特開 2023-27807 スクリーン印刷方法およびスクリーン印刷装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023027807

(43)【公開日】2023-03-03

(54)【発明の名称】スクリーン印刷方法およびスクリーン印刷装置

(51)【国際特許分類】

   B41M 1/12 20060101AFI20230224BHJP

   B41F 15/08 20060101ALI20230224BHJP

【ＦＩ】

B41M1/12

B41F15/08 303

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021133091

(22)【出願日】2021-08-18

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106116

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 健司

(74)【代理人】

【識別番号】100131495

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 健児

(72)【発明者】

【氏名】田中 哲矢

(72)【発明者】

【氏名】篠木 崚司

(72)【発明者】

【氏名】岡村 進吾

【テーマコード（参考）】

2C035

2H113

【Ｆターム（参考）】

2C035AA06

2C035FA37

2C035FD01

2C035FE01

2H113AA01

2H113AA05

2H113BA10

2H113BA14

2H113BB22

2H113BB32

2H113CA17

(57)【要約】

【課題】主面から突出した凸部を有する基板に対し、その基板の凸部の表面にスクリーン印刷によって印刷パターンを形成することができるスクリーン印刷方法およびスクリーン印刷装置を提供することを目的とする。
【解決手段】基板ＫＢの主面ＳＭから突出した凸部ＴＢの表面にスクリーン印刷によって印刷パターンを形成するにおいて、印刷パターンを形成するための印刷開口が形成されたメッシュスクリーン２２をスキージ３３で凸部ＴＢに押し付けてその凸部ＴＢの頂部の形状に倣わせ、その状態を維持しながらスキージ３３を移動させることにより、印刷開口からペーストＰｓｔを基板ＫＢ側に押し出して、凸部ＴＢの頂部に印刷パターンを形成する。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の主面から突出した凸部の表面にスクリーン印刷によって印刷パターンを形成するスクリーン印刷方法であって、
印刷パターンを形成するための印刷開口が形成されたスクリーンをスキージで前記凸部に押し付けて前記凸部の頂部の形状に倣わせ、その状態を維持しながら前記スキージを移動させることにより前記印刷開口からペーストを基板側に押し出して前記頂部に印刷パターンを形成するスクリーン印刷方法。

【請求項2】

前記スキージが前記凸部の形状に倣って弾性変形することで前記スクリーンを前記凸部の頂部の形状に倣わせる、請求項１に記載のスクリーン印刷方法。

【請求項3】

基板の主面から突出した凸部の表面にスクリーン印刷によって印刷パターンを形成するスクリーン印刷装置であって、
印刷パターンを形成するための印刷開口が形成されたスクリーンと、
下端に角部を有する板状部材から成るスキージと、
前記スキージの前記角部で前記スクリーンを前記凸部に押し付けて前記凸部の頂部の形状に倣わせ、その状態を維持しながら前記スキージを移動させることにより、前記印刷開口からペーストを基板側に押し出して前記頂部に印刷パターンを形成させるスキージ移動手段と、
を備えたスクリーン印刷装置。

【請求項4】

前記スキージの前記角部が前記スクリーンに当接した状態で前記スキージが反り方向に変形するのを防止するバックアップ部材を備えた、請求項３に記載のスクリーン印刷装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板の主面から突出した凸部の表面にスクリーン印刷によって印刷パターンを形成するスクリーン印刷方法およびスクリーン印刷装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、基板の主面に印刷パターンをスクリーン印刷する方法が知られている。また、主面から突出した凸部を有する基板に対し、その凸部を避けて主面に印刷パターンをスクリーン印刷する方法も知られている（例えば、下記の特許文献１および２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１１－１３９０１９号公報

【特許文献2】特開２００３－２１１８６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、主面から突出した凸部を有する基板に対し、凸部の表面にスクリーン印刷でパターンを形成する技術はこれまで確立されていなかった。

【0005】

そこで本発明は、主面から突出した凸部を有する基板に対し、その基板の凸部の表面にスクリーン印刷によって印刷パターンを形成することができるスクリーン印刷方法およびスクリーン印刷装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のスクリーン印刷方法は、基板の主面から突出した凸部の表面にスクリーン印刷によって印刷パターンを形成するスクリーン印刷方法であって、印刷パターンを形成するための印刷開口が形成されたスクリーンをスキージで前記凸部に押し付けて前記凸部の頂部の形状に倣わせ、その状態を維持しながら前記スキージを移動させることにより前記印刷開口からペーストを基板側に押し出して前記頂部に印刷パターンを形成する。

【0007】

本発明のスクリーン印刷装置は、基板の主面から突出した凸部の表面にスクリーン印刷によって印刷パターンを形成するスクリーン印刷装置であって、印刷パターンを形成するための印刷開口が形成されたスクリーンと、下端に角部を有する板状部材から成るスキージと、前記スキージの前記角部で前記スクリーンを前記凸部に押し付けて前記凸部の頂部の形状に倣わせ、その状態を維持しながら前記スキージを移動させることにより、前記印刷開口からペーストを基板側に押し出して前記頂部に印刷パターンを形成させるスキージ移動手段と、を備えた。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、主面から突出した凸部を有する基板に対し、その基板の凸部の表面にスクリーン印刷によって印刷パターンを形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の概略構成を示す斜視図

【図2】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の概略構成を示す側面図

【図3】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置でペーストが印刷される基板の斜視図

【図4】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の一部の断面図

【図5】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の概略構成を示す側面図

【図6】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の一部の断面図

【図7】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の（ａ）一部の断面図（ｂ）メッシュスクリーンの平面図

【図8】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の概略構成を示す側面図

【図9】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の一部の断面図

【図10】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の（ａ）一部の断面図（ｂ）メッシュスクリーンの平面図

【図11】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置により印刷パターンが形成された基板の斜視図

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１および図２は本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置１を示している。スクリーン印刷装置１は基板ＫＢに対してスクリーン印刷を施すことによって、その基板ＫＢの表面に印刷パターンを施す装置である。

【0011】

本実施の形態においてスクリーン印刷装置１が印刷対象とする基板ＫＢは、図３に示すように、全体としてＸＹ面に沿って広がる平板状の部材から成る。基板ＫＢは、平らな上面（「主面ＳＭ」と称する）を有するとともに、主面ＳＭの複数箇所から上方に突出した複数の凸部ＴＢを有している。複数の凸部ＴＢはそれぞれ曲面状の表面を有しており、曲面状の表面のうち頂部に近い領域は、スクリーン印刷装置１によってパターンが形成されるパターン形成領域ＰＲ（図３において破線で囲まれる領域）となっている。

【0012】

図１および図２において、スクリーン印刷装置１は、基板ステージ１１、スクリーンマスク１２、印刷ヘッド１３および印刷ヘッド駆動部１４を備えている。本実施の形態では説明の便宜上、水平面内の一方向を左右方向（Ｘ方向）とし、上下方向をＺ方向とする。また、Ｙ方向と直交する水平面内の方向を前後方向（Ｙ方向）とする。

【0013】

図１および図２において、基板ステージ１１は上面が平らな基板保持面１１Ｍを有している。基板保持面１１Ｍには図示しない複数の吸着開口が設けられている。基板ステージ１１はこれら複数の吸着開口を通じて基板ＫＢを吸着することによって、その基板ＫＢを基板保持面１１Ｍ上に保持する。基板ステージ１１は基板ステージ移動機構１１Ｋによって水平面内方向に移動させることができる。

【0014】

図１および図２において、スクリーンマスク１２は、スクリーン保持枠２１と、メッシュスクリーン２２を備えている、スクリーン保持枠２１は、ＸＹ面に沿って広がる矩形状の枠部材から成る。メッシュスクリーン２２はスクリーン保持枠２１によって四辺が保持されており、面外方向（Ｚ方向）に撓む可撓性を有している。メッシュスクリーン２２の中央部には、基板ＫＢの凸部ＴＢの表面に印刷パターンを形成するための複数の印刷開口２２Ｋが設けられている。

【0015】

図１および図２において、印刷ヘッド１３は、ヘッドベース３１、スキージ保持部３２、スキージ３３、保持部材３４およびバックアップ部材３５を備えている。印刷ヘッド駆動部１４は、印刷ヘッド１３をＺ方向およびＹ方向に駆動する。印刷ヘッド１３は、印刷ヘッド駆動部１４によってＹ方向（前後方向）のうちの一の方向（本実施の形態では前方とする）に駆動されることで、メッシュスクリーン２２上に供給されたペーストＰｓｔを掻き寄せる動作（「スキージング」と称する）を行う。

【0016】

図１および図２において、印刷ヘッド１３のヘッドベース３１は、印刷ヘッド駆動部１４によって直接駆動される部分であり、全体としてＸ方向に延びた形状を有している。スキージ保持部３２はヘッドベース３１の下端から下方に延びた部材であり、スキージ３３の上端部を保持する。スキージ３３は全体として矩形の板状部材から成り、ウレタン等の弾性材料から構成されている。スキージ３３はスキージングの際、メッシュスクリーン２２上でペーストＰｓｔを掻き寄せる部材であり、下端側がスキージング時における進行方向（前方）とは反対の方向（後方）に斜めに延びている。スキージ３３の下端は下方に突出した角部３３Ｅとなっている（図２）。

【0017】

図１および図２において、保持部材３４はＸ方向に延びた板状の部材から成り、スキージ保持部３２の下端部からスキージ３３のペースト掻き寄せ面（ここでは前面）に沿って設けられている。バックアップ部材３５もＸ方向に延びた板状の部材から成り、スキージ保持部３２の下端部からスキージ３３のペースト掻き寄せ面とは反対側の面（ここでは後面）に沿って設けられている。すなわちスキージ３３は、スキージ保持部３２の下部に、保持部材３４とバックアップ部材３５とによって挟まれた状態で取り付けられている（図２）。バックアップ部材３５は下端側がスキージ３３の下端部（角部３３Ｅ）の近傍まで延びている。

【0018】

このような構成のスクリーン印刷装置１によって、基板ＫＢが有する複数の凸部ＴＢそれぞれの表面（詳細にはパターン形成領域ＰＲ内の表面）にペーストＰｓｔを印刷して印刷パターンを形成する場合には、先ず、基板ステージ１１の基板保持面１１Ｍに基板ＫＢを保持させる。そして、基板ステージ移動機構１１Ｋによって、基板ステージ１１を（すなわち基板ＫＢを）スクリーンマスク１２の下方に位置させる（図２）。このとき基板ＫＢは、図４（図２におけるＶ１－Ｖ１断面図）に示すように、凸部ＴＢの上面がメッシュスクリーン２２と接触しない位置に位置される。また、基板ステージ移動機構１１Ｋは基板ＫＢのパターン形成領域ＰＲの水平方向（ＸＹ面に沿う方向）の位置をメッシュスクリーン２２の印刷開口２２Ｋの位置に合わせる。

【0019】

基板ステージ１１がスクリーンマスク１２の下方に位置したら、印刷ヘッド駆動部１４は、印刷ヘッド１３をスクリーンマスク１２の後部に位置させる。このとき印刷ヘッド１３は、スキージ３３のペースト掻き寄せ面（前面）がメッシュスクリーン２２上に供給されたペーストＰｓｔよりも後方に位置し、かつ、角部３３Ｅがメッシュスクリーン２２に接触しない位置に位置される（図２）。

【0020】

印刷ヘッド駆動部１４は、印刷ヘッド１３をスクリーンマスク１２の後部に位置させたら、印刷ヘッド１３を下降させて（図５中に示す矢印Ａ）、印刷ヘッド１３を初期位置に位置させる。印刷ヘッド１３が初期位置に位置した状態では、スキージ３３の角部３３Ｅはメッシュスクリーン２２に当接してその部分を押し下げる（図５、図６および図７（ａ））。ここで、図６は図５におけるＶ２－Ｖ２断面図であり、図７（ａ）は図６におけるＶ３－Ｖ３断面図である。

【0021】

印刷ヘッド１３が初期位置に位置してスキージ３３の角部３３Ｅがメッシュスクリーン２２に当接している部分は、図７（ｂ）に示すように、帯状の領域（以下、「スキージ当接部２２Ｑ」と称する）となる。ここで、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す箇所のメッシュスクリーン２２の平面図である。印刷ヘッド１３が初期位置に位置した状態では、スキージ３３の下端部（角部３３Ｅ）は、図７（ａ）に示すように、基板ＫＢの凸部ＴＢの高さＨ１よりも低く、主面ＳＭの高さＨ２よりも高い位置に位置する。

【0022】

印刷ヘッド駆動部１４は、印刷ヘッド１３を初期位置に位置させたら、印刷ヘッド１３を前方に移動させる（図８中に示す矢印Ｂ）。これによりスキージ３３の角部３３Ｅはメッシュスクリーン２２に当接したまま前方に移動し、メッシュスクリーン２２上のペーストＰｓｔを前方に掻き寄せる。スキージ３３が前方に移動することによってスキージ３３の角部３３Ｅが基板ＫＢの凸部ＴＢに達すると、スキージ３３の角部３３Ｅは凸部ＴＢの表面形状に倣うように弾性変形しつつ、メッシュスクリーン２２の一部を凸部ＴＢの表面に倣わせながら押し付ける（図９および図１０（ａ））。ここで、図９は図８におけるＶ４－Ｖ４断面図であり、図１０（ａ）は図９におけるＶ５－Ｖ５断面図である。

【0023】

スキージ３３の角部３３Ｅが凸部ＴＢの表面形状に倣った状態では、図１０（ｂ）に示すように、スキージ当接部２２Ｑのうちメッシュスクリーン２２が凸部ＴＢに接触している部分（接触部分Ｓ１）は、その両側のメッシュスクリーン２２が凸部ＴＢと接触していない部分（非接触部分Ｓ２）よりも前後に広がった形状になる。これは、スキージ３３の角部３３Ｅのうち、凸部ＴＢの表面形状に倣っている部分の変形量が、凸部ＴＢの表面形状に倣っていない部分（凸部ＴＢの両側方の部分）の変形量よりも大きくなるからである。なお、図１０（ｂ）は図１０（ａ）に示す箇所のメッシュスクリーン２２の平面図であり、図１０（ｂ）中に示す領域ＳＲは、メッシュスクリーン２２が凸部ＴＢと接触している領域である。メッシュスクリーン２２の領域ＳＲの部分は凸部ＴＢの表面形状に倣った状態で接触する。この領域ＳＲは、スキージ３３の前方への移動に伴って前方へ移動する。

【0024】

印刷ヘッド１３が更に前方に進行すると、スキージ３３の角部３３Ｅは基板ＫＢの凸部ＴＢに密着したメッシュスクリーン２２の印刷開口２２Ｋの上を通過する。このときスキージ３３の角部３３ＥはペーストＰｓｔを基板ＫＢ側に押し出すので、凸部ＴＢの表面には印刷開口２２Ｋを通してペーストＰｓｔが塗布される。

【0025】

メッシュスクリーン２２のうち、スキージ３３の角部３３Ｅが通過した部分は、メッシュスクリーン２２自身の復元力によって元の状態（スキージ３３によって下方に押される前の状態）に復帰しようとする。このためスキージ３３の角部３３Ｅが通過した後のメッシュスクリーン２２は凸部ＴＢの表面から離間し、いわゆる版離れがなされる。これにより凸部ＴＢの表面（詳細にはパターン形成領域ＰＲの表面）に、印刷開口２２Ｋの形状に応じた形状の印刷パターンＰＰＴが形成された状態となる（図１１）。

【0026】

ここで、スキージ３３は角部３３Ｅを凸部ＴＢの表面形状に倣わせている間、角部３３Ｅを通じて凸部ＴＢから押し上げられる方向（反り方向）の大きな反力Ｒを受けるが（図１０（ａ））、スキージ３３の後面にはバックアップ部材３５が設けられているため、角部３３Ｅのような局部的な部分を除いて、スキージ３３の全体が反り変形することはない。このためスキージ３３は凸部ＴＢにメッシュスクリーン２２を広い範囲で凸部ＴＢの表面に密着させることができる。また、適切な印圧で印刷開口２２ＫにペーストＰｓｔを押し込むので、凸部ＴＢの曲面状の表面の広い領域に、確実に、印刷パターンＰＰＴを形成することができる。

【0027】

このように本実施の形態におけるスクリーン印刷装置１は、印刷パターンＰＰＴを形成するための印刷開口２２Ｋが形成されたスクリーンとしてのメッシュスクリーン２２と、下端に角部３３Ｅを有する板状部材から成るスキージ３３と、スキージ３３の角部３３Ｅでメッシュスクリーン２２を凸部ＴＢの表面に押し付けて凸部ＴＢの頂部の形状に倣わせ、その状態を維持しながら移動させることにより、印刷開口２２ＫからペーストＰｓｔを基板ＫＢ側に押し出して凸部ＴＢの頂部に印刷パターンＰＰＴを形成させるスキージ移動手段としての印刷ヘッド駆動部１４を備え、基板ＫＢの主面ＳＭから上方に突出した凸部ＴＢの表面にスクリーン印刷によって印刷パターンを形成する構成となっている。

【0028】

上記構成のスクリーン印刷装置１を用いた本実施の形態におけるスクリーン印刷方法は、印刷パターンＰＰＴを形成するための印刷開口２２Ｋが形成されたメッシュスクリーン２２をスキージ３３で凸部ＴＢの表面に押し付けて凸部ＴＢの頂部の形状に倣わせ、その状態を維持しながらスキージ３３を移動させることにより、印刷開口２２ＫからペーストＰｓｔを基板ＫＢ側に押し出して、凸部ＴＢの頂部に印刷パターンＰＰＴを形成するものである。この方法では、スキージ３３が凸部ＴＢの形状に倣って弾性変形し、メッシュスクリーン２２を凸部ＴＢの頂部の形状に倣わせるので、凸部ＴＢの曲面状の表面に確実に、印刷パターンＰＰＴを形成することができる。

【0029】

以上説明したように、本実施の形態におけるスクリーン印刷装置１（スクリーン印刷方法）によれば、印刷パターンＰＰＴを形成するための印刷開口２２Ｋが形成されたスクリーン（メッシュスクリーン２２）をスキージ３３で凸部ＴＢに押し付けて凸部ＴＢの頂部の形状に倣わせ、その状態を維持しながらスキージ３３を移動させることにより、印刷開口２２ＫからペーストＰｓｔを基板ＫＢ側に押し出して凸部ＴＢの頂部に印刷パターンＰＰＴを形成するようになっているので、基板ＫＢの主面ＳＭから突出した凸部ＴＢの表面に、確実に、印刷パターンＰＰＴを形成することができる。

【0030】

これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述したものに限定されず、種々の変形等が可能である。例えば、上述の実施の形態において示した基板ＫＢの凸部ＴＢの形状は一例であり、凸部ＴＢの形状は必ずしも図３（図１１）において示したものに限定されない。また、実施の形態において示した印刷パターンＰＰＴは一例であり、図１０において示したものに限定されない。

【産業上の利用可能性】

【0031】

主面から突出した凸部を有する基板に対し、その基板の凸部の表面にスクリーン印刷によって印刷パターンを形成することができるスクリーン印刷方法およびスクリーン印刷装置を提供する。

【符号の説明】

【0032】

１ スクリーン印刷装置
１４ 印刷ヘッド駆動部(スキージ移動手段)
２２ メッシュスクリーン（スクリーン）
２２Ｋ 印刷開口
３３ スキージ
３５ バックアップ部材
ＫＢ 基板
ＳＭ 主面
ＴＢ 凸部
ＰＰＴ 印刷パターン
Ｐｓｔ ペースト

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】