2010年版 エレクトロニクス高品質スクリーン印刷技術

2010 Advanced Screen Printing Techniques for Electronics

• スクリーン印刷のメカニズムの基本から各要素技術までを網羅！
• 色素増感型太陽電池や有機トランジスタなどの最先端デバイスへの応用例を紹介！
• エレクトロニクス製造プロセスのコストダウンに必須！低環境負荷の印刷技術！

税込価格	68,250円（本体65,000円＋税５％）	出版社	シーエムシー出版
監修	染谷隆夫、佐野康	発行日	2010年６月
体裁	B５判、279ページ	ISBNコード	ISBN　978-4-7813-0254-6
Ｃコード	C3054	商品コード	T0750

高品質スクリーン印刷への期待が日に日に高まる中、関連技術の最新情報をまとめるべくシーエムシー出版から『エレクトロニクス高品質スクリーン印刷技術』が刊行されてからはや5年近い歳月が流れました。前版では、ガラス基板であるPDPやセラミック基板での印刷を想定しておりましたが、その後、技術が大きく発展し、最近では、フィルム基板へと技術開発の重心が急速に移動しています。もちろんガラス基材とフィルム基材のスクリーン印刷では原理や基本は同じですが、メッシュ、版、ペーストの技術革新でフィルム基板でもファインパターンが印刷できるようになりつつあります。

これらの最新の情報を含め、高品質スクリーン印刷の真の状況を正しくタイムリーにお伝えするため、この度、高品質スクリーン印刷の各要素技術や応用分野の第一線で活躍する方々にご執筆頂き、新たに『2010年版　エレクトロニクス高品質スクリーン印刷技術』と題した本書を刊行する運びとなりました。

本書が、エレクトロニクス分野でスクリーン印刷を手がける研究・開発者の皆様の一助となり、スクリーン印刷がより多くの応用分野で活用されることを期待しています。

（「巻頭言」より一部抜粋）
2010年７月　　東京大学大学院工学系研究科　染谷隆夫

染谷隆夫

東京大学　大学院工学系研究科　電気系工学専攻　教授

佐野　康

（株）エスピーソリューション　代表取締役

沼倉研史

DKNリサーチ　マネージング・ディレクター

諸冨康宏

アサダメッシュ（株）　営業技術部　営業課　課長

北田真也

アサダメッシュ（株）　営業技術部　営業課　リーダー

佐野裕樹

（株）NBCメッシュテック　スクリーン印刷研究所　リーダー

本田耕児

アサダメッシュ（株）　研究開発課

下山　茂

東京プロセスサービス（株）　営業部　次長

馬場則弘

昭栄化学工業（株）　技術部

竹村康孝

奥野製薬工業（株）　総合技術研究所　表面技術研究部　無機材料研究室

中許昌美

（地独）大阪市立工業研究所　理事

師岡　功

（株）アサヒ化学研究所　専務取締役

平川洋平

藤倉化成（株）　電子材料事業部　技術部　技術二課

五島敏之

（株）ピーアイ技術研究所　開発部　マネージャー

大坪泰文

千葉大学　大学院工学研究科　教授

浅野靖文

ニューロング精密工業（株）　開発部　分析技術課　課長

永瀬和郎

（株）ミノグループ　東京支店　常務取締役支店長

穂積直毅

（株）セリテック　第２営業部　セールスエンジニア

穂積重樹

（株）セリテック　代表取締役

岩崎成彰

バンドー化学（株）　MMP事業部　技術部　第５技術グループ

鎌田俊英

（独）産業技術総合研究所　光技術研究部門　有機半導体デバイス研究グループ　グループ長

佐藤美樹

TDK-EPC（株）　セラミックコンデンサビジネスグループ　第一要素技術部　課長

下赤善男

京セラ（株）　薄膜部品事業本部　薄膜部品開発部　サーマル開発1課　課責任者

福村光泰

東洋精密工業（株）　経営戦略部　技術課　課長

井上晴夫

東洋精密工業（株）　回路基板事業部　部長

佐藤利文

東京工芸大学　工学部　メディア画像学科　教授

筒井裕子

東京大学　先端科学技術研究センター　特任研究員

内田　聡

東京大学　先端科学技術研究センター　特任准教授

瀬川浩司

東京大学　先端科学技術研究センター　教授

瓦家正英

御国色素（株）　グループマネージャー

瀧　修一

マナスクリーン（株）　技術開発

関谷　毅

東京大学　大学院工学系研究科　電気系工学専攻　助教

第１章　スクリーン印刷の概要

• 1.　スクリーン印刷技術の基本と応用佐野康
• 1.1　はじめに
• 1.2　スクリーン印刷の基本のメカニズム
• 1.2.1　ローリングのメカニズム
• 1.2.2　充てんのメカニズム
• 1.2.3　「版離れ」のメカニズム
• 1.2.4　レベリングのメカニズム
• 1.2.5　スクリーン印刷での印刷膜厚決定のメカニズム
• 1.3　スクリーン印刷プロセスの適正化
• 1.4　スクリーン印刷の8つの適用工法
• 1.5　スクリーン印刷の応用分野
• 1.5.1　セラミック基板
• 1.5.2　ガラス基板
• 1.5.3　シリコンウエハ
• 1.5.4　有機基板、プリント配線板
• 1.5.5　フレキシブル基板（FPC）
• 1.5.6　フィルム基板
• 1.6　スクリーン印刷の課題の解決と今後の方向性
• 1.6.1　超高強度スクリーン版による課題の解決
• 1.6.2　ペーストレオロジと印刷解像性
• 1.6.3　スクリーン印刷とトヨタ生産システム
• 1.7　おわりに
• 2.　プリンタブル・エレクトロニクスとスクリーン印刷沼倉研史
• 2.1　はじめに
• 2.2　プリンタブル・エレクトロニクスの位置付け
• 2.3　高機能厚膜回路技術
• 2.3.1　従来の厚膜印刷回路
• 2.3.2　高機能厚膜回路技術
• 2.3.3　高機能厚膜回路技術の比較
• 2.3.4　単純な厚膜印刷プロセス
• 2.3.5　導電率、精細度の向上
• 2.3.6　印刷カバーレイ
• 2.3.7　銀導体のマイグレーション
• 2.3.8　多層回路の形成
• 2.3.9　材料の選択肢
• 2.3.10　大型回路形成能力
• 2.3.11　埋め込み部品加工能力
• 2.3.12　コストパフォーマンス
• 2.3.13　環境に優しい
• 2.4　印刷で形成するエレクトロニクスデバイス
• 2.4.1　受動部品
• 2.4.2　印刷半導体デバイス
• 2.4.3　印刷コネクタ
• 2.4.4　印刷発光デバイス
• 2.4.5　印刷ディスプレイ
• 2.4.6　印刷バッテリー
• 2.4.7　印刷太陽電池
• 2.4.8　印刷圧電デバイス（ピエゾデバイス）
• 2.4.9　センサーデバイス
• 2.5　印刷プロセスについて
• 2.6　おわりに

第２章　スクリーンメッシュメーカー

• 1.　金属メッシュスクリーンの特徴と今後の展開諸冨康宏、北田真也
• 1.1　はじめに
• 1.2　ステンレスメッシュの歴史
• 1.3　ステンレスメッシュの特徴
• 1.4　ステンレスメッシュの新技術
• 1.5　ダイレクトコンビ紗貼りの手順
• 1.6　スクリーン版の洗浄手順
• 1.7　おわりに
• 2.　合成繊維メッシュスクリーンの特長と今後の展開佐野裕樹
• 2.1　はじめに
• 2.2　Vスクリーンの原糸―VECRY―について
• 2.3　Vスクリーンについて
• 2.4　１軸強伸度試験・紗張り
• 2.5　製版
• 2.6　印刷寸法精度について
• 2.7　ペーストの透過性について
• 2.8　印刷の実用例
• 2.9　おわりに

第３章　製版（スクリーンマスク）

• 1.　スクリーンマスクの基本的な製造工程について本田耕児
• 1.1　はじめに
• 1.2　スクリーンマスク作製工程
• 1.2.1　フレーム前処理
• 1.2.2　紗張り
• 1.2.3　前処理
• 1.2.4　コーティング
• 1.2.5　露光
• 1.2.6　現像・検査
• 1.3　おわりに
• 2.　スクリーンマスク製造工程と大型スクリーンマスク下山茂
• 2.1　はじめに
• 2.2　スクリーンマスク製造プロセス
• 2.2.1　枠洗浄
• 2.2.2　紗張り
• 2.2.3　コンビネーション
• 2.2.4　前処理
• 2.2.5　コーティング
• 2.2.6　焼付（画像形成）
• 2.2.7　現像
• 2.2.8　外観検査・精度測定
• 2.3　大型高精度スクリーンマスク
• 2.3.1　寸法精度
• 2.3.2　寿命
• 2.4　おわりに

第４章　インキ、ペースト

• 1.　スクリーン印刷用厚膜ペースト馬場則弘
• 1.1　はじめに
• 1.2　厚膜ペーストの種類と材料
• 1.2.1　ポリマ厚膜ペーストと高温焼成厚膜ペースト
• 1.2.2　厚膜ペーストの顔料
• 1.3　高品質スクリーン印刷のための厚膜ペースト技術
• 1.3.1　チップ抵抗用厚膜ペースト
• 1.3.2　太陽電池用厚膜ペースト
• 1.3.3　積層チップインダクタ用厚膜ペースト
• 1.3.4　LTCC用厚膜ペースト
• 1.4　おわりに
• 2.　ITOナノ粒子ペースト竹村康孝
• 2.1　はじめに
• 2.2　ITO透明導電膜の導電原理について
• 2.3　ITO透明導電膜の作製方法について
• 2.4　ITOナノ粒子の合成方法について
• 2.5　ITOナノ粒子ペーストによる透明導電膜の形成について
• 2.5.1　スクリーン印刷タイプITOナノ粒子ペーストについて
• 2.5.2　ITOナノ粒子ペーストの樹脂成分の影響について
• 2.5.3　ITOナノ粒子ペーストの焼成条件の影響について
• 2.5.4　実際に形成した透明導電膜について
• 2.6　おわりに
• 3.　スクリーン印刷用ナノ粒子ペースト中許昌美
• 3.1　はじめに
• 3.2　熱分解法によるナノ粒子の調製
• 3.3　スクリーン印刷用ナノ粒子ペースト
• 3.3.1　銀ナノ粒子ペーストによる配線形成
• 3.3.2　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
• 3.3.3　Cuナノ粒子による配線形成
• 3.4　おわりに
• 4.　ポリマー厚膜ペースト師岡功
• 4.1　はじめに
• 4.2　ポリマー厚膜材料の概要（PTF；Polymer Thick Film）
• 4.3　ポリマー導電ペーストの種類
• 4.3.1　ポリマー銀導電ペースト
• 4.3.2　ポリマーカーボン導電ペースト
• 4.3.3　ポリマー抵抗体ペースト
• 4.4　ポリマー絶縁ペースト
• 4.4.1　ポリマー絶縁ペーストの概要
• 4.4.2　ポリマー絶縁ペーストの銀マイグレーション抑制効果
• 4.5　ポリマー厚膜ペーストの実用例
• 4.5.1　ファイン印刷用ポリマー銀導電ペースト
• 4.5.2　ポリマー銀導電ペーストを使用したEMI（Electro Magnetic Insulation）加工
• 4.5.3　ポリマー抵抗体ペーストの実用例
• 5.　導電性インキペースト平川洋平
• 5.1　はじめに
• 5.2　導電性インキ
• 5.2.1　高温焼成型導電性インキ
• 5.2.2　ポリマー型導電性インキ
• 5.3　導電性インキを構成する材料
• 5.3.1　導電性フィラー
• 5.3.2　樹脂材料
• 5.4　適合例
• 5.4.1　リジッドプリント配線板
• 5.4.2　印刷フレキシブル回路
• 5.4.3　電子部品実装
• 6.　スクリーン印刷用ブロック共重合ポリイミドインク五島敏之
• 6.1　はじめに
• 6.2　ポリイミドとは
• 6.2.1　ポリイミドの合成
• 6.2.2　ポリイミドの溶剤
• 6.3　レオロジー評価
• 6.3.1　レオロジー評価方法
• 6.3.2　ポリイミドの組成
• 6.4　　レオロジーに及ぼす影響因子
• 6.4.1　ポリイミドの組成依存性
• 6.4.2　ポリイミドの分子量依存性
• 6.4.3　ポリイミドの固形分依存性
• 6.4.4　ポリイミドの構造依存性
• 6.5　おわりに
• 7.　レオロジー大坪泰文
• 7.1　はじめに
• 7.2　インキの粘度挙動
• 7.2.1　非ニュートン流動と降伏応力
• 7.3　チクソトロピー挙動と降伏応力
• 7.4　インキの粘弾性挙動
• 7.4.1　粘弾性関数の定義と凝集分散系の動的粘弾性
• 7.4.2　大変形での非線形粘弾性と印刷適性

第５章　印刷機およびスキージ

• 1.　スクリーン印刷機 I浅野靖文
• 1.1　はじめに
• 1.2　スクリーン印刷の歴史
• 1.3　スクリーン印刷の種類
• 1.3.1　平版スクリーン印刷
• 1.3.2　平版スクリーン印刷機の制御機構
• 1.4　ニューロング精密工業の平版スクリーン印刷機
• 1.4.1　HP320（手刷印刷機）
• 1.4.2　LS-150TVA
• 1.4.3　LS-34TVA
• 1.4.4　LS-56TVA
• 1.4.5　LZ-2300STVA
• 1.4.6　LS-500NC
• 1.5　ロータリースクリーン印刷（円筒版スクリーン印刷）
• 1.5.1　ロータリースクリーン印刷機の制御機構
• 1.6　ニューロング精密工業のロータリースクリーン印刷機
• 1.6.1　LS-500NR
• 1.7　スクリーン印刷の可能性
• 1.7.1　微細線印刷事例
• 1.8　プリンタブル太陽電池
• 1.9　おわりに
• 2.　スクリーン印刷機 II永瀬和郎
• 2.1　はじめに
• 2.2　印刷機の役割
• 2.3　印刷機の基本仕様について
• 2.4　スキルレス化
• 2.4.1　自動位置合わせ
• 2.4.2　自動印圧設定
• 2.5　RtoR（ロール・ツー・ロール）印刷ライン
• 2.6　RtoR印刷の高速化
• 2.7　環境安定性の付与
• 2.8　乾燥装置
• 2.9　おわりに
• 3.　スクリーン印刷機 III穂積直毅、穂積重樹
• 3.1　はじめに
• 3.2　スクリーン印刷機の特徴
• 3.2.1　TU、Cute（キュート）シリーズ
• 3.2.2　大型印刷機
• 3.2.3　ロール・トゥ・ロール印刷機
• 3.2.4　卓上小型印刷機
• 3.3　手刷り印刷機
• 3.3.1　手刷り印刷機が必要な理由
• 3.3.2　手刷り印刷機でできること、できないこと
• 3.4　乾燥機・焼成炉との連結
• 3.4.1　ペーストの乾燥・焼成
• 3.4.2　乾燥機・焼成炉の大きさ
• 3.4.3　乾燥・焼成温度
• 3.4.4　コストパフォーマンス
• 3.4.5　UVペーストについて
• 3.5　高品質スクリーン印刷製版の手順と勧め
• 4.　スキージ永瀬和郎
• 4.1　はじめに
• 4.2　スキージの材質及び製法
• 4.3　アタック角度
• 4.4　WSカットモデル
• 4.5　印刷条件
• 4.6　スキージの管理
• 4.7　スクレーパー
• 4.8　おわりに
• 5.　バンコランスキージー岩崎成彰
• 5.1　スキージーの形状
• 5.2　スキージーの材質による分類
• 5.3　バンコランスキージーの体系
• 5.4　静電防止スキージー
• 5.5　長尺スキージー
• 5.6　高極性溶媒に対応したスキージー

第６章　応用

• 1.　印刷技術が拓くプリンタブル有機エレクトロニクス鎌田俊英
• 1.1　はじめに
• 1.2　高生産性に向けたプロセス革新
• 1.3　プリンタブルエレクトロニクスとインク材料
• 1.4　有機エレクトロニクス材料
• 1.5　印刷解像度と素子性能
• 1.6　プリンタブル有機エレクトロニクスの応用展開
• 1.7　プリンタブル有機エレクトロニクスの未来発展
• 2.　チップコンデンサMLCC佐藤美樹
• 2.1　はじめに
• 2.2　製造プロセスの全体像
• 2.3　積層チップコンデンサへの市場要求、及び他コンデンサの置換戦略
• 3.　サーマルヘッドへのドライバICの実装下赤善男
• 3.1　はじめに
• 3.2　サーマルヘッドとフリップチップIC
• 3.3　無電解めっきによるUBM形成
• 3.4　スクリーン印刷によるバンプ形成
• 3.5　おわりに
• 4.　スクリーン印刷技術の量産応用福村光泰、井上晴夫
• 4.1　はじめに
• 4.2　サーマルヘッド基板への応用
• 4.3　透明なLEDパネルへの応用
• 4.4　タッチパネル基板
• 4.5　電磁シールドや導光板
• 4.6　無機蛍光体印刷基板
• 4.7　厚膜プロセスと薄膜プロセス比較
• 4.7.1　近年の動向
• 4.7.2　厚膜プロセスと薄膜プロセスの加工プロセスの比較
• 4.7.3　厚膜プロセスと薄膜プロセスの信頼性の比較
• 4.8　おわりに
• 5.　高輝度分散型EL佐藤利文
• 5.1　はじめに
• 5.2　プリンタブルエレクトロニクス
• 5.3　スクリーン印刷による分散型EL素子の作製
• 5.4　高輝度有機色素分散型ハイブリッドEL
• 5.5　白色発光有機色素分散型ハイブリッドEL
• 6.　色素増感太陽電池への応用筒井裕子、内田聡、瀬川浩司、瓦家正英
• 6.1　はじめに
• 6.2　酸化チタン電極の塗装技術
• 6.2.1　スキージー（Squeegee）法
• 6.2.2　ドクターブレード（Doctor Blade）法
• 6.2.3　スピンコート（Spin Coat）法
• 6.2.4　スクリーン印刷（Screen Printing）法
• 6.2.5　スプレー塗装（Spray Painting）法
• 6.3　酸化チタン電極のスクリーン印刷技術
• 6.4　おわりに
• 7.　グラフィック印刷メーカーのプリンタブルエレクトロニクスへの挑戦瀧修一
• 7.1　はじめに
• 7.2　グラフィック向けスクリーン印刷の特徴
• 7.3　エレクトロニクスにとっての高品質
• 7.4　標準化
• 7.4.1　印刷機
• 7.4.2　スキージ
• 7.4.3　スクリーン版
• 7.5　適正化の重要性
• 7.5.1　印刷条件の適正化
• 7.5.2　スクリーン版の仕様と品質の適正化
• 7.5.3　ペーストの適正化
• 7.6　高品質スクリーン印刷の実践
• 7.6.1　ベタ（成膜）印刷
• 7.6.2　ファインパターン印刷
• 7.6.3　積層印刷
• 7.6.4　孔埋め印刷
• 7.7　当社がプリンタブルエレクトロニクスに貢献できること
• 7.8　おわりに
• 8.　有機トランジスタと大面積エレクトロニクス関谷毅、佐野康、染谷隆夫
• 8.1　はじめに
• 8.2　イントロダクション
• 8.2.1　シリコンエレクトロニクスと有機エレクトロニクス
• 8.2.2　有機トランジスタの研究と大面積エレクトロニクス
• 8.2.3　印刷デバイスの応用例
• 8.3　印刷で作る有機トランジスタ
• 8.3.1　有機トランジスタの基本構造
• 8.3.2　有機トランジスタアクティブマトリックスの作製プロセス
• 8.3.3　有機トランジスタの電気特性
• 8.3.4　有機トランジスタを応用した大面積圧力センサ
• 8.4　今後の展望―スクリーン印刷と有機トランジスタ―
• 8.4.1　印刷による有機トランジスタの微細化
• 8.4.2　均一膜の作製
• 8.5　微細化と密着性