JP2004017461A

JP2004017461A - スクリーン印刷版

Info

Publication number: JP2004017461A
Application number: JP2002175012A
Authority: JP
Inventors: Akifumi Fujita; 藤田　彰文; Yutaka Izeki; 井関　裕
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-06-14
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2004-01-22
Anticipated expiration: 2022-06-14
Also published as: JP3966092B2

Abstract

【課題】印刷領域全体に渡って、均一な印刷パターン面積や塗布厚が得られるスクリーン印刷版を提供する。
【解決手段】スクリーン印刷マスク１は、メッシュ部１６と図形部１７を厚み方向に備えた構造を有している。メッシュ部１６には、格子状に規則的に２次元配置された複数の矩形状孔１６ａが形成されている。図形部１７には、同一の図形を所定のピッチで複数配置した印刷パターンに対応する平面形状を有する複数の矩形状凹部１７ａが形成されている。印刷領域４の周縁部４ａに配置されているメッシュ部１６の開口率が、周縁部４ａに囲まれた内側部４ｂに配置されているメッシュ部１６の標準開口率より大きく設定されている。周縁部４ａに配置されているメッシュ部１６の孔１６ａの径を大きくしたり、数を多くしたりして、開口率を大きくする。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクリーン印刷版、例えば、電子部品の内部電極をセラミックグリーンシートに印刷するときに用いるスクリーン印刷版に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子部品の内部電極をマザーセラミックグリーンシートに印刷するときに用いるスクリーン印刷版として、例えば図７に示すものが知られている。図７はスクリーン印刷版５１を下面側から見た図である。このスクリーン印刷版５１は、額縁状の枠部材５２の下面にスクリーン印刷マスク５３が装着されている。スクリーン印刷マスク５３の中央部分を囲む一点鎖線５４は、印刷対象の被印刷物（マザーセラミックグリーンシート）に応じて設定される印刷領域である。印刷領域５４には、被印刷物上の所望の位置に導電性ペーストを塗布して印刷パターンを形成するための多数の開口部５６が形成されている。それぞれの開口部５６の形状は同一である。なお、図７において、開口部５６はその一部しか表示されていない。
【０００３】
以上の構成からなるスクリーン印刷版５１は、その下面をスクリーン印刷装置の印刷テーブルの上面から所定の隙間寸法だけ離隔させた状態で、すなわちオフコンタクト状態でセットされる。スクリーン印刷マスク５３の上面にはスキージが配置される。スクリーン印刷においては、スクリーン印刷マスク５３上に供給された導電性のペーストをスキージによって掻き寄せ、所定の方向に掃引してスクリーン印刷マスク５３の開口部５６内に押し込むことによって、印刷テーブルに載せられた被印刷物上の所望の位置に導電性ペーストが塗布される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のスクリーン印刷マスク５３において、印刷領域５４の周縁部５４ａは、印刷領域５４と非印刷領域５５の境界部分であり、不連続な版離れが生じ易い領域である。従って、この不連続な版離れにより、周縁部５４ａの開口部５６によって形成される内部電極面積や塗布厚などは、周縁部５４ａによって囲まれた内側部５４ｂの開口部５６によって形成される内部電極と比較して、小さくかつ薄くなる傾向があった。この結果、周縁部５４ａの開口部５６によって形成される内部電極の歩留まりは悪かった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、印刷領域全体に渡って、均一な印刷パターン面積や塗布厚が得られるスクリーン印刷版を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用】
前記目的を達成するため、本発明に係るスクリーン印刷版は、メッシュ部と図形部とを備え、メッシュ部には、略規則的に配置された複数の孔が設けられ、図形部には、同一の図形を所定のピッチで複数配置した印刷パターンに対応する平面形状を有する複数の凹部が設けられている。
【０００７】
そして、複数の凹部が設けられた印刷領域の周縁部に配置されているメッシュ部の開口率が、周縁部に囲まれた内側部に配置されているメッシュ部の開口率より大きいことを特徴とする。ここに、印刷領域の周縁部の幅寸法は印刷領域の長さ寸法の２〜１０％となる寸法である。また、メッシュ部の開口率は、図形部に設けられた凹部の平面形状の面積に対する、メッシュ部に設けられた孔の開口面積の割合を意味する。つまり、孔径を大きくしたり、孔の数を増やしたりして、周縁部に配置されているメッシュ部の開口率を、内側部に配置されているメッシュ部の標準開口率より大きく設定する。これにより、周縁部の図形部の凹部へのペースト供給量が増加し、印刷パターン面積が大きくなるとともに、塗布厚が厚くなる。
【０００８】
また、複数の凹部が設けられた印刷領域の周縁部に配置されている凹部の平面形状が、周縁部に囲まれた内側部に配置されている凹部の平面形状より大きいことを特徴とする。これにより、周縁部に配置されている凹部の平面形状は、内側部に配置されている凹部の標準形状より大きく設定される。従って、周縁部の凹部の空間体積が増加し、印刷パターン面積が大きくなる。
【０００９】
また、複数の凹部が設けられた印刷領域の周縁部に配置されているメッシュ部の厚みを周縁部に囲まれた内側部に配置されているメッシュ部の厚みより薄くすることを特徴とする。これにより、ペーストのメッシュ通過性が向上してペースト供給量が増加し、印刷パターン面積が大きくなるとともに、塗布厚が厚くなる。
【００１０】
また、複数の凹部が設けられた印刷領域の周縁部に配置されている図形部の厚みを周縁部に囲まれた内側部に配置されている図形部の厚みより厚くすることを特徴とする。これにより、周縁部の凹部の空間体積が増加し、印刷パターン面積が大きくなるとともに、塗布厚が厚くなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るスクリーン印刷版の実施形態について添付の図面を参照して説明する。なお、各実施形態は、積層セラミックコンデンサの内部電極をマザーセラミックグリーンシートに印刷する際に用いられるスクリーン印刷版を例にして説明するが、本発明はこれに限定されるものではないことは言うまでもない。
【００１２】
［第１実施形態、図１〜図４］
図１はスクリーン印刷版の下面図であり、図２はスクリーン印刷版を上面側から見た一部拡大斜視図である。このスクリーン印刷版は、額縁状の枠部材２の下面にスクリーン印刷マスク１が装着されている。スクリーン印刷マスク１の中央部分を囲む一点鎖線４は、印刷対象のマザーセラミックグリーンシートに応じて設定される印刷領域である。
【００１３】
スクリーン印刷マスク１は、図２に示すように、メッシュ部１６と図形部１７を厚み方向に備えた構造を有している。メッシュ部１６には、格子状に規則的に２次元配置された複数の矩形状孔１６ａが形成されている。図形部１７には、同一の図形を所定のピッチで複数配置した印刷パターンに対応する平面形状を有する複数の矩形状凹部１７ａが形成されている。凹部１７ａの平面形状は孔１６ａの平面形状（横断面形状）より大きく、かつ、凹部１７ａには複数の孔１６ａが連通している。孔１６ａと凹部１７ａは、電極形成部３（図２において点線で囲んで表示している）を構成している。一度の印刷で多数の内部電極をマザーセラミックグリーンシート上に形成できるように、スクリーン印刷マスク１の印刷領域４には、電極形成部３が格子状に多数配置されている。なお、図１において、電極形成部３はその一部しか表示されていない。
【００１４】
このスクリーン印刷マスク１は、例えば図３に示す製造方法により得られる。まず、工程（Ａ）に示すように、たとえばステンレス鋼からなる基材１８が用意される。この基材１８上には、第１のレジスト１９が形成される。第１のレジスト１９は、前述したメッシュ部１６の孔１６ａとなるべき位置に形成されるように、たとえばフォトリソグラフィによりパターニングされる。次に、工程（Ｂ）に示すように、基材１８上に、第１のレジスト１９の形成領域を除いて、たとえばニッケルからなるメッシュ部１６が電気めっきにより形成される。
【００１５】
次に、工程（Ｃ）に示すように、第１のレジスト１９およびメッシュ部１６上に、所望の印刷パターン（図形部１７の凹部１７ａの平面形状に相当するパターン）のネガパターンで第２のレジスト２１が形成される。この第２のレジスト２１のパターニングも、フォトリソグラフィにより行なわれる。次に、工程（Ｄ）に示すように、メッシュ部１６上に、第２のレジスト２１の形成領域を除いて、たとえばニッケルからなる図形部１７が電気めっきにより形成される。
【００１６】
次に、工程（Ｅ）に示すように、第１および第２のレジスト１９および２１が除去される。これにより、孔１６ａを有したメッシュ部１６と凹部１７ａを有した図形部１７とからなる２層構造体が形成される。メッシュ部１６の標準厚みは８〜９μｍ（代表値）、図形部１７の標準厚みは１６μｍ（代表値）である。また、孔１６ａの軸方向の長さＬと穴径Ｄのアスペクト比（Ｌ／Ｄ）を１以下にすれば、ペーストの充填性が良くなるので好ましい。
【００１７】
次に、工程（Ｆ）に示すように、基材１８からメッシュ部１６および図形部１７が一体的に剥離される。なお、この剥離は、基材１８がステンレス鋼から構成されているので、容易に行うことができる。このようにして、所望のスクリーン印刷マスク１が得られる。上述したスクリーン印刷マスク１の製造方法において、工程（Ｅ）と工程（Ｆ）の順序を逆にしてもよい。
【００１８】
ここで、図１に示すように、スクリーン印刷マスク１は、印刷領域４の周縁部４ａに配置されているメッシュ部１６の開口率が、周縁部４ａに囲まれた内側部４ｂに配置されているメッシュ部１６の標準開口率より大きく設定されている。メッシュ部１６の開口率は、凹部１７ａの平面形状の面積に対する、孔１６ａの開口面積の割合を意味する。通常、周縁部４ａに配置されているメッシュ部１６の孔１６ａの径を大きくしたり、数を多くしたりして、開口率を大きくする。この場合、導電性ペーストのマスク抜け性の変化を抑えるためには、図１に示すように、孔１６ａの数で開口率を調整する方が好ましい。
【００１９】
このようなスクリーン印刷マスク１を製作するには、周縁部４ａの孔１６ａとなるべき位置に形成される第１のレジスト１９の形成面積を標準より大きくしたり、数を多くしたりすればよい。これにより、周縁部４ａのメッシュ部１６の開口率が増加し、周縁部４ａの凹部１７ａへのペースト供給量が増加する。この結果、周縁部４ａの電極形成部３によって形成された内部電極の面積を大きくすることができるとともに、塗布厚を厚くすることができ、従来生じていた面積不足や塗布厚不足の不具合が解消される。
【００２０】
また、周縁部４ａの幅寸法Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２（図１参照）は、たとえば以下のようにして設定される。図４は、従来のスクリーン印刷マスク５１（全ての開口部５６の形状が同一であるもの）を用いてマザーセラミックグリーンシート上に形成した多数の内部電極の面積分布図の一例である。（Ａ）はＡ１方向（スキージ掃引方向）の面積分布図であり、（Ｂ）はＡ２方向（スキージ掃引方向と直交する方向）の面積分布図である。この分布図から、内部電極の面積が目標値以下の、特に高い効果が得られる部分（Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２にて表示した部分）を周縁部４ａとする。通常、周縁部４ａの幅寸法Ｂ１，Ｂ２およびＣ１，Ｃ２は、それぞれ印刷領域４の長さ寸法Ａ１，Ａ２の２〜１０％に設定される。言い換えると、図４の例においては周縁部４ａの幅寸法Ｂ１〜Ｃ２は、電極形成部３（凹部１７ａ）が５〜９個含まれる寸法である。
【００２１】
なお、図４から明らかなように、周縁部４ａに囲まれた内側部４ｂについては、所望の電極面積が得られている。従って、内側部４ｂのメッシュ部１６の開口率は一定とすることが好ましい。内側部４ｂのメッシュ部１６の開口率を例えば外側に向けて大きくすると、スクリーン印刷マスク１を枠部材２に張設したときに、外側領域のメッシュ部１６の応力が中心領域のメッシュ部１６の応力よりも大きくなり、外側領域の歪みが大きくなってしまう。内側部４ｂのメッシュ部１６の開口率を一定とすることにより、応力が分散するのでメッシュ部１６の歪みが小さくなる。
【００２２】
一方、本第１実施形態では、周縁部４ａのそれぞれの電極形成部３のメッシュ部１６の開口率を全て一律に大きくしているが、必ずしもこれに限るものではない。図４からも明らかなように、周縁部４ａの中でもさらに外側の方が電極面積が小さいので、周縁部４ａのそれぞれの電極形成部３のメッシュ部１６の開口率が、周縁部４ａの内側から外側に向かって除々に、あるいは段階的に順次大きくなるように設定することが好ましい。例えば、内側部４ｂのそれぞれの電極形成部３のメッシュ部１６の標準開口率が２０％で、周縁部４ａの最外周に位置する電極形成部３のメッシュ部１６の開口率が３０％である場合、最外周から順に３０％、２９％、２８％、…、２０％とする。
【００２３】
［第２実施形態、図５］
図５はスクリーン印刷版の下面図である。このスクリーン印刷版は、額縁状の枠部材２の下面にスクリーン印刷マスク１Ａが装着されている。スクリーン印刷マスク１Ａは、図１および図２に示したスクリーン印刷マスク１と同様に、孔１６ａを有したメッシュ部１６と凹部１７ａを有した図形部１７を厚み方向に備えた構造を有している。
【００２４】
ここで、スクリーン印刷マスク１Ａは、複数の凹部１７ａが設けられた印刷領域４の周縁部４ａに配置されている凹部１７ａの平面形状が、周縁部４ａに囲まれた内側部４ｂに配置されている凹部１７ａの平面形状より大きく設定されている。つまり、内側部４ｂに配置されている凹部１７ａの平面形状を所望のパターン形状に合わせて標準寸法にするのに対して、周縁部４ａに配置されている凹部１７ａの平面形状を標準寸法より大きくする。通常、周縁部４ａに配置されている凹部１７ａの面積が、内側部４ｂに配置されている凹部１７ａの面積より１〜１０％程度大きくなるようにする。
【００２５】
このようなスクリーン印刷マスク１Ａを製作するには、周縁部４ａの凹部１７ａとなるべき位置に形成される第２のレジスト２１の形成領域を、標準寸法面積より１０％程度大きくすればよい。これにより、周縁部４ａの凹部１７ａの空間体積が増加し、印刷パターン面積を大きくすることができる。従って、周縁部４ａの電極形成部３によって形成された内部電極は、従来生じていた面積不足の不具合が解消される。この結果、印刷領域４の全体に渡って均一な内部電極面積が得られる。
【００２６】
なお、本第２実施形態では、周縁部４ａの凹部１７ａの平面形状面積を全て一律１０％程度大きくしているが、必ずしもこれに限るものではない。周縁部４ａと内側部４ｂの内部電極の面積差が大きい場合には、周縁部４ａの凹部１７ａの平面形状面積が、周縁部４ａの内側から外側に向かって除々に、あるいは段階的に順次大きくなるように設定してもよい。これにより、内部電極の面積の均一化がより高精度にできる。
【００２７】
［第３実施形態、図６］
図６はスクリーン印刷版の下面図である。このスクリーン印刷版は、額縁状の枠部材２の下面にスクリーン印刷マスク１Ｂが装着されている。スクリーン印刷マスク１Ｂは、図１および図２に示したスクリーン印刷マスク１と同様に、孔１６ａを有したメッシュ部１６と凹部１７ａを有した図形部１７を厚み方向に備えた構造を有している。
【００２８】
ここで、スクリーン印刷マスク１Ｂは、図６に断面図で示すように、複数の凹部１７ａが設けられた印刷領域４の周縁部４ａに配置されているメッシュ部１６の厚みＴ２が、周縁部４ａに囲まれた内側部４ｂに配置されているメッシュ部１６の標準厚みＴ１より薄く、かつ、図形部１７の厚みｔ２がｔ１よりも厚く設定されている（Ｔ２＋ｔ２＝Ｔ１＋ｔ１）。
【００２９】
このようなスクリーン印刷マスク１Ｂを製作するには、メッシュ部１６の電気めっきの途中で、周縁部４ａをマスキングしてメッシュ部１６のめっきを制限するとともに、図形部１７の電気めっきの途中で、内側部４ｂをマスキングして図形部１７のめっきを制限すればよい。これによりメッシュ部１６のペースト通過性が向上し、かつ、周縁部４ａの凹部１７ａの空間体積が増加し、凹部１７ａに供給されるペースト量が多くなる。この結果、周縁部４ａの電極形成部３によって形成された内部電極の面積を大きくすることができるとともに、塗布厚を厚くすることができ、従来生じていた面積不足や塗布厚不足の不具合が解消される。
【００３０】
なお、本第３実施形態では、周縁部４ａのそれぞれの電極形成部３のメッシュ部１６の厚みＴ２を全て一律に薄くしているが、必ずしもこれに限るものではない。周縁部４ａのそれぞれの電極形成部３のメッシュ部１６の厚みＴ２が、周縁部４ａの内側から外側に向かって除々に、あるいは段階的に順次薄くなるように設定してもよい。
【００３１】
［他の実施形態］
なお、本発明に係るスクリーン印刷版は、前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。例えば、メッシュ部の孔は横断面が矩形に限るものではなく、円形のものなど任意の形状のものが選択される。図形部の凹部の平面形状も任意である。
【００３２】
また、前記第３実施形態では、周縁部４ａのマスク厚（Ｔ２＋ｔ２）と内側部４ｂのマスク厚（Ｔ１＋ｔ１）が等しいものについて説明したが、周縁部４ａのマスク厚（Ｔ２＋ｔ２）を内側部４ｂのマスク厚（Ｔ１＋ｔ１）と異なる厚みとしたものであってもよい。さらに、前記第１〜第３実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、周縁部の図形部の凹部へのペースト充填率が増加し、印刷パターン面積が大きくなるとともに、塗布厚が厚くなる。この結果、印刷領域全体に渡って均一な面積や塗布厚を有する印刷パターンを形成することができるスクリーン印刷版が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスクリーン印刷版の第１実施形態を示す下面図。
【図２】図１に示したスクリーン印刷版を上面側から見た一部拡大斜視図。
【図３】図１に示したスクリーン印刷マスクの製造方法の一例を示す断面図。
【図４】印刷領域の周縁部の幅寸法を決定するための内部電極の面積分布図。
【図５】本発明に係るスクリーン印刷版の第２実施形態を示す下面図。
【図６】本発明に係るスクリーン印刷版の第３実施形態を示す下面図。
【図７】従来のスクリーン印刷版を示す下面図。
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ｂ…スクリーン印刷マスク
３…電極形成部
４…印刷領域
４ａ…周縁部
４ｂ…内側部
１６…メッシュ部
１６ａ…孔
１７…図形部
１７ａ…凹部

Claims

メッシュ部と図形部とを備え、
前記メッシュ部には略規則的に配置された複数の孔が設けられ、
前記図形部には、同一の図形を所定のピッチで複数配置した印刷パターンに対応する平面形状を有する複数の凹部が設けられ、
前記複数の凹部が設けられた印刷領域の周縁部に配置されているメッシュ部の開口率が、前記周縁部に囲まれた内側部に配置されているメッシュ部の開口率より大きいこと、
を特徴とするスクリーン印刷版。
前記印刷領域の周縁部に配置されているメッシュ部の開口率が、前記周縁部の内側から外側に向かって順次大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載のスクリーン印刷版。
メッシュ部と図形部とを備え、
前記メッシュ部には、略規則的に配置された複数の孔が設けられ、
前記図形部には、同一の図形を所定のピッチで複数配置した印刷パターンに対応する平面形状を有する複数の凹部が設けられ、
前記複数の凹部が設けられた印刷領域の周縁部に配置されている凹部の平面形状が、前記周縁部に囲まれた内側部に配置されている凹部の平面形状より大きいこと、
を特徴とするスクリーン印刷版。
前記印刷領域の周縁部に配置されている凹部の平面形状面積が、前記周縁部の内側から外側に向かって順次大きくなっていることを特徴とする請求項３に記載のスクリーン印刷版。
メッシュ部と図形部とを備え、
前記メッシュ部には略規則的に配置された複数の孔が設けられ、
前記図形部には、同一の図形を所定のピッチで複数配置した印刷パターンに対応する平面形状を有する複数の凹部が設けられ、
前記複数の凹部が設けられた印刷領域の周縁部に配置されているメッシュ部の厚みが前記周縁部に囲まれた内側部に配置されているメッシュ部の厚みより薄いこと、および、前記複数の凹部が設けられた印刷領域の周縁部に配置されている図形部の厚みが前記周縁部に囲まれた内側部に配置されている図形部の厚みより厚いこと、
を特徴とするスクリーン印刷版。
前記印刷領域の周縁部に配置されているメッシュ部の厚みが、前記周縁部の内側から外側に向かって順次薄くなっている、もしくは、前記印刷領域の周縁部に配置されている図形部の厚みが、前記周縁部の内側から外側に向かって順次厚くなっていることを特徴とする請求項５に記載のスクリーン印刷版。
前記図形部の凹部の平面形状は前記メッシュ部の孔の平面形状より大きく、かつ、前記凹部には少なくとも二つの前記孔が連通していることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載のスクリーン印刷版。
前記印刷領域の周縁部の幅寸法は、前記印刷領域の長さ寸法の２〜１０％であることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載のスクリーン印刷版。
前記印刷領域の周縁部に囲まれた内側部のメッシュ部の開口率、凹部の平面形状および図形部の厚みの少なくともいずれか一つが、前記内側部の全域にわたって一定であることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載のスクリーン印刷版。