『スクリーン印刷導入に向けての基礎知識と各種トラブル対策』
（2010年03月03日）
Tweet【プログラム】
1.まえおき
・スクリーン印刷の位置づけ
・他の成膜方式概要;インクジェット、レーザー転写、凸版除去印刷、スプレー等
2.スクリーン印刷基本編
・スクリーン印刷にペーストが使われる理由
・スクリーン/メタルマスク/印刷機の基本構成
・オンコンタクト印刷とオフコンタクト印刷の違い
・ペーストのチキソ性とは?印刷にチキソ性が必要な理由
3.充填編
●充填時に発生するトラブルのメカニズムの解明と対策
～にじみ、かすれ、凹凸、版通過不良、欠け、パターン非対称、膜厚過不足、気泡～
3.1 充填メカニズム
・図解、充填はどのように行われるのか?/ローリングとは?
・充填メカニズムを連続写真により知る
3.2 スキージ編
・印刷パターンがしりすぼみ形状となる理由は?
・先端変形スキージの利点と問題点/加圧充填スキージの利点と問題点
・各種スキージ/スキージアイデア/特殊充填スキージ
・スキージ摩耗/膨潤の対策/ビアホール印刷アイデア
4.印圧編
●印圧/充填時に発生するトラブルのメカニズムの解明と対策
～にじみ、かすれ、凹凸、版通過不良、欠け、パターン非対称、膜厚過不足、気泡～
4.1 印圧と充填量
・印圧によってペースト充填量が変動する理由/印圧に対する充填量の変化
4.2 部分的な印圧ばらつきの問題点について
・スクリーン反力がペースト充填に与える影響
・基板反力がペースト充填に与える影響
・スキージのたわみをコントロールして印刷本質を向上させる
4.3 現状の印圧印可構造
・シリンダ、ばね、モータによる印圧印可法
・印圧変動を抑えることに関するアイデア、特許
5.版離れ編
●版離れ時に発生するトラブルのメカニズムの解明と対策
～かすれ、凹凸、版通過不良、欠け、パターン非対称、膜厚過不足～
5.1 スクリーンの微妙な変形が印刷品質に与える
・スクリーンの微妙な変形をコントロールして高密度印刷本質を向上させる
・30μm複雑配線パターン印刷時に発生した問題点と対策法
・スクリーンメッシュと印刷品質にどのように影響を与えるか?
・スクリーンテンションが版離れにどのように影響を与えるか?
・版離れのメカニズム/版離れが充填にどのように影響を与えるか?
5.2 スクリーンの微妙な変形を抑える方法
・コンビネーションスクリーンの構造/製造法
・最近のコンビネーションスクリーンアイデア
5.3 これまでの版離れとは異なる新しい版離れ方法
・加圧版離れ/引き上げ版離れ/押し上げ版離れ法の利点と問題点
・大型基板スクリーンの問題点について
・充填性向上スクリーン実用化状況
6.スクリーン/メタルマスク製造法編
・メッシュスクリーン製造法/紗張り法/テンション変化
・ペースト充填性向上スクリーン/高密度スクリーン実用化状況
・メタルマスク製造法
7.乾燥編
・ペースト乾燥メカニズム/乾燥の基本原理/乾燥の重要性/乾燥法の種類
・加熱法原理/溶剤の沸点と蒸発温度の違い/ペーストの熱吸収特性
・熱風方式/遠赤外線方式/マイクロ波加熱法
・温度分布最適化;ウォーキングビーム/改良ウォーキングビーム
8.量産編
・量産工程設計概要
・ペーストの気泡をぬく/スクリーン洗浄
・位置決め方法の種類/画像処理法、2値化法等
9.ペーストの概念
9.1 ペーストは液体の中に粉体を混合させて作る
・塗料・セメントから見た印刷ペースト
・印刷品質はペーストの粘着力の強さが決める
9.2 ペーストは時々刻々変化する
・ペーストのチキソ性について/チキソ性と印刷性
・ペーストの粘度測定の基本/チキソ指数の計算の仕方
10.ペースト設計基本
10.1 粉体を液体に混ぜる方法
・墨汁の作り方/すす(カーボン)を分散させる方法
・粒子の分散/溶液コロイド懸濁液の違い
・ペーストの基本構成材料
10.2 ペースト材料・量・混練法と粘度、チキソ性
・ペースト材料・量・混練法が粘度、チキソ性を決定する
・粒子量・粒子径・バインダ・分散剤とチキソ性カーブの違い
・比表面積とチキソ性カーブ
・混練法の違いによるチキソ性カーブの違い
・混練装置の種類と構造
11.ペースト設計詳細
11.1 分散とは?
・塗料の分散技術/分散剤の種類
・ファンデルワールス力、水素結合と分散性の関係
11.2 ゼータ電位と分散性
・pHと分散性の関係は?/ゼータ電位と等電点と分散性
・分散剤の量とゼータ電位と粘度の関係
・電解質の量とゼータ電位と粘度の関係
・粒子分散のメカニズム/分散剤/分散剤の吸着
・粒子の表面積が粘度とチキソ性カーブに与える影響
・界面活性剤の作用原理/分散剤の種類
・チキソ剤を使用し、高い粒子濃度ペーストを作る
11.3 共振ずり測定によるチキソ剤設計
12.ペーストの表面張力と印刷性
12.1 表面張力と版離れ
・ペーストの表面張力が版離れに与える影響とは?
・表面張力と表面粘弾性
・レベリングを改善するには?
12.2 表面張力とサドル現象
・サドル現象はなぜ発生するのか?
・サドル現象を防ぐには?
13.太陽電池ペーストの動向
・受光面ペースト;線幅細線化
・裏面用アルミペースト;高平滑化、薄膜化/そり防止対策
・スクリーン印刷によるSi裏面型太陽電池
・裏面型太陽電池の構造/マスキングペーストについて
・ナノ結晶酸化チタン
・色素による高効率化 ;ルテニウム錯体/ポルフィリン錯体
・高効率ポルフィリン;長波長側シフト/光電変換効率増大
14.その他のペースト
・アクリルペーストの開発状況
・分散性と相溶性の関係/溶解パラメータ概要
・溶解パラメータでアクリルペーストを最適化
・半相溶性/アクリル/溶剤
15.ペーストの粘度測定の詳細
15.1 粘度測定装置、基本原理
・回転粘度計/スパイラル粘度計/コーンプレート粘度計/振動粘度計/音波粘度計
・降伏値の求め方/低速度での粘度測定/ずり速度と印刷速度
・粘度測定と実際の印刷との関係を考える
15.2 粘弾性(レオロジー)とは?
・ペーストの粘弾性を測定して印刷品質との関係を見る
【質疑応答・名刺交換】
【講演の概要・趣旨】
スクリーン印刷は、量産をはじめると歩留まりが上がらない。少しの条件変化で、にじみ、かすれが同時発生するなど、解明しにくいトラブルが発生することがある。
スクリーン印刷は①ペースト単独の化学的性質②ペーストとスキージ、スクリーン、基板との界面状態③これらのコントロールが印刷機制御によって行われる。
ペーストは時々刻々変動する
ペーストは化学製品であり、時々刻々変動する。化学的、物理的、機械的なエネルギーが加えられることによって大きく変動する。他の部品や材料とは異なる取り扱いが必要である。
不良の原因は一つではなく複数の原因がある。すべての原因を把握する
不良の原因は一つでなく、例えば、にじみ不良は、基板とスクリーンのギャップ、ペースト粘度、スキージ印圧、印刷速度、装置精度等すべてが原因であり、さらに、互いに関連してトラブルの原因となっている。一つの原因だけ捉えても解決にはならない。
不良発生メカニズムを知り、原因側から究明
一つの原因だけ捉えても真の原因とは限らないので、印刷トラブルを解決するためには、予め、すべての原因を、把握しておくことが良い解決方法となる。不良発生メカニズムを知り、可能性のある原因から究明していくことが簡単で速い。
本セミナーでは、図を多く用いて、わかりやすく説明する。また、自分でトラブルシューティングできるように、参考データを多く掲載する。
今回、太陽電池ペーストについても概要を説明する。
