによるタクトタイム短縮効果もある。

【0056】

なお、真空チャンバー２の有効容積Ｖ１と減圧容器１３の有効容積Ｖ２は厳密に知る必要はなく、式（２）および式（３）に示す様に圧力ＰＸを知るためには、Ｖ１／Ｖ２の比が判ればよい。更に、暫定的に設定したＶ１／Ｖ２により求めたＰＸを用いて得られたＰ２と既知のＰ１により、式（２）を変形した、
Ｖ１／Ｖ２＝（ＰＸ−Ｐ２）／（Ｐ２−Ｐ１） ・・（４）
によりＶ１／Ｖ２を補正すれば良い。更に、Ｐ２とＰ１の比が大であれば、（３）式を変形した、
Ｖ１／Ｖ２＝ＰＸ／Ｐ２−１ ・・（５）
によりＶ１／Ｖ２を補正しても良い。

【0057】

また、ＳＴＥＰ７において、減圧容器１３内の圧力はＰＸの２倍程度の範囲なら、式（２）で求めたＰＸより高くても良い。ただし、ＳＴＥＰ７で減圧容器１３内の圧力をＰＸより高い場合は、ＳＴＥＰ１０で、真空チャンバー２内の圧力がＰ２に達した時点で即座にバルブＳＶ３を閉じる必要がある。

【0058】

図３には、本発明による真空差圧充填の別実施形態の例を示す。図３の例では、図２の例と異なり、真空チャンバー２内の減圧開始時点でバルブＳＶ１を開けて、真空ポンプ１０による減圧を行い、真空チャンバー２内の圧力がＰＹとなった段階でバルブＳＶ１を閉じてバルブＳＶ３を開けている。ここでＰＹが、
ＰＹ×Ｖ１＋ＰＶ×Ｖ２＝ＰＸ×（Ｖ１＋Ｖ２） ・・（６）
を満たせば、真空チャンバー２内と減圧容器１３内の圧力がＰＸで平衡するので、その段階でバルブＳＶ３を閉じれば（ＳＴＥＰ５）、減圧容器１３内の圧力をＰＸに維持することができ、一次印刷中（ＳＴＥＰ７）に減圧容器１３内の圧力調整を行う必要がなくなる。

【符号の説明】

【0059】

１ 印刷装置
２ 真空チャンバー
３ 印刷材供給手段
４ 往路用スキージ
５ 復路用スキージ
６ 孔版
７ 孔版ホルダ
８ テーブル
９ スキージ走行軸
１０ 真空ポンプ
１１ 真空チャンバー圧力計
１２ 制御装置
１３ 減圧容器
１４ 減圧容器圧力計

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】