スクリーン印刷 書籍
1664
 
 
 

◎ 材料、製版、印刷機の三位一体で超精密印刷・トラブル対策!
      本書ではあらゆる条件出しの考え方・コツにとことん迫ります!

◎ 過去のスクリーン印刷のセミナー参加者は、ペーストへの理解の浅い方が多かった...
      バインダー、添加剤の配合がチクソ性に及ぼす影響とその制御法を徹底的に解説!!

高アスペクト比、超細線、狭ピッチ化に向けた

スクリーン印刷
ペースト設計と印刷条件最適化
発 刊 2012年3月末   体 裁 B5判 268頁(上製本)   定 価 80,000(税抜)
※書籍絶版 オンデマンド版 30,000円(税抜)   (上製本ではありません)

■ 本書のポイント

◆ ペーストの設計、粘度調整

粒子の粒形・形状制御
  ・粒子径とペースト粘度の関係
  ・ナノ粒子化による導電性向上

分散剤・チクソ剤の処方設計
  ・ナノ粒子の均一分散
  ・消泡剤・脱泡剤配合のコツ

バインダーの選定と使い方
  ・注目のアクリルバインダー
  ・バインダーの凝集対策

       ↓↓↓

チクソ性制御
・3本ロールミルを使った分散・調整、ミキサーを利用した攪拌・脱泡技術
・混練法がペーストの粘度、チクソ性の変化に及ぼす影響



◆ スクリーン製版のノウハウ

印刷精度、再現性の高い版の作製
  ・メッシュの選択、張り方・テンション制御
  ・感光性乳剤の選択と塗布厚の決定法
  ・凹凸に追従する立体的な感光材構造の形成

版の耐摩耗性、耐久性向上
  ・高いペースト透過性の確保
  ・枠のたわみ、テンションの経時変化
  ・孔部壁面の平滑性確保


◆ 印刷条件の設定

スキージの選定と走行条件設定
  ・材質、硬度、耐摩耗性、耐溶剤性と選定基準
  ・アタック角度、速さ、印圧の設定法

精度管理のポイント
  ・初期印刷条件の出し方
  ・製版枠の温度
  ・印刷装置のアライメント設計
  ・高速版離れ性の確保

       ↓↓↓

最新応用事例、トラブル対策
   ・超微細配線、高アスペクト比配線
  ・コスト対応、量産化対応
  ・位置ずれ
  ・印刷ラインエッジのにじみ
  ・塗布厚、線幅のばらつき
  ・マスクの目詰まり、傷つき

■ 執筆者【敬称略】
福田金属箔粉工業(株) 吉武正義 (独)物質・材料研究機構 川本直幸
(株)アントンパール・ジャパン 宮本圭介 ニューロング精密工業(株) 浅野靖文
プライミクス(株) 高橋稔 (株)ムラカミ 増利賢治
オーツケミカル(株) 合田研吾 3DPowers,inc.(株) 村野俊次
オーツケミカル(株) 小籏拓紀 パナソニックファクトリーソリューションズ(株) 大武裕治
(株)NBCメッシュテック 佐野裕樹 (地独)大阪市立工業研究所 中許昌美
三菱製紙(株) 志野成樹 楠本化成(株) 長沼桂
(株)ビックケミー・ジャパン 若原章博 バンドー化学(株)  畑克彦
東レエンジニアリング(株)  小国隆志 FIA 福山紅陽
東海商事(株)  小林大介 ミタニマイクロニクス九州(株) 北島智之
(株)ノリタケカンパニーリミテド 新木健 シンキー(株) 高塚隆之
大阪大学 菅沼克昭    
■ 目 次 

◆ 第1章 ペースト設計・調整

□ 第1節 バインダーの選定とその使い方

1.スクリーン印刷用ペーストの概念
 1.1 ペーストに類似する材料について
 1.2 バインダの必要性; スクリーン印刷でペーストを使う理由
 1.3 液体印刷とペースト印刷の比較
2.ペースト設計法
 2.1 ペーストの基本的な考え方
 2.2 ペーストの粘度発現原理
 2.3 セルロースの水素結合
 2.4 TI値からチキソ指数グラフを書く方法
3.実際のペーストの設計例
 3.1 材料含有率とペースト粘度とチキソ性
 3.2 材料含有比率とペーストの粘度特性
 3.3 ペーストの粘度、チキソ指数と膜厚
 3.4 Ni含有率によるペースト粘度とチキソ性の変化
 3.5 Ni粒子径によるペースト粘度とチキソ性の変化
 3.6 バインダ含有量によるペースト粘度とチキソ性の変化
 3.7 分散剤含有率・分子量によるペースト粘度とチキソ性の変化
 3.8 バインダ材料と混合量によるチキソ指数の変化
 3.9 チキソトロピー性付与剤の混合によるチキソ指数の変化
 3.10 比表面積とチキソ性
4.アクリルペースト関連特許
5.バインダの重要性
 5.1 バインダによる凝集防止;リチウム電池正極ペースト
 5.2 ナノ炭素材料を均一に分散したペースト
6.ペースト混練法の重要性
 6.1 混練法によるペースト粘度とチキソ性の変化
 6.2 ペースト製造;混練の重要性その1
 6.3 ペースト製造;混連の重要性その2
7.ペーストの設計まとめ

□ 第2節 添加剤を用いたペーストの粘性制御

1.流動現象と欠陥現象
2.粘性を制御する添加剤
 2.1 チクソトロピック剤
 2.2 分散剤
3.添加剤の効果
 3.1 チクソトロピック剤の効果
 3.2 分散剤の効果

□ 第3節 フィラーの分散技術と高密度充填したペーストの分散・調整技術

1.3本ロールミルの主な用途・使用例
2.3本ロールミルの構造
3.3本ロールミルの分散原理
4.セラミックロールミルの特長(メタルロールとの比較)
 4.1 外力に対する寸法安定性
 4.2 熱に対する寸法安定性
 4.3 硬度
 4.4 比重,その他
5.ビーズミルとの比較

□ 第4節 ペースト攪拌の条件設定と粘度の調整

1.ペースト作成法
 1.1 攪拌方式
 1.2 固練り方式
 1.3 連続方式

□ 第5節 ペーストの消泡性付与

1.ペーストの粘性
 1.1 粘性に影響を与える要因
 1.2 粒子分散
 1.3 レオロジーコントロール
2.消泡剤・脱泡剤
 2.1 消泡効果発現機構
 2.2 シリコン系消泡剤
 2.3 アクリル系及びその他のポリマー系消泡剤
 2.4 消泡剤の添加方法
3.各種添加剤と泡

□ 第6節 銀・銅ナノ粒子の粒径・形状の制御

1.銀粒子
 1.1 ポリマー型ペースト用銀粒子
 1.2 焼成型ペースト用銀粒子
2.銅粒子
 2.1 ポリマー型ペースト用銅粒子
 2.2 焼成型ペースト用銅粒子
3.金属ナノ粒子
4.銀ナノ粒子
 4.1 粒径・形状の制御技術
5.銅ナノ粒子
 5.1 粒径・形状の制御技術
 5.2 焼成膜の形成技術

□ 第7節 ナノペースト化による導電性向上技術

1.ナノ粒子の合成と性質およびペーストの調合
2.Auナノ粒子ペーストによる配線形成
3.Agナノ粒子ペーストによる配線形成
4.合金ナノ粒子ペーストによる配線形成と耐マイグレーション特性
5.Cuナノ粒子による配線形成
6.ITOナノ粒子ペーストによる透明電極形成
7.金属ナノ粒子による低温接合プロセス

□ 第8節 焼成不要な銀ナノペーストの設計とその低抵抗化

1.銀ナノ粒子と印刷専用基材
 1.1 銀ナノ粒子とインク及びペースト
 1.2 印刷専用基材
 1.3 印刷専用基材上への印刷
 1.4 印刷専用基材上形成された導電性パターンの物理的な特性
 1.5 印刷専用基材上への部品実装
 1.6 印刷専用基材を用いたアプリケーション
2.銀ナノ粒子と湿式処理
 2.1 湿式処理とは
 2.2 湿式処理を前提としたパターン形成方法
 2.3 湿式処理を用いたアプリケーション

□ 第9節 ペーストの低温焼成技術

1.金属ナノ粒子の低温焼成化技術
 1.1 残存有機物の影響
 1.2 粒子径の影響
 1.3 分散剤の影響
 1.4 室温での焼結
2.金属ナノ粒子FlowMetalの特徴
 2.1 FlowMetalのラインナップ
 2.2 接合用途FlowMetal

□ 第10節 常温焼結型銀ナノペーストの設計と特性評価

1.導電インク技術
2.銀塩による配線形成の低温化
3.ナノ粒子インクによる常温配線
4.フレキシブル配線

□ 第11節 ペースト材料の均一攪拌と脱泡技術

1.自転・公転式ミキサーの利用分野
2.自転・公転式ミキサーの攪拌・脱泡原理
3.操作方法
4.UVインキの分散事例
5.金属ペーストの分散事例
6.ナノ材料の分散事例
7.自転・公転式湿式粉砕機の粉砕原理ならびに特長
8.自転・公転式湿式粉砕機での粉砕事例

□ 第12節 レオメーターによる粘度評価

1.レオロジー(粘弾性)とは
2.レオロジー測定(粘弾性測定)とは
3.レオメーター(レオロジー特性評価機、粘弾性測定装置)
4.レオロジー測定の概要
 4.1 基本概念
 4.2 回転測定と振動測定
  4.2.1 回転測定による粘度特性の評価
  4.2.2 振動測定による分散度の評価
5.応用例
 5.1 レオロジー測定と光学測定との同時評価による分散度の評価

 

◆ 第2章 製版・メッシュの選定と使用法

□ 第1節 枠の剛性と製版・印刷精度

1.枠の素材について
2.枠の種類
3.枠の管理
4.枠の断面2次モーメント
5.枠のたわみ
6.枠の断面2次モーメントがスクリーン印刷に与える影響
 6.1 テンション経時変化
 6.2 製版精度
 6.3 印刷精度

□ 第2節 スクリーンメッシュのペースト透過メカニズムと印刷寸法精度の向上

1.スクリーンメッシュのペースト透過性のメカニズム
 1.1 スクリーンマスクとメタルマスクのペーストの透過性の違い
 1.2 スクリーンマスクのパターン開口について
 1.3 パターンの形成部であるメッシュと感光性乳剤の関係
 1.4 ペースト透過性におけるスクリーンメッシュの役割
 1.5 ペースト透過性が向上するスクリーンメッシュとは
2.スクリーン印刷の印刷寸法精度の向上とは
 2.1 高強度のスクリーンメッシュと印刷寸法精度
 2.2 印刷のメカニズムからみた印刷寸法精度
 2.3 薄膜技術を応用したスクリーンマスクの可能性

□ 第3節 高精度・高精細スクリーン版の製造と印刷再現性向上のポイント

1.スクリーン製版の製造工程
 1.1 高精度・高精細スクリーン版について
 1.2 露光機について
  ・露光時の密着方法
  ・平行光による露光
  ・感光乳剤接着性の向上
  ・ペースト透過性の向上
 1.3 製版仕様のオプション化とその効果 
2.スクリーンメッシュ 
 2.1 ブラック・スクリーン
 2.2 ウルトラ・カレンダー加工
 2.3 ブラスト加工
 2.4 スーパー・ハイ・コンビ
 2.5 PE紗張り法
 2.6 RT(Roller Treatment)
 2.7 タフレックス感光乳剤
 2.8 滲み防止剤SPH
 2.9 U表面加工
3.スクリーン印刷用感光材の組成
4.直間法フィルム
5.高解像性感光乳剤
 5.1 バインダーポリマー
 5.2 感光基
 5.3 充填剤
6.版による線幅変化/不良の低減と印刷再現性向上
7.各技術的課題の考察
 7.1 寸法精度(位置ズレ)
 7.2 滲み
  ・インク/ペーストの粘性が低い
  ・固形分が低い・粒径が小さい
  ・インクの出易い版仕様
  ・スキージ速度が不適
  ・スキージ角度
  ・スキージ硬度
  ・版離れが悪い
  ・被印刷体の濡れ性が悪い
 7.3 カスレ(版内バラツキについて)
 7.4 版が壊れるメカニズムと耐摩耗性向上のポイント

 

◆ 第3章 スキージの選定と使用法

□ 第1節 スキージの選定法と印圧の加え方

1.スクリーン印刷用スキージの材質
2.印圧と膜厚の関係
3.スキージ形状と膜厚
 3.1 平スキージ
 3.2 角スキージ
 3.3 剣スキージ
 3.4 Cカットスキージ
 3.5 スキージ形状と膜厚に付いて
4.印圧の加え方とスキージ
 4.1 ダウンストップ
 4.2 エアーバランス

□ 第2節 スキージの耐溶剤性、耐磨耗性向上

1.ポリウレタンゴム
2.スキージの耐溶剤性
 2.1 スキージ材料の選定
 2.2 ポリウレタンゴムの耐溶剤性評価方法
3.スキージの耐摩耗性
 3.1 スキージ材料の選定
 3.2 新しい超耐摩耗性ポリウレタンゴムスキージ
 3.3 ポリウレタンゴムの耐摩耗性の評価方法 

 

◆ 第4章 印刷条件の設定・調整とトラブル対策

□ 第1節 印刷にあたっての準備

1.印刷準備(使用する材料・冶具の確認)
2.装置始動点検 
3.印刷準備手順―1 スキージとワーク(被印刷物)セット
4.印刷準備手順―2 ドクター・スクリーン製版のセット
5.初期印刷条件の設定と印刷条件出し

□ 第2節 印刷精度の向上

1.スクリーン印刷における精度管理要件
 1.1 製版枠の温度
 1.2 印刷精度は歪み・寸法値・経時変化を確認・検証
2.高精度印刷のための管理要件
 2.1 製版に与えるストレスをできるだけ小さいできる条件設定を行うこと
 2.2 印刷装置のアライメント設計と管理
 2.3 その他高精度印刷のための留意事項

□ 第3節 塗布厚のばらつきの低減

1.塗布厚のばらつきの調査
 1.1 スクリーン印刷における塗布量の算出方法
 1.2 .塗布厚のばらつきの調査方法
2.印刷条件に起因するばらつきと対策 (事例研究 PCBレジストインキを使用したベタ印刷)
3.ペーストの特性に起因するばらつきと対策 (事例研究 結晶Si系太陽電池の表電極印刷)

□ 第4節 高アスペクト比配線の印刷精度向上

1.液状樹脂について
2.真空印刷の原理
3.アスペクト比とヴィア充填性
4.位置精度
5.真空印刷の他の応用例
 5.1 溝埋め
 5.2 光学用途

□ 第5節 微細回路形成におけるスクリーン印刷技術

1. 微細パターンの印刷形成方法
2.解決すべき技術的な課題
3.ペースト充填プロセスの開発
4.版離れプロセスの開発
5.更なる高アスペクト印刷に向けて

 

◆ 第5章 ペーストの評価

□ 第1節 ペーストの導電性評価

1.電子顕微鏡法によるペーストの微視的評価
 1.1 フィラーの充填率と微細構造の関係の調査
 1.2 先端電子顕微鏡法によるペースト内の局所導電性評価
 1.3 導電性Agペースト内の微細構造・導電性・電位分布の同時評価
  ・電子線による帯電を低減したTEM試料の作製法
  ・電流印加前後の微細構造・導電性・電場の直接観察

□ 第2節 ペーストのぬれ性評価

1.ぬれと接触角
2.表面張力
  2.1 表面張力
  2.2 固体の表面張力
  2.3 界面張力
3.接触角と表面張力との関係
4.ぬれの評価技術
 4.1 接触角の評価方法
  ・静的接触角と動的接触角
  ・接触角算出の基本的な考え方
 4.2 表面張力の評価方法
  ・静的表面張力と動的表面張力
  ・液体の表面張力測定法 ・固体の表面張力測定法

 

スクリーン印刷 ペースト