導電性インクのスクリーン印刷：よくある7つの不具合と対策
導電性インクのスクリーン印刷は、メンブレンスイッチ、プリント基板、RFIDアンテナ、フレキシブル回路において電流を運ぶ配線を形成します。層は薄く、線幅は細く、印刷された配線は測定された抵抗値を持つため、ばらつきの許容範囲はほとんどありません。粘度、メッシュ数、硬化プロファイルのわずかな変化が、断線や抵抗試験の不合格として現れます。以下の7つの不具合は、導電性インクのラインで見られるトラブルのほとんどを網羅しており、それぞれの原因と、印刷を仕様内に戻すための調整方法を説明します。
1. 印刷面の気泡
原因：スキージの移動速度が速すぎてインクがレベリングする前に乾燥する。インク内にすでに空気が混入している、または粘度が不均一。メッシュに汚れが付着している。基板にほこりや油分が付着している。インク粘度が高すぎる。
対策：スキージのストロークを遅くし、インクを均一になるまで撹拌し、メッシュを洗浄し、基板を洗浄し、粘度を作業範囲に戻します。
2. 印刷画像が原稿より大きくなる
原因：インク粘度が低すぎる。インクの流動性が高すぎる。メッシュの張力が低すぎる。スキージ圧が高すぎる。露光された線にギザギザのエッジが生じる。
対策：粘度を上げ、流動性を修正し、メッシュを交換し、スキージ圧を下げ、細部の再現性が重要な箇所には耐水性キャピラリーフィルムを使用します。
3. カーボンフィルムのシート抵抗が高すぎる
原因：乳剤層が薄すぎる。メッシュ数が高すぎる。カーボンペーストの粘度が低すぎる。硬化時間が短すぎる。硬化温度が低すぎる。印刷速度が速すぎる。専用シンナーではなく他の薬剤を混合している。抵抗値の高いインクを使用している。シンナーを入れすぎている。インクが期限切れまたは変質している。
対策：塗布回数を増やすか高目のキャピラリーフィルムで乳剤層を厚くし、メッシュ数を下げ、カーボンペーストの粘度を上げ、硬化時間を延ばし、硬化温度を上げ、印刷速度を遅くし、専用シンナーのみを使用し、低抵抗のインクを選び、シンナーを5パーセント未満に抑え、新しい缶のインクを使用します。
4. 導電層の密着不良
原因：印刷前に基板を洗浄していない（水分膜、酸化銅、エッチング残渣）。硬化が不完全。電気試験時の衝撃。打ち抜き時の衝撃。専用以外のシンナーを混合している。インクが使用期限を過ぎている。金またはニッケルめっきが平滑すぎる。オフコンタクト距離が大きすぎる。
対策：基板の洗浄と乾燥を強化し、硬化時間と温度を調整し、試験圧力を調整し、金型の上板に溝があることを確認し、専用シンナーを使用し、適合品のインクに切り替え、つや消し金またはつや消しニッケルめっきを指定し、平滑すぎる表面を軽くブラシがけし、オフコンタクト距離を小さくします。
5. 局所的な欠落とインク付着量の不均一
原因：メッシュ数が高すぎてインクの通過が悪い。乳剤が厚すぎる。スキージエッジに傷や欠けがある。スキージ圧が低すぎるか不均一。スクリーンと基板の間隔が大きすぎる。インク粘度が高く浸透性が低い。インクの戻りが不均一。印刷速度が速すぎて供給が不均一。スクリーン上のインクが少なすぎる。印刷台が不均一。基板表面の水分や油分。
対策：メッシュ数を下げ、乳剤を改善し、スキージを研ぎ、スキージ圧を再設定し、間隔を狭め、インク粘度を調整し、インクの戻りストロークを調整し、印刷速度を遅くし、インクを追加し、台を水平にし、基板を洗浄するか前処理ユニットに再度通します。
6. インクのにじみ、エッジの影、細部のかすれ
原因：スキージエッジの摩耗によりインクの切れが悪い。スキージ角度が小さすぎてインク付着量が多すぎる。インク粘度が低くチキソトロピー性が弱いため、印刷後も流れ続ける。インクと溶剤の混合が不均一で、溶剤リッチなインクがにじむ。スクリーン洗浄後の溶剤残渣。スクリーンと基板の見当ずれ。インクとメッシュの不適合で、細かいインクを粗いメッシュに使用している。ストローク途中の停止や二度刷り。戻りストローク時のスキージ圧が高すぎて開口部からインクが押し出される。
対策：スキージを研ぎ、適切な角度に設定し、粘度を修正し、混合時間を延ばし、スクリーンを完全に洗浄し、見当を固定し、インクとメッシュを適合させ、二度刷りを避け、軽い戻りストロークで染み出しを防ぎます。
7. スクリーンの目詰まり（開口部の埋まり）
原因：粗いまたは弱い基板がほこりや繊維を落とす。インク中の大きな顔料や固形粒子が開口部を架橋する。高温低湿でインクが乾燥し粘度が上昇する。長時間の停止。低温で流動性が低下する。スクリーンを汚れたまま保管している。スキージ圧が高すぎてブレードが全面接触し、インクがかき取られない。オフコンタクトが小さすぎてスクリーンが跳ね返らず、インクを再付着させる。原稿領域にカブリ像がある。
対策：基板を洗浄し、インクを調整し、室温と湿度を安定させて遅延剤で粘度を制御し、スクリーンを洗浄し、圧力を再設定してスキージを研ぎ直し、オフコンタクト距離を修正し、専用薬剤でカブリを除去します。
これらの不具合のほとんどは、インク粘度、メッシュ仕様、乳剤厚、硬化プロファイル、スキージの状態という短いリストの変数に帰着します。各印刷の設定を記録するログがあれば、欠陥を引き起こした変更を追跡しやすくなります。不具合が発生したら、まずインクを確認し、次にスクリーン、そして機械設定を確認し、バッチを進める前に抵抗値を測定して結果を確認します。