スクリーン印刷のプロセス適正化と高品質印刷の実践手法

本来、スクリーン印刷は、原理的に考えれば、最も安定した印刷工法です。これまでスクリーン印刷が「管理困難」であると思い込んでいたのは、インキとスクリーン版の適正化が不十分だったからです。これまでの考え方を改めて、スクリーン印刷自体が管理困難だったのではなく、今までの管理手法が間違っていたと認識を新たにすべきです。 　スクリーン印刷にも理論があります。ペーストの身になって印刷プロセスを考える「ペーストプロセス理論」です。この理論は、私が長年にわたり仮説と検証を繰り返し実用性がある考え方として確立し、多くの印刷現場で実証を行なってきたものです。エレクトロニクス分野のみならず、グラフィック、加飾、捺染、工業印刷などでの高品質スクリーン印刷実践のためであれば、すべてに通用する考え方です。 　スクリーン印刷に対するこれまでのネガティブな先入観を捨て、論理的整合性の観点から評価いただければ、この理論の正しさが理解していただけると思います。これまでの対策での成功の理由も失敗の理由も説明ができるようになります。この理論を正しく実践すれば、スクリーン印刷が、今後の技術的伸び代が最も大きいプロセス技術であることが納得できます。 　プロセスの適正化とは、先ず、スクリーン印刷本来の「あるべき姿」を達成するための「前提条件」を適正化することです。適正化できない場合は、その理由、原因を見つけ出し、根本から対策することです。「前提条件」が適正であれば、最終的にはインキ・ペーストの有する固有の印刷性能で印刷品質と印刷安定性が決定されます。材料技術者は、適正化された「前提条件」に合わせインキの印刷性能を高めることに尽力できるようになります。 　本講演では、最初に、スクリーン印刷の原理やメカニズムの説明、そして「版離れ角度」と「版離れ力」の相関について解説します。次に、スキージやスクリーンメッシュなどの要素技術についても解説し、インキ・ペーストの印刷性能に影響する分散安定性、揮発性、濡れ性及び粘弾性特性を理解することで高品質印刷プロセスが高度に適正化できることを分りやすく解説します。

1. スクリーン印刷とは?
   • 原理的には、スクリーン印刷は最も安定な印刷工法である
   • 版とインキを適正化すれば30μmラインも手刷り可能である
   • これまで適正化できなかった最大の要因は、間違ったメッシュ仕様とインキの印刷性能不足
   1. 各種印刷の種類とインキの粘度
      • 各分野のスクリーン印刷でのインキの粘弾性は、適正化されているか?
   2. スクリーン印刷は「特殊印刷」、だから印刷安定性が高い
   3. 現状のスクリーン印刷の多くは「技術限界」の50%以下のレベルで適用
2. 「ペーストプロセス理論」の考え方の基本
   1. 印刷条件のほとんどは、高品質印刷の為の適正化すべき「前提条件」
   2. スクリーン版の反発力での「版離れ」
3. 「オフコンタクト印刷」と「コンタクト印刷」の大きな違い
   1. 「コンタクト印刷」は、インキを疑似固体化してからの「時差版離れ」
   2. メタルマスクでの「同期版離れコンタクト印刷工法」でのクリームはんだ印刷
   3. メタルマスクでの低粘度インキの定量塗布技術
4. スクリーン印刷の4つのカニズムの理解
   1. 「 ローリング」のメカニズム
   2. 「充填・掻き取り」のメカニズム
   3. 「版離れ」のメカニズム
   4. 「レベリング」のメカニズム
5. 「版離れ角度」の「版離れ力」への影響と最適化の方法
   1. 刷り終り部での版離れ遅れ増大の原因は、「版離れ角度」の漸減
   2. オフコン・ピールオフ動作での実クリアランス量と「版離れ角度」の変化
   3. 等クリアランス「版離れ角度維持」装置による「版離れ力」の改善効果
6. スキージとスクリーン印刷装置
   1. 印刷機の種類とスクリーン版の違い
   2. 印刷位置合わせの方法
   3. スキージが最も重要な印刷パラメータの要素
      • 最適なスキージの選択方法
      • 斜め研磨スキージの効果
      • スキージのエッジの面取り仕上げの重要性
   4. つの印刷条件の適正化
   5. スクリーンメッシュ強度とテンション、クリアランスの適正化
   6. スキージ印圧設定方法 「押し込み」方式と「エアー圧」方式
   7. 「適正印圧」の定義と設定方法
   8. スキージ角度、速度と「充填力」との相関
7. スクリーン版とスクリーンメッシュ
   1. ステンレスメッシュ開発の歴史とスクリーン印刷技術の進歩
   2. スクリーンメッシュの「強度指数」と適正クリアランス
   3. スクリーンメッシュ開口率とインキの吐出性 25%開口率メッシュ
   4. 超高強度ステンレスメッシュでの課題解決「無変形スクリーン版」
   5. スクリーン版の製作工程 密着露光とミスト現像
   6. スクリーン版の洗浄方法
   7. 高品質スクリーン版再製版システムの具体例
8. インキ・ペーストの印刷性能
   1. インキ・ペーストの分散安定性、溶剤揮発性および濡れ性の影響
   2. 連続印刷中のインキの含有溶剤揮発と印刷膜厚変化
   3. インキ・ペーストの粘性と弾性の理解
      • TI値は、間違った指標 印刷性能評価には無意味
      • スクリーン印刷時の気泡発生の原因と対策
      • 「粘弾性マップ」の見方
9. 高品質スクリーン印刷プロセス実践のための具体的な対策手法
   1. 印刷均一性を阻害する要因とその対策手法
   2. 印刷膜厚整合のための対策手法
      • ファインライン
      • 中間ライン
      • ベタ
   3. 印刷寸法精度を損なう要因とその対策
   4. スクリーン印刷におけるその他の不具合対策
      • 乾燥のメカニズムとその重要性
      • 静電気とインキの糸引き対策
10. スクリーン印刷の適用工法
    1. 8つの適用工法
       • べた
       • ファイン
       • ドット
       • スルーホール
       • ビア埋め
       • 落とし込み
       • 積層印刷
       • 転写印刷
    2. 先進の高品質スクリーン印刷の応用例 (銀ナノインクの薄膜印刷など)
• 質疑応答