JP6999160B2 - スクリーン製版の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、環状のスクリーン製版を用いたロータリースクリーン印刷装置及び該スクリーン製版の製造方法に関し、特に、電子機器に用いられる配線ケーブルなどの製造に適した環状スクリーン製版を用いたロータリースクリーン印刷装置及び該スクリーン製版の製造方法に関する。

比較的厚い皮膜を印刷できるスクリーン印刷に導電性インクを用いることで電子機器の配線基板を与える方法が知られている。また、各種ペーストを用いてディスプレイなどの電子部品のパターンニングをスクリーン印刷で与える方法も提案されている。かかるスクリーン印刷を用いた方法は、リソグラフィ法と比べて精度には劣るものの、工程を簡便にできて生産性に優れるとされている。

例えば、特許文献１では、メッシュからなる平板スクリーン製版の上に乳剤でパターンを与え、該メッシュにスキージを用いてペーストを供給しパターンニングするスクリーン印刷による電子部品の製造方法を開示している。ここでは、電子部品の所定パターンに対応させてパターンニングされた乳剤を変形しないようにその硬さを調整し、乳剤のパターンをそのままペーストからなるパターンとして基板上に高精度に転写させることができるとしている。

ところで、平板状のスクリーン製版を用いる従来のスクリーン印刷装置では、配線ケーブルの配線長が製版サイズに制限されてしまう。一方、環状のスクリーン製版を用いたロータリースクリーン印刷装置によれば、原理上、無限に長い配線が形成でき得る。

例えば、特許文献２では、二次電池を製造するためのスクリーン印刷装置として、ステンレス製のシームレス環状ロールに対してエッチング加工やレーザー加工によって貫通孔を形成したスクリーン鋼製版を用いたロータリースクリーン印刷装置を開示している。従来の枚葉式のスクリーン製版を単にロール状に接続加工とすると、繋ぎ目が発生してしまって集電体に対して連続的に電極合剤ペーストを塗工できないことを述べた上で、上記した加工法による環状スクリーン製版を提案している。

特開２００６－３３５０１３号公報 特開２０１５－５３２０３号公報

環状ロールに対しエッチング加工やレーザー加工によって多数の貫通孔を加工して環状スクリーン製版を製造することは非常に手間がかかるとともにコスト高となる。特に、大なる径の環状スクリーン製版を得ようとするとこの問題は顕在化する。

さらに、ペーストを塗工(ベタ塗り)するだけでなく、配線形成のためのペーストのパターンニングのためには、ペーストを溜めてパターン形状に整えるための溝(バンク)構造を環状ロールの表面に形成することも必要となり得る。

本発明は、かかる状況に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、電子機器に用いられる配線ケーブルなどの長手の配線基板の製造に適した環状スクリーン製版を用いたロータリースクリーン印刷装置及び該スクリーン製版の製造方法を提供することにある。

本発明によるロータリースクリーン印刷装置は、環状のスクリーン製版を用いたロータリースクリーン印刷装置であって、前記スクリーン製版はインクを導く複数の貫通孔を形成された短冊状シート体の長手方向両端部を接続部として接続されて環状ドラムに形成されており、前記接続部上にインクを導くための孔加工が前記接続部に与えられていることを特徴とする。

かかる発明によれば、環状のスクリーン製版を周方向に連続的且つ均一にするから長手の配線等をかすれやずれなどを生じさせること無く均一にできて、長手の配線基板の製造に適するのである。

上記した発明において、前記スクリーン製版は周方向に伸びるストライプ溝を与えるように前記環状ドラムの上にマスクシートを与えられており、前記マスクシートの間の前記ストライプ溝の底部に沿って周回するように前記貫通孔が設けられていることを特徴としてもよい。かかる発明によれば、ストライプ溝にペーストを均一に保持できて長手の配線基板の製造に適するのである。

上記した発明において、前記接続部は溶接加工によって与えられていることを特徴としてもよい。かかる発明によれば、製造コストを減じつつも長手の配線等をかすれやずれなどを生じさせること無く均一にできて、長手の配線基板の製造に適するのである。

更に、本発明によるスクリーン製版の製造方法は、ロータリースクリーン印刷装置の環状のスクリーン製版の製造方法であって、インクを導く複数の貫通孔を形成された短冊状シート体の長手方向両端部を接続部として接続して環状ドラムに形成するドラム形成ステップと、前記接続部上にインクを導くための孔加工を前記接続部に与える追加工ステップと、前記環状ドラムの上に複数の短冊状マスクシートを互いに平行に与えて周方向に伸びるストライプ溝を形成する溝形成ステップと、を含み、前記短冊状マスクシートの間の前記ストライプ溝の底部に沿って周回するように前記貫通孔を与えることを特徴とする。

かかる発明によれば、環状のスクリーン製版を周方向に連続的且つ均一にするから長手の配線等をかすれやずれなどを生じさせること無く均一にできて、長手の配線基板の製造に適するスクリーン製版装置を与え得るのである。

上記した発明において、前記溝形成ステップは、前記短冊状マスクシートを前記環状ドラムの上に貼付して与えることを特徴としてもよい。又は、前記溝形成ステップは、前記環状ドラムの周面を覆うように与えられたマスクシート原盤をエッチングして、前記短冊状シート体を与えることを特徴としてもよい。かかる発明によれば、製造コストを減じつつも長手の配線等をかすれやずれなどを生じさせること無く均一にできて、長手の配線基板の製造に適するスクリーン製版装置を与え得るのである。

上記した発明において、前記ドラム形成ステップは、溶接加工によって前記接続部を与えることを特徴としてもよい。かかる発明によれば、製造コストを減じつつも長手の配線等をかすれやずれなどを生じさせること無く均一にできる環状のスクリーン製版を得ることができて、長手の配線基板の製造に適するスクリーン製版装置を与え得るのである。

本発明の実施例による環状スクリーン製版の製造方法の一部を示す斜視図である。 本発明の実施例による環状スクリーン製版の製造方法の一部を示す接続部Ｄの拡大図である。 本発明の実施例による環状スクリーン製版の製造方法の一部を示す側面図である。 本発明の実施例による環状スクリーン製版の製造方法の一部を示す斜視図である。 製造された環状スクリーン製版の拡大斜視図（一部断面図）である。 本発明の他の実施例による環状スクリーン製版の製造方法の一部を示す斜視図である。

以下、本発明の１つの実施例であるロータリースクリーン印刷装置に用いられる環状スクリーン製版の製造方法について、図に沿ってその詳細を説明する。

図１に示すように、環状スクリーン製版の製造には、まず、短冊状のシート体８にスクリーン印刷においてインクを導くための貫通孔２を形成しておき、これを環状ドラム１０に形成する（ドラム形成ステップ）。

シート体８は、スクリーン製版として用いられるため、例えば、厚さ１０～５０μｍのニッケル合金やステンレス鋼からなる金属板に、内径を２０μｍとする貫通孔２を設けたものとすることができる。このような貫通孔２の形成されたシート体８は、金属板への化学エッチングや電気鋳造によって形成することができる。シート体８は、その長手方向に湾曲され両端部を突き合わせて溶接加工されて環状ドラム１０に形成される。均一な接合を行うため、溶接による熱影響を受けやすい接続面近傍を含む接続部Ｄを避けて貫通孔２が形成されている。接続部Ｄとしては、例えば、接続面から約１０ｍｍの距離、すなわち接続面の両側に亘る幅約２０ｍｍとされる。なお、環状ドラム１０に形成するための溶接には、レーザー溶接や電子ビーム溶接などを用いることが好ましい。

続いて、図２に示すように、接続部Ｄにインクを導くための貫通孔２を追加工する（追加工ステップ）。

溶接後の環状ドラム１０は、上記したように接続部Ｄを避けて貫通孔２が形成されている（図２（ａ）参照）。そこで、接続部Ｄに孔加工して貫通孔２を形成する（図２（ｂ）参照）。かかる孔加工には、例えば、レーザー加工機を用いることができる。このように、接続部Ｄにも他の部分と同様に貫通孔２を形成することで、接続部Ｄ上にもインクを導くことができる。

続いて、図３乃至図５に示すように、環状ドラム１０の上にマスクシート１２を取り付け、周方向に伸びるストライプ溝２２を形成する（溝形成ステップ）。

詳細には、図３に示すように、環状ドラム１０の外周にマスクシート１２の原盤を貼り付ける。これには、まず、環状ドラム１０の内側に、環状ドラム１０の内径にほぼ一致する外形を有するパイプを変形防止のために挿入しておき、環状ドラム１０の外周面に沿ってマスクシート１２の原盤である金属板を巻き付けるようにして接着剤等で貼り付け、環状ドラム１０の外周の全面を覆うのである。マスクシート１２の厚さは、例えば、５０～１５０μｍとし得る。特に図３（ｂ）に示すように、マスクシート１２の端部は継ぎ目となるが、溶接したり接着剤で埋めたりしてかかる継ぎ目に隙間を生じないようにされる。

図４（ａ）に示すように、変形防止のパイプを抜き取った上で、環状ドラム１０の外周に貼り付けられたマスクシート１２の原盤の表面および端面、ならびに環状ドラム１０の内表面および端面の全てにポジ型レジスト液を塗布し乾燥させて、レジスト膜１４を形成させる。

図４（ｂ）に示すように、マスクシート１２の原盤において溝加工の必要とされる位置に対応するレジスト膜１４の表面の部分に光照射し、これを現像処理して光照射された除去部分２１のレジスト膜１４を除去する。

さらに、図４（ｃ）に示すように、マスクシート１２を化学エッチング液に浸して、除去部分２１に対応する部分のみをエッチングして、周方向に伸びるストライプ溝２２を形成させる。このとき、マスクシート１２と環状ドラム１０との間には接着剤の薄い層があり、エッチングの速度が遅くなる。そこで、これを利用してエッチングの時間を調整するなどして、環状ドラム１０までエッチングされないようにするとよい。エッチング後には、アルカリ性の剥離液に浸して、残ったレジスト膜１４を除去する。

これによって、図５に示すように、ストライプ溝２２の形成されたマスクシート１２を表面に備える環状ドラム１０を得た。また、貫通孔２は、環状ドラム１０の接続部Ｄにも形成されており、接続部Ｄを含めて連続してストライプ溝２２の底部に沿って周回するように均一に形成されている。つまり、このような環状ドラム１０を、ロータリースクリーン印刷装置に用いられる環状スクリーン製版とすることができる。

特に、環状ドラム１０による環状スクリーン製版は、接続部Ｄを有するものの貫通孔２を周方向に連続的且つ均一に配置することができる。これによって、長手の配線等をかすれやずれなどを生じさせること無く均一に印刷できて、長手の配線基板の製造に適するのである。また、ストライプ溝２２の底部に沿って周回するように均一に貫通孔２を形成しているから、ストライプ溝２２にペーストを均一に保持できて、長手の配線基板の製造に適する。さらに、接続部Ｄ以外については平板で貫通孔２を形成させるので、環状ロールの全周に貫通孔を加工するのに比べて低コストとでき、大なる径の環状スクリーン製版であっても比較的安価に製造できる。

なお、図６に示すように、上記した溝形成ステップは、エッチングによらず短冊状のマスクシート１２ａの貼り付けによってもよい。すなわち、環状ドラム１０の外周に複数のマスクシート１２ａを互いに間隔を開けて貼り付け、ストライプ溝２２を形成するように互いに平行に配置させるのである。これによっても上記と同様の環状スクリーン製版を得ることができる。

実際のパターン形成時には、環状スクリーン製版の内側に、導電性ペーストを入れるとともにスキージを配置し、水平に設置されたシート上に配置する。スキージによって荷重を加えて環状スクリーン製版をシートに加圧接触させながら、環状スクリーン製版を回転させつつ水平に移動させる、あるいは環状スクリーン製版を回転させつつシートを水平に移動させることで、導電性ペーストの印刷を行うことができる。

なお、ここでは、シートを配線基板の基材として用いているが、さらにシートを他の基材に転写するための転写体として用いることで、スクリーンオフセット印刷の製版としても利用することができる。

以上、本発明による実施例及びこれに基づく変形例を説明したが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではなく、当業者であれば、本発明の主旨又は添付した特許請求の範囲を逸脱することなく、様々な代替実施例及び改変例を見出すことができるであろう。

２ 貫通孔
１０ 環状ドラム
１２ マスクシート
２２ ストライプ溝
Ｄ 接続部

Claims (4)

1. ロータリースクリーン印刷装置の環状のスクリーン製版の製造方法であって、
   インクを導く複数の貫通孔を形成された短冊状シート体の長手方向両端部を接続部として接続して環状ドラムに形成するドラム形成ステップと、
   前記接続部上にインクを導くための孔加工を前記接続部に与える追加工ステップと、
   前記環状ドラムの上に複数の短冊状マスクシートを互いに平行に与えて周方向に伸びるストライプ溝を形成する溝形成ステップと、を含み、
   前記短冊状マスクシートの間の前記ストライプ溝の底部に沿って周回するように前記貫通孔を与えることを特徴とするスクリーン製版の製造方法。
2. 前記溝形成ステップは、前記短冊状マスクシートを前記環状ドラムの上に貼付して与えることを特徴とする請求項１記載のスクリーン製版の製造方法。
3. 前記溝形成ステップは、前記環状ドラムの周面を覆うように与えられたマスクシート原盤をエッチングして、前記短冊状シート体を与えることを特徴とする請求項２記載のスクリーン製版の製造方法。
4. 前記ドラム形成ステップは、溶接加工によって前記接続部を与えることを特徴とする請求項１乃至３のうちの１つに記載のスクリーン製版の製造方法。

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