印刷装置および印刷方法、ならびにフレキシブルプリント基板
【課題】印刷の厚さや形状の乱れを防ぐことができる印刷方法および印刷装置を提供する。
【解決手段】被印刷物1を載せるテーブル2と、被印刷物1に形成される印刷に応じた形状の開口部4を有する金属製マスク3と、金属製マスク3を介して被印刷物1をテーブル2に向けて押圧しつつ印刷材料6を開口部4内に充填する充填部材5とを備えた印刷装置。テーブル2は、0.1〜1.0MPaのヤング率を有するクッション材からなるクッション材層7を有する。
【解決手段】被印刷物1を載せるテーブル2と、被印刷物1に形成される印刷に応じた形状の開口部4を有する金属製マスク3と、金属製マスク3を介して被印刷物1をテーブル2に向けて押圧しつつ印刷材料6を開口部4内に充填する充填部材5とを備えた印刷装置。テーブル2は、0.1〜1.0MPaのヤング率を有するクッション材からなるクッション材層7を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えばフレキシブルプリント基板に導電性材料を印刷するのに用いられる印刷装置および印刷方法、ならびに前記印刷装置によって作製されるフレキシブルプリント基板に関する。
【背景技術】
【0002】
フレキシブルプリント基板などを作製するにあたって、導電性ペーストやクリーム半田などの導電性材料をプラスチック基材に印刷するには、開口部を有する金属製マスクを用い、導電性材料を、開口部を通してプラスチック基材の表面に供給する印刷装置を使用することができる(例えば特許文献1および特許文献2を参照)。
図12および図13は、印刷装置の一例を示すもので、この印刷装置は、プラスチック基材などの被印刷物1を載せるテーブル12と、金属製マスク3と、スキージ5とを有する。テーブル12は、金属、セラミックなどの硬質材料からなる。金属製マスク3には開口部4が形成されている。符号1aは、被印刷物1の下面側に形成された回路パターンを構成する導電層などの凸部である。
テーブル12上に載置した被印刷物1表面に金属製マスク3を配置し、金属製マスク3表面にスキージ5を押し当てながら金属製マスク3の表面に沿って移動させて導電性材料6を開口部4内に充填する。これによって、開口部4に応じた形状の印刷を被印刷物1の表面に形成する。
【特許文献1】特開2002−118347号公報
【特許文献2】特許第2674092号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、図13に示すように、従来の印刷装置では、被印刷物1にたわみが生じ、金属製マスク3と被印刷物1とが部分的に大きく離間することによって、印刷の厚さが不均一となったり、印刷の形状が乱れ、滲みが生じることがあった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、印刷の厚さや形状の乱れを防ぐことができる印刷装置および印刷方法、ならびに前記印刷装置によって作製されたフレキシブルプリント基板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】
【0004】
本発明の請求項1に係る印刷装置は、被印刷物を載せるテ−ブルと、被印刷物に形成される印刷に応じた形状の開口部を有する金属製マスクと、該金属製マスクを介して前記被印刷物を前記テ−ブルに向けて押圧しつつ、前記金属製マスク表面の印刷材料を前記開口部内に充填する充填部材とを備え、前記テ−ブルは、少なくとも被印刷物が当接する面が、0.1〜1.0MPaのヤング率を有するクッション材からなることを特徴とする。
本発明の請求項2に係る印刷装置は、印刷に応じた形状の開口部を有するマスクフィルムを表面に形成した被印刷物を載せるテ−ブルと、前記被印刷物を前記テ−ブルに向けて押圧しつつ前記マスクフィルム表面の印刷材料を前記開口部内に充填する充填部材とを備え、前記テ−ブルは、少なくとも被印刷物が当接する面が、0.1〜1.0MPaのヤング率を有するクッション材からなることを特徴とする。
本発明の請求項3に係る印刷装置は、前記クッション材がゴム成分を含んだ材料、もしくは多孔質材料からなることを特徴とする。
【0005】
本発明の請求項4に係る印刷方法は、請求項1に記載の印刷装置を用いて印刷を行う方法であって、前記被印刷物を前記テ−ブルに載置し、該被印刷物表面に前記金属製マスクを配置し、前記充填部材によって、前記金属製マスクを介して前記被印刷物を前記テ−ブルに向けて押圧しつつ前記金属製マスク表面の前記印刷材料を前記開口部内に充填することを特徴とする。
本発明の請求項5に係る印刷方法は、請求項2に記載の印刷装置を用いて印刷を行う方法であって、前記被印刷物を前記テ−ブルに載置し、前記充填部材によって、前記被印刷物を前記テ−ブルに向けて押圧しつつ前記マスクフィルム表面の印刷材料を前記開口部内に充填することを特徴とする。
【0006】
本発明の請求項6に係るフレキシブルプリント基板は、請求項4または5に記載の印刷方法を用いて、導電性の印刷材料を基材表面に印刷することによって作製されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明では、被印刷物を載置するテーブルに、0.1〜1.0MPaのヤング率を有するクッション材が使用されているので、印刷の際には、クッション材が被印刷物の下面の凹凸に応じて変形し、被印刷物の下面の大部分がクッション材に支えられるため、被印刷物は平坦な状態に維持される。
また、クッション材層に、充填部材の押圧による局所的な変形が起こらず、被印刷物にしわやたわみが生じることがない。
したがって、被印刷物のたわみ等を原因として印刷の厚さが不均一になるのを防ぐことができる。また、印刷の形状の乱れや滲みを防ぐことができる。
さらに、クッション材が被印刷物の凹凸に応じて変形するため、被印刷物の移動が起こりにくく、位置ずれを防止できる。したがって、精度の高い印刷が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
図1および図2は、本発明の印刷装置の第1の例を示すものである。この印刷装置は、被印刷物1を載せるテーブル2と、金属製マスク3と、スキージ5とを備えている。
金属製マスク3はステンレス鋼などの金属からなり、薄板状に形成され、被印刷物1に形成される印刷に応じた形状の開口部4が形成されている。
【0009】
テーブル2は、金属、セラミックなどで構成されたテーブル本体2aと、テーブル本体2aの上面に設けられたクッション材層7とを有する。
クッション材層7は、被印刷物1の下面側の形状に応じて変形できる柔軟性を有する材料からなる。この材料としては、ゴム成分を含んだ材料、もしくは多孔質材料が好ましい。
前記ゴム成分としては、シリコーンゴム、ウレタンゴム、EPDM、NBR、フッ素ゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、ブタジエンゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴムのうち1または2以上が好適である。
多孔質材料としては、PTFE (ポリテトラフルオロエチレン) 、ポリエチレンなどからなる多孔質体が好適である。
【0010】
クッション材層7のヤング率は、0.1〜1.0MPaとされる。
このヤング率が小さすぎる場合には、クッション材層7が過度に変形しやすくなるため、被印刷物1にしわやたわみが生じやすくなり、印刷の厚さ、形状等に乱れが生じやすくなる。また、ヤング率が大きすぎる場合には、被印刷物1の形状に沿う変形が起こりにくくなるため、被印刷物1の下面側の凹凸が大きい場合には、被印刷物1の一部がクッション材から離間し、被印刷物1にたわみが生じやすくなり、印刷の厚さ、形状等の乱れを招くことになる。
ヤング率を上記範囲にすることによって、印刷の厚さ、形状、位置などを良好にすることができる。クッション材層7の厚さは、例えば1〜5mmである。
【0011】
スキージ5は、導電性材料6(印刷材料)を開口部4内に充填することにより被印刷物1表面に印刷を行う充填部材である。スキージ5の材料としては、ウレタンゴムなどが使用できる。
【0012】
次に、この印刷装置を用いて被印刷物1の表面に印刷を施す方法を説明する。
図2〜図4に示すように、被印刷物1をテーブル2のクッション材層7上に載置する。被印刷物1としては、例えば、ポリイミドなどからなる基材1bの下面側に、回路パターンを構成するCu製の導電層などの凸部1aが形成されたものを挙げることができる。
被印刷物1の表面に金属製マスク3を配置し、スキージ5を金属製マスク3に沿って移動させる。この際、スキージ5は、金属製マスク3を介して被印刷物1をテーブル2に向けて押圧しつつ金属製マスク3に沿って移動させる(図2および図3を参照)。
これによって、金属製マスク3表面の導電性材料6(印刷材料)は、開口部4内に充填され、開口部4に応じた形状の印刷8が被印刷物1の表面に形成される(図4を参照)。
スキージ5による下方への押圧力(以下、印刷圧力という)は、弱すぎれば開口部4への導電性材料6の充填が不十分となり、強すぎればスキージ5の変形や被印刷物1の損傷が起こりやすくなる。この印刷圧力は例えば0.15〜0.2MPaとすることができる。
【0013】
図2に示すように、クッション材層7のヤング率が0.1〜1.0MPaとされているので、印刷の際には、クッション材層7が被印刷物1の下面側の凸部1aに応じて変形し、被印刷物1の基材1bの下面は大部分がクッション材層7に当接する。基材1bの大部分がクッション材層7によって支えられるため、被印刷物1は平坦な状態に維持される。
また、クッション材層7のヤング率が上記範囲であるので、クッション材層7にスキージ5の押圧による局所的な変形が起こらず、被印刷物1にしわやたわみが生じることがない。
したがって、被印刷物1のたわみ等を原因として印刷8の厚さが不均一になるのを防ぐことができる。また、印刷8の形状の乱れや滲みを防ぐことができる。
さらには、クッション材層7が凸部1aに応じて変形するため、被印刷物1がテーブル2に沿って移動することがなく、位置ずれが起きることがない。したがって、精度の高い印刷が可能である。
【0014】
上記方法によれば、ポリイミドなどのプラスチック材料からなる基材に、回路パターンを構成する導電性材料を印刷することによって、フレキシブルプリント基板を作製できる。
【0015】
次に、本発明の印刷装置の第2の例を説明する。以下の説明において、図1に示す印刷装置との共通部分については同一符号を付してその説明を省略する。
図5に示す印刷装置は、被印刷物21を載せるテーブル2と、被印刷物21表面の導電性材料6(印刷材料)を開口部4内に充填するスキージ5(充填部材)とを備えている。
被印刷物21は、印刷に応じた形状の開口部4を有するマスクフィルム13を基材1b表面に形成したものである。
この印刷装置では、被印刷物21をテーブル2に載置し、スキージ5をマスクフィルム13に沿って移動させる。この際、スキージ5は、被印刷物21をテーブル2に向けて押圧しつつマスクフィルム13に沿って移動させる。これによって、マスクフィルム13表面の導電性材料6を開口部4内に充填し、被印刷物21に印刷を施すことができる。
【0016】
この印刷装置は、図1に示す第1の例の印刷装置と同様に、ヤング率が0.1〜1.0MPaとされたクッション材層7を備えているので、被印刷物21を平坦に維持することができ、印刷の厚さが不均一になるのを防ぐことができる。また、印刷の形状の乱れや滲みを防ぐことができる。
【0017】
なお、被印刷物が載置されるテーブルは、少なくとも被印刷物に当接する面が前記クッション材から構成されていればよい。図示例ではテーブル2の表層部分のみがクッション材から構成されているが、テーブル全体がクッション材から構成されていてもよい。
【実施例】
【0018】
(実施例1)
図1に示す印刷装置を用いて、フレキシブルプリント基板用の被印刷物1に、カーボンペースト(導電性材料6)からなる印刷を施した。印刷条件は次のとおりである。
被印刷物1:基材1bはポリイミド製(厚さ25μm)。凸部1aはCu製の導電層(厚さ30μm)からなる回路。この回路のL/Sは1mm/5mm。
導電性材料6:フェノール樹脂系カーボンペースト。
金属製マスク3:SUS304製。厚さ200μm。
スキージ5:ウレタンゴム製。ショア硬度70(Dスケール)(試験方法はASTMD2240:95)。
クッション材層7:ウレタンゴム製。厚さ3mm。ヤング率は0.05〜2MPa。
テーブル本体2a:ステンレス製。
印刷圧力:0.2MPa。
被印刷物1表面に対するスキージ5の角度:70度。
スキージ5の移動速度:2cm/sec。
【0019】
図6は、実施例1で使用した金属製マスク3の平面図である。この金属製マスク3は、円形の開口部4(第1開口部4a(直径1mm)、第2開口部4b(直径2mm)、および第3開口部4c(直径3mm))を有する。
図7は、実施例1で使用した被印刷物1の下面を示す平面図である。被印刷物1の下面には、幅1mmの導電層からなる回路11(凸部1a)が形成されている。回路11は、互いに平行な複数の直線状に形成され、隣り合う回路11の間隔は5mmとされている。
金属製マスク3の開口部4は、隣り合う回路11、11の間に相当する位置に配置されている。
図2〜図4に示すように、被印刷物1の表面に金属製マスク3を配置し、スキージ5を金属製マスク3上で移動させて導電性材料6(印刷材料)を開口部4内に充填することによって印刷8を形成した。この際、スキージ5は回路11に対し垂直な方向に移動させた。
形成された印刷8の最大厚さと最小厚さとの差を算出した。結果を図10に示す。
比較のため、クッション材層7を使用しないこと以外は実施例1と同様にして被印刷物1に印刷を施した。印刷の最大厚さと最小厚さとの差は20μmであった。
【0020】
図10より、ヤング率0.1〜1.0MPaのクッション材層7の使用によって、印刷の厚さを均一化できたことがわかる。
【0021】
(実施例2)
図5に示すように、フレキシブルプリント基板用の基材1bにマスクフィルム13を接着剤で貼り合わせて得られた被印刷物21に、導電ペースト(導電性材料6)からなる印刷を施した。印刷条件は次のとおりである。
被印刷物21:基材1bはポリイミド製(厚さ20μm)。凸部1aはCu製の導電層(厚さ12μm)からなる回路。この回路のL/Sは200μm/200μm。
マスクフィルム13を基材1bに貼り合わせる接着剤:エポキシ系接着剤(厚さ25μm)。
導電性材料6:エポキシ樹脂系Cuフィラー分散ペースト。
マスクフィルム13:ポリイミド製フィルム。厚さ25μm。
スキージ5:ウレタンゴム製。ショア硬度70(Dスケール)(試験方法ASTMD2240:95)。
クッション材層7:シリコーンゴム製。厚さ3mm。ヤング率は0.05〜2MPa。
テーブル本体2a:ステンレス製。
印刷圧力:0.2MPa。
被印刷物21表面に対するスキージ5の角度:75度。
スキージ5の移動速度:2cm/sec。
【0022】
図8は、実施例2で使用したマスクフィルム13の平面図である。このマスクフィルム13は、複数の円形の開口部4(直径100μm)を有する。
図9は、実施例2で使用した被印刷物21の下面を示す平面図である。被印刷物21の下面には、幅100μmの導電層からなる回路14(凸部1a)が形成されている。回路14は、互いに平行な複数の直線状に形成され、隣り合う回路14の間隔は100μmとされている。
開口部4は、隣り合う回路14、14の間に相当する位置に配置されている。
図5に示すように、被印刷物21をテーブル2に載置し、スキージ5によって導電性材料6を開口部4内に充填することによって、被印刷物21に印刷を施した。この際、スキージ5は回路14に対し垂直な方向に移動させた。
【0023】
マスクフィルム13を基材1bから剥がし、開口部4内に形成された円柱状の突起物の形状を調べ、その体積が開口部4の体積の50%以下になったものが見られた場合にはこれを不良とし、不良発生数を記録した。サンプル数は1つの条件あたり1000とした。なお、突起物の体積は、レーザ高さ変位計を用いて測定した高さに基づいて算出した。結果を図11に示す。
比較のため、クッション材層7を使用しないこと以外は実施例1と同様にして被印刷物21に印刷を施し、不良発生数を記録した。不良発生数は811であった。
【0024】
図11より、ヤング率0.1〜1.0MPaのクッション材層7の使用によって、印刷の形状が良好になったことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【0025】
本発明は、例えばフレキシブルプリント基板を作製するにあたって、導電性ペーストを基材に印刷する際などに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明の印刷装置の第1の例を示す概略構成図である。
【図2】図1に示す印刷装置を用いて印刷を施す方法を示す説明図である。
【図3】前図に続く工程図である。
【図4】前図に続く工程図である。
【図5】本発明の印刷装置の第2の例を示す概略構成図である。
【図6】実施例で使用した金属製マスクを示す平面図である。
【図7】実施例で使用した被印刷物の下面を示す平面図である。
【図8】実施例で使用したマスクフィルムを示す平面図である。
【図9】実施例で使用した被印刷物の下面を示す平面図である。
【図10】実施例の試験結果を示すグラフである。
【図11】実施例の試験結果を示すグラフである。
【図12】従来の印刷装置の一例を示す概略構成図である。
【図13】図12に示す印刷装置を用いて印刷を施す方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【0027】
1…被印刷物、2…テーブル、3…金属製マスク、4…開口部、5…スキージ(充填部材)、6…導電性材料(印刷材料)、7…クッション材層、8…印刷、13…マスクフィルム。
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えばフレキシブルプリント基板に導電性材料を印刷するのに用いられる印刷装置および印刷方法、ならびに前記印刷装置によって作製されるフレキシブルプリント基板に関する。
【背景技術】
【0002】
フレキシブルプリント基板などを作製するにあたって、導電性ペーストやクリーム半田などの導電性材料をプラスチック基材に印刷するには、開口部を有する金属製マスクを用い、導電性材料を、開口部を通してプラスチック基材の表面に供給する印刷装置を使用することができる(例えば特許文献1および特許文献2を参照)。
図12および図13は、印刷装置の一例を示すもので、この印刷装置は、プラスチック基材などの被印刷物1を載せるテーブル12と、金属製マスク3と、スキージ5とを有する。テーブル12は、金属、セラミックなどの硬質材料からなる。金属製マスク3には開口部4が形成されている。符号1aは、被印刷物1の下面側に形成された回路パターンを構成する導電層などの凸部である。
テーブル12上に載置した被印刷物1表面に金属製マスク3を配置し、金属製マスク3表面にスキージ5を押し当てながら金属製マスク3の表面に沿って移動させて導電性材料6を開口部4内に充填する。これによって、開口部4に応じた形状の印刷を被印刷物1の表面に形成する。
【特許文献1】特開2002−118347号公報
【特許文献2】特許第2674092号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、図13に示すように、従来の印刷装置では、被印刷物1にたわみが生じ、金属製マスク3と被印刷物1とが部分的に大きく離間することによって、印刷の厚さが不均一となったり、印刷の形状が乱れ、滲みが生じることがあった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、印刷の厚さや形状の乱れを防ぐことができる印刷装置および印刷方法、ならびに前記印刷装置によって作製されたフレキシブルプリント基板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】
【0004】
本発明の請求項1に係る印刷装置は、被印刷物を載せるテ−ブルと、被印刷物に形成される印刷に応じた形状の開口部を有する金属製マスクと、該金属製マスクを介して前記被印刷物を前記テ−ブルに向けて押圧しつつ、前記金属製マスク表面の印刷材料を前記開口部内に充填する充填部材とを備え、前記テ−ブルは、少なくとも被印刷物が当接する面が、0.1〜1.0MPaのヤング率を有するクッション材からなることを特徴とする。
本発明の請求項2に係る印刷装置は、印刷に応じた形状の開口部を有するマスクフィルムを表面に形成した被印刷物を載せるテ−ブルと、前記被印刷物を前記テ−ブルに向けて押圧しつつ前記マスクフィルム表面の印刷材料を前記開口部内に充填する充填部材とを備え、前記テ−ブルは、少なくとも被印刷物が当接する面が、0.1〜1.0MPaのヤング率を有するクッション材からなることを特徴とする。
本発明の請求項3に係る印刷装置は、前記クッション材がゴム成分を含んだ材料、もしくは多孔質材料からなることを特徴とする。
【0005】
本発明の請求項4に係る印刷方法は、請求項1に記載の印刷装置を用いて印刷を行う方法であって、前記被印刷物を前記テ−ブルに載置し、該被印刷物表面に前記金属製マスクを配置し、前記充填部材によって、前記金属製マスクを介して前記被印刷物を前記テ−ブルに向けて押圧しつつ前記金属製マスク表面の前記印刷材料を前記開口部内に充填することを特徴とする。
本発明の請求項5に係る印刷方法は、請求項2に記載の印刷装置を用いて印刷を行う方法であって、前記被印刷物を前記テ−ブルに載置し、前記充填部材によって、前記被印刷物を前記テ−ブルに向けて押圧しつつ前記マスクフィルム表面の印刷材料を前記開口部内に充填することを特徴とする。
【0006】
本発明の請求項6に係るフレキシブルプリント基板は、請求項4または5に記載の印刷方法を用いて、導電性の印刷材料を基材表面に印刷することによって作製されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明では、被印刷物を載置するテーブルに、0.1〜1.0MPaのヤング率を有するクッション材が使用されているので、印刷の際には、クッション材が被印刷物の下面の凹凸に応じて変形し、被印刷物の下面の大部分がクッション材に支えられるため、被印刷物は平坦な状態に維持される。
また、クッション材層に、充填部材の押圧による局所的な変形が起こらず、被印刷物にしわやたわみが生じることがない。
したがって、被印刷物のたわみ等を原因として印刷の厚さが不均一になるのを防ぐことができる。また、印刷の形状の乱れや滲みを防ぐことができる。
さらに、クッション材が被印刷物の凹凸に応じて変形するため、被印刷物の移動が起こりにくく、位置ずれを防止できる。したがって、精度の高い印刷が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
図1および図2は、本発明の印刷装置の第1の例を示すものである。この印刷装置は、被印刷物1を載せるテーブル2と、金属製マスク3と、スキージ5とを備えている。
金属製マスク3はステンレス鋼などの金属からなり、薄板状に形成され、被印刷物1に形成される印刷に応じた形状の開口部4が形成されている。
【0009】
テーブル2は、金属、セラミックなどで構成されたテーブル本体2aと、テーブル本体2aの上面に設けられたクッション材層7とを有する。
クッション材層7は、被印刷物1の下面側の形状に応じて変形できる柔軟性を有する材料からなる。この材料としては、ゴム成分を含んだ材料、もしくは多孔質材料が好ましい。
前記ゴム成分としては、シリコーンゴム、ウレタンゴム、EPDM、NBR、フッ素ゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、ブタジエンゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴムのうち1または2以上が好適である。
多孔質材料としては、PTFE (ポリテトラフルオロエチレン) 、ポリエチレンなどからなる多孔質体が好適である。
【0010】
クッション材層7のヤング率は、0.1〜1.0MPaとされる。
このヤング率が小さすぎる場合には、クッション材層7が過度に変形しやすくなるため、被印刷物1にしわやたわみが生じやすくなり、印刷の厚さ、形状等に乱れが生じやすくなる。また、ヤング率が大きすぎる場合には、被印刷物1の形状に沿う変形が起こりにくくなるため、被印刷物1の下面側の凹凸が大きい場合には、被印刷物1の一部がクッション材から離間し、被印刷物1にたわみが生じやすくなり、印刷の厚さ、形状等の乱れを招くことになる。
ヤング率を上記範囲にすることによって、印刷の厚さ、形状、位置などを良好にすることができる。クッション材層7の厚さは、例えば1〜5mmである。
【0011】
スキージ5は、導電性材料6(印刷材料)を開口部4内に充填することにより被印刷物1表面に印刷を行う充填部材である。スキージ5の材料としては、ウレタンゴムなどが使用できる。
【0012】
次に、この印刷装置を用いて被印刷物1の表面に印刷を施す方法を説明する。
図2〜図4に示すように、被印刷物1をテーブル2のクッション材層7上に載置する。被印刷物1としては、例えば、ポリイミドなどからなる基材1bの下面側に、回路パターンを構成するCu製の導電層などの凸部1aが形成されたものを挙げることができる。
被印刷物1の表面に金属製マスク3を配置し、スキージ5を金属製マスク3に沿って移動させる。この際、スキージ5は、金属製マスク3を介して被印刷物1をテーブル2に向けて押圧しつつ金属製マスク3に沿って移動させる(図2および図3を参照)。
これによって、金属製マスク3表面の導電性材料6(印刷材料)は、開口部4内に充填され、開口部4に応じた形状の印刷8が被印刷物1の表面に形成される(図4を参照)。
スキージ5による下方への押圧力(以下、印刷圧力という)は、弱すぎれば開口部4への導電性材料6の充填が不十分となり、強すぎればスキージ5の変形や被印刷物1の損傷が起こりやすくなる。この印刷圧力は例えば0.15〜0.2MPaとすることができる。
【0013】
図2に示すように、クッション材層7のヤング率が0.1〜1.0MPaとされているので、印刷の際には、クッション材層7が被印刷物1の下面側の凸部1aに応じて変形し、被印刷物1の基材1bの下面は大部分がクッション材層7に当接する。基材1bの大部分がクッション材層7によって支えられるため、被印刷物1は平坦な状態に維持される。
また、クッション材層7のヤング率が上記範囲であるので、クッション材層7にスキージ5の押圧による局所的な変形が起こらず、被印刷物1にしわやたわみが生じることがない。
したがって、被印刷物1のたわみ等を原因として印刷8の厚さが不均一になるのを防ぐことができる。また、印刷8の形状の乱れや滲みを防ぐことができる。
さらには、クッション材層7が凸部1aに応じて変形するため、被印刷物1がテーブル2に沿って移動することがなく、位置ずれが起きることがない。したがって、精度の高い印刷が可能である。
【0014】
上記方法によれば、ポリイミドなどのプラスチック材料からなる基材に、回路パターンを構成する導電性材料を印刷することによって、フレキシブルプリント基板を作製できる。
【0015】
次に、本発明の印刷装置の第2の例を説明する。以下の説明において、図1に示す印刷装置との共通部分については同一符号を付してその説明を省略する。
図5に示す印刷装置は、被印刷物21を載せるテーブル2と、被印刷物21表面の導電性材料6(印刷材料)を開口部4内に充填するスキージ5(充填部材)とを備えている。
被印刷物21は、印刷に応じた形状の開口部4を有するマスクフィルム13を基材1b表面に形成したものである。
この印刷装置では、被印刷物21をテーブル2に載置し、スキージ5をマスクフィルム13に沿って移動させる。この際、スキージ5は、被印刷物21をテーブル2に向けて押圧しつつマスクフィルム13に沿って移動させる。これによって、マスクフィルム13表面の導電性材料6を開口部4内に充填し、被印刷物21に印刷を施すことができる。
【0016】
この印刷装置は、図1に示す第1の例の印刷装置と同様に、ヤング率が0.1〜1.0MPaとされたクッション材層7を備えているので、被印刷物21を平坦に維持することができ、印刷の厚さが不均一になるのを防ぐことができる。また、印刷の形状の乱れや滲みを防ぐことができる。
【0017】
なお、被印刷物が載置されるテーブルは、少なくとも被印刷物に当接する面が前記クッション材から構成されていればよい。図示例ではテーブル2の表層部分のみがクッション材から構成されているが、テーブル全体がクッション材から構成されていてもよい。
【実施例】
【0018】
(実施例1)
図1に示す印刷装置を用いて、フレキシブルプリント基板用の被印刷物1に、カーボンペースト(導電性材料6)からなる印刷を施した。印刷条件は次のとおりである。
被印刷物1:基材1bはポリイミド製(厚さ25μm)。凸部1aはCu製の導電層(厚さ30μm)からなる回路。この回路のL/Sは1mm/5mm。
導電性材料6:フェノール樹脂系カーボンペースト。
金属製マスク3:SUS304製。厚さ200μm。
スキージ5:ウレタンゴム製。ショア硬度70(Dスケール)(試験方法はASTMD2240:95)。
クッション材層7:ウレタンゴム製。厚さ3mm。ヤング率は0.05〜2MPa。
テーブル本体2a:ステンレス製。
印刷圧力:0.2MPa。
被印刷物1表面に対するスキージ5の角度:70度。
スキージ5の移動速度:2cm/sec。
【0019】
図6は、実施例1で使用した金属製マスク3の平面図である。この金属製マスク3は、円形の開口部4(第1開口部4a(直径1mm)、第2開口部4b(直径2mm)、および第3開口部4c(直径3mm))を有する。
図7は、実施例1で使用した被印刷物1の下面を示す平面図である。被印刷物1の下面には、幅1mmの導電層からなる回路11(凸部1a)が形成されている。回路11は、互いに平行な複数の直線状に形成され、隣り合う回路11の間隔は5mmとされている。
金属製マスク3の開口部4は、隣り合う回路11、11の間に相当する位置に配置されている。
図2〜図4に示すように、被印刷物1の表面に金属製マスク3を配置し、スキージ5を金属製マスク3上で移動させて導電性材料6(印刷材料)を開口部4内に充填することによって印刷8を形成した。この際、スキージ5は回路11に対し垂直な方向に移動させた。
形成された印刷8の最大厚さと最小厚さとの差を算出した。結果を図10に示す。
比較のため、クッション材層7を使用しないこと以外は実施例1と同様にして被印刷物1に印刷を施した。印刷の最大厚さと最小厚さとの差は20μmであった。
【0020】
図10より、ヤング率0.1〜1.0MPaのクッション材層7の使用によって、印刷の厚さを均一化できたことがわかる。
【0021】
(実施例2)
図5に示すように、フレキシブルプリント基板用の基材1bにマスクフィルム13を接着剤で貼り合わせて得られた被印刷物21に、導電ペースト(導電性材料6)からなる印刷を施した。印刷条件は次のとおりである。
被印刷物21:基材1bはポリイミド製(厚さ20μm)。凸部1aはCu製の導電層(厚さ12μm)からなる回路。この回路のL/Sは200μm/200μm。
マスクフィルム13を基材1bに貼り合わせる接着剤:エポキシ系接着剤(厚さ25μm)。
導電性材料6:エポキシ樹脂系Cuフィラー分散ペースト。
マスクフィルム13:ポリイミド製フィルム。厚さ25μm。
スキージ5:ウレタンゴム製。ショア硬度70(Dスケール)(試験方法ASTMD2240:95)。
クッション材層7:シリコーンゴム製。厚さ3mm。ヤング率は0.05〜2MPa。
テーブル本体2a:ステンレス製。
印刷圧力:0.2MPa。
被印刷物21表面に対するスキージ5の角度:75度。
スキージ5の移動速度:2cm/sec。
【0022】
図8は、実施例2で使用したマスクフィルム13の平面図である。このマスクフィルム13は、複数の円形の開口部4(直径100μm)を有する。
図9は、実施例2で使用した被印刷物21の下面を示す平面図である。被印刷物21の下面には、幅100μmの導電層からなる回路14(凸部1a)が形成されている。回路14は、互いに平行な複数の直線状に形成され、隣り合う回路14の間隔は100μmとされている。
開口部4は、隣り合う回路14、14の間に相当する位置に配置されている。
図5に示すように、被印刷物21をテーブル2に載置し、スキージ5によって導電性材料6を開口部4内に充填することによって、被印刷物21に印刷を施した。この際、スキージ5は回路14に対し垂直な方向に移動させた。
【0023】
マスクフィルム13を基材1bから剥がし、開口部4内に形成された円柱状の突起物の形状を調べ、その体積が開口部4の体積の50%以下になったものが見られた場合にはこれを不良とし、不良発生数を記録した。サンプル数は1つの条件あたり1000とした。なお、突起物の体積は、レーザ高さ変位計を用いて測定した高さに基づいて算出した。結果を図11に示す。
比較のため、クッション材層7を使用しないこと以外は実施例1と同様にして被印刷物21に印刷を施し、不良発生数を記録した。不良発生数は811であった。
【0024】
図11より、ヤング率0.1〜1.0MPaのクッション材層7の使用によって、印刷の形状が良好になったことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【0025】
本発明は、例えばフレキシブルプリント基板を作製するにあたって、導電性ペーストを基材に印刷する際などに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明の印刷装置の第1の例を示す概略構成図である。
【図2】図1に示す印刷装置を用いて印刷を施す方法を示す説明図である。
【図3】前図に続く工程図である。
【図4】前図に続く工程図である。
【図5】本発明の印刷装置の第2の例を示す概略構成図である。
【図6】実施例で使用した金属製マスクを示す平面図である。
【図7】実施例で使用した被印刷物の下面を示す平面図である。
【図8】実施例で使用したマスクフィルムを示す平面図である。
【図9】実施例で使用した被印刷物の下面を示す平面図である。
【図10】実施例の試験結果を示すグラフである。
【図11】実施例の試験結果を示すグラフである。
【図12】従来の印刷装置の一例を示す概略構成図である。
【図13】図12に示す印刷装置を用いて印刷を施す方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【0027】
1…被印刷物、2…テーブル、3…金属製マスク、4…開口部、5…スキージ(充填部材)、6…導電性材料(印刷材料)、7…クッション材層、8…印刷、13…マスクフィルム。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被印刷物を載せるテ−ブルと、被印刷物に形成される印刷に応じた形状の開口部を有する金属製マスクと、該金属製マスクを介して前記被印刷物を前記テ−ブルに向けて押圧しつつ、前記金属製マスク表面の印刷材料を前記開口部内に充填する充填部材とを備え、
前記テ−ブルは、少なくとも被印刷物が当接する面が、0.1〜1.0MPaのヤング率を有するクッション材からなることを特徴とする印刷装置。
【請求項2】
印刷に応じた形状の開口部を有するマスクフィルムを表面に形成した被印刷物を載せるテ−ブルと、前記被印刷物を前記テ−ブルに向けて押圧しつつ前記マスクフィルム表面の印刷材料を前記開口部内に充填する充填部材とを備え、
前記テ−ブルは、少なくとも被印刷物が当接する面が、0.1〜1.0MPaのヤング率を有するクッション材からなることを特徴とする印刷装置。
【請求項3】
前記クッション材は、ゴム成分を含んだ材料、もしくは多孔質材料からなることを特徴とする請求項1または2に記載の印刷装置。
【請求項4】
請求項1に記載の印刷装置を用いて印刷を行う方法であって、
前記被印刷物を前記テ−ブルに載置し、該被印刷物表面に前記金属製マスクを配置し、前記充填部材によって、前記金属製マスクを介して前記被印刷物を前記テ−ブルに向けて押圧しつつ前記金属製マスク表面の前記印刷材料を前記開口部内に充填することを特徴とする印刷方法。
【請求項5】
請求項2に記載の印刷装置を用いて印刷を行う方法であって、
前記被印刷物を前記テ−ブルに載置し、前記充填部材によって、前記被印刷物を前記テ−ブルに向けて押圧しつつ前記マスクフィルム表面の印刷材料を前記開口部内に充填することを特徴とする印刷方法。
【請求項6】
請求項4または5に記載の印刷方法を用いて、導電性の印刷材料を基材表面に印刷することによって作製されたことを特徴とするフレキシブルプリント基板。
【請求項1】
被印刷物を載せるテ−ブルと、被印刷物に形成される印刷に応じた形状の開口部を有する金属製マスクと、該金属製マスクを介して前記被印刷物を前記テ−ブルに向けて押圧しつつ、前記金属製マスク表面の印刷材料を前記開口部内に充填する充填部材とを備え、
前記テ−ブルは、少なくとも被印刷物が当接する面が、0.1〜1.0MPaのヤング率を有するクッション材からなることを特徴とする印刷装置。
【請求項2】
印刷に応じた形状の開口部を有するマスクフィルムを表面に形成した被印刷物を載せるテ−ブルと、前記被印刷物を前記テ−ブルに向けて押圧しつつ前記マスクフィルム表面の印刷材料を前記開口部内に充填する充填部材とを備え、
前記テ−ブルは、少なくとも被印刷物が当接する面が、0.1〜1.0MPaのヤング率を有するクッション材からなることを特徴とする印刷装置。
【請求項3】
前記クッション材は、ゴム成分を含んだ材料、もしくは多孔質材料からなることを特徴とする請求項1または2に記載の印刷装置。
【請求項4】
請求項1に記載の印刷装置を用いて印刷を行う方法であって、
前記被印刷物を前記テ−ブルに載置し、該被印刷物表面に前記金属製マスクを配置し、前記充填部材によって、前記金属製マスクを介して前記被印刷物を前記テ−ブルに向けて押圧しつつ前記金属製マスク表面の前記印刷材料を前記開口部内に充填することを特徴とする印刷方法。
【請求項5】
請求項2に記載の印刷装置を用いて印刷を行う方法であって、
前記被印刷物を前記テ−ブルに載置し、前記充填部材によって、前記被印刷物を前記テ−ブルに向けて押圧しつつ前記マスクフィルム表面の印刷材料を前記開口部内に充填することを特徴とする印刷方法。
【請求項6】
請求項4または5に記載の印刷方法を用いて、導電性の印刷材料を基材表面に印刷することによって作製されたことを特徴とするフレキシブルプリント基板。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【公開番号】特開2007−301791(P2007−301791A)
【公開日】平成19年11月22日(2007.11.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−131277(P2006−131277)
【出願日】平成18年5月10日(2006.5.10)
【出願人】(000005186)株式会社フジクラ (4,463)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成19年11月22日(2007.11.22)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年5月10日(2006.5.10)
【出願人】(000005186)株式会社フジクラ (4,463)
【Fターム(参考)】
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