電子業界におけるスクリーン印刷ロゴ スクリーン印刷とはどのようなプロセスであるかの概要・原理について、一部アニメーションを利用して入門者向けに解説。 プロセスのイメージ、スキージ、製版、インク等の資材および電子業界における用途についても概説。

電子業界におけるスクリーン印刷技術/概要原理

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スクリーン印刷の概要・原理 ( 入門者向け )

はじめに、スクリーン印刷技術の概要・原理を記載します。

ここでは、印刷技術の1つであるスクリーン印刷技術について、特に電子機器分野で利用されている スクリーン印刷技術について取り扱っていきたいと思います。

スクリーン印刷では、インクを転写したい部分のみ穴が開口した印刷製版を使用します。
印刷製版上からスキージを摺動させて、インクを開口部に充填・開口部からインクを吐出させて基板に転写します。

スクリーン印刷のイメージ図孔の開いた部分からインクが転写されますので、孔版印刷であると言えます。


右の絵をクリックすると、アニメーションgif ( 4KB ) が別ウィンドウで表示されます。



スキージは、耐溶剤性のあるウレタンゴムが多く利用され、ゴム硬度で60°〜90°程度、形状についても多くの種類があります。

インクは、ペースト状で流動性のある状態であれば大抵のものが利用できます。ポスターなどの画像を形成するのであれば各種色材 を含有していますが、電子機器の分野では、導電性のものや誘電体・磁性体から発光体など様々に開発されています。

ペーストインクの拡大模式図 インクは、ペースト状であれば大抵のものはスクリーン印刷を行うことができます。 従って、インクに含有される各成分は 比較的自由に設計でき、各用途に応じて選択できます。


この点が広く利用される理由の1つかと思います。

スクリーン印刷における製版は、一般的にはシルク、メッシュなどと呼称される織物が利用されます。
利用時には製版枠と呼称される金属枠体に、テンションを掛けた状態で固着して使用します。


メッシュスクリーンは、そのままではザルと同様ですのでインクがもれてしまいます。
従って、インクを塗布したくない部分には乳剤でマスキングをしてインクが漏れないようにします。
通常は露光・現像の写真製版を利用します。


製版のマスキング部分は、金属プレートを用いたメタルマスクなどもありますがこれを印刷用スクリーンと呼称することに ついては、あまり一般的ではありません。
メタルマスクの呼称は、国内ではそのままメタルマスク、海外ではステンシルと呼称されることが多いようです。

被印刷物は、古くは紙や布地からガラス基板、Siウエハまで種々のものが利用できます。
多くはシート状・板状ですが、缶などの円筒・円柱状でも利用できます。
これもスクリーン印刷が広く利用される理由でしょう。

印刷装置は、産業上は当然装置を利用しますが 個人で使用する場合など精度が必要でなければ手刷りを行って、初めての人 でも印刷することはできます。
電子機器用途など極限の精度が必要な場合には、印刷装置の制御系や印刷資材の厳密な管理、各社各様のテクニックを駆使することになります。
私の知る限りもっとも精度の高い分野は、PDP(Plasma Display Panel)に代表されるFPD(Flat Panel Display)の分野です。
2000mm□を超える大型基板に、寸法精度±数十μmというのが現状でしょうか。

意見

スクリーン印刷は、印刷するだけであればだれでも手軽に行うことができるという利点があります。
他方、精度の要求される印刷には高額な装置や多くのノウハウを必要とします。

しかしながら、スクリーン印刷をめぐる理論的な整備はほとんど行われておらず、いきおい職人的・独善的な解釈が通って しまったりするようです。


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