電子業界におけるスクリーン印刷ロゴ スクリーン印刷の位置付けをほかの成膜プロセスと比較することで検討した記事。 スクリーン印刷がQCD ( Quality , Cost , Delivery ) でどのようなアドバンテージ・ディスアドバンテージを持つか概説。

電子業界におけるスクリーン印刷技術/位置付け

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スクリーン印刷の位置付け

インクジェットやコーティング+フォトリソグラフィ、薄膜+フォトリソグラフィ等と対比して、スクリーン印刷の位置付けを 記載します。 膜厚や最小線幅、精度、コスト等の観点から対比することとします。

電子業界に於いては、回路パターンや表示画素パターンを形成するために種々のプロセスが利用されます。 例えば、ダイコート、スピンコート などのコーティング、蒸着、スパッタ等の薄膜プロセス、インクジェット等です。
ここでは、似通った状況でよく検討されるこれらのプロセス技術と比較することで、スクリーン印刷の位置付けを行ってみます。
なお、コーティングや薄膜プロセスの多くは、そのままでは基板全面に成膜されパターニングとはなりません。 通常はフォトリソグラフィまたは フォトリソグラフィ+エッチングと組み合わせて利用されますので、ここでも組み合わせて比較することとします。

比較する項目は、膜厚、最小線幅、位置精度、基板の大きさおよびコスト、汎用性などとします。

膜厚

1nm10nm100nm1um10um100um1mm
スクリーン印刷<---------------------->
コーティング<---------------->
めっき<---------------->
インクジェット<---------------->
薄膜<---------->

ここでは、1回のプロセスで成膜できる膜厚を想定しています。 また、インクジェットはまだまだ未知数ですので、あくまで参考です。

線幅

1nm10nm100nm1um10um100um1mm
スクリーン印刷<-----------
コーティング<-----------------
めっき<-----------------
インクジェット<-----------------
薄膜<-----------------------------

スクリーン印刷の最小線幅は、一部では20〜30umなどと言われますが、現実的には80〜100um近辺かと思われます。
コーティング、めっき及び薄膜プロセスは、フォトリソが前提です。
インクジェットは幅広のパターンは苦手であると予想されます。

基板サイズ

100mm200mm500mm1m2m5m10m
スクリーン印刷----------------------------->
コーティング----------------------------->
めっき----------------------->
インクジェット----------------------------------->
薄膜----------------------------->

スクリーン印刷およびコーティングの大型基板対応は、ひとえにFPDへの開発投資によるものと思われます。
インクジェットは、グラフィック絵付けの分野では相当大きな面積に描画できるようです。 電子機器分野では未知数です。
薄膜は、線幅精度を落とせば2m□程度まで成膜されますが、LSIクラスの線幅精度では300mmφがMaxとなります。

寸法精度(±)

1ppm2ppm5ppm10ppm20ppm50ppm100ppm
スクリーン印刷<-----------
コーティング<-----------------
めっき<-----------
インクジェット<-----------
薄膜<-----------------------------------------

薄膜は、LSIクラスを前提としてます。 1m□以上の大型基板の場合には±10ppm程度かと思われます。

コスト

装置コスト治具類コスト加工単価
低------高低------高低------高
スクリーン印刷■■■
コーティング■■■■■■■
めっき■■■■■■■
インクジェット■■
薄膜■■■■■■■■■

コーティング、めっき、薄膜の装置コストは、各装置のほか露光、現像、エッチング装置を含みます。
スクリーン印刷では、装置コストと加工コストは低いものの、製版が必要ですので治具類コストがやや割高になります。

汎用性、タクト等

材料の選択肢タクトメンテ性
少------多早------遅易------難
スクリーン印刷■■■■■■■
コーティング■■■■■■■
めっき■■■■■■■■■
インクジェット■■
薄膜■■■■■■■■■■

コーティング、めっき、薄膜の各評価は、フォトリソプロセスまで含みます。
スクリーン印刷では、樹脂、金属、ガラス・セラミックス等幅広い材料を選択することができます(但し混練物)。

※ スクリーン印刷自体もエッチングやサンドブラスト等と組み合わされてフォトリソに近いプロセスとなる場合もあります。


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