(57)【要約】【課題】電極配線における微小なオープン不良の修正を、イオンビーム・デポジションを用いる方法や導電ペーストを塗布してレーザー光などで固定する方法より効率的に修正可能な修正方法及び修正装置を提供することを課題とする。【解決手段】導電性を有したインキをインキ膜形成基材１２上に塗布してインキ膜１３を形成するインキ膜形成工程と、凸版の凸部１８に予備層１９を形成する予備層形成工程と、予備層を形成した凸版の凸部をインキ膜形成基材と接触させて、凸版の凸部の予備層上にインキ膜を転写する一次転写工程と、凸版の凸部を被印刷基板１５上に形成された配線のオープン不良部２２に接触させインキ膜と予備層を配線のオープン不良部に転写する二次転写工程と、を備えていることを特徴とする電極配線２１のオープン不良修正方法。【選択図】図１
2019064221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有したインキをインキ膜形成基材上に塗布してインキ膜を形成するインキ膜形成工程と、
凸版の凸部に予備層を形成する予備層形成工程と、
予備層を形成した凸版をインキ膜形成基材と接触させて、凸版の凸部の予備層上にインキ膜を転写する一次転写工程と、
凸版の凸部を被印刷基板上に形成された配線のオープン不良部に接触させ、インキ膜と予備層を配線のオープン不良部に転写する二次転写工程と、を備えていることを特徴とする電極配線のオープン不良修正方法。
【請求項２】
請求項１に記載の前記インキ膜形成工程から前記二次転写工程までを終了後、前記被印刷基板に転写した前記インキ膜と前記予備層のうち、予備層のみを除去する除去工程を備えていることを特徴とする電極配線のオープン不良修正方法。
【請求項３】
請求項１に記載の電極配線のオープン不良修正方法を実施する印刷装置であって、
導電性を有したインキをインキ膜形成基材上に塗布してインキ膜を形成する手段と、
凸版の凸部に予備層を形成する手段と、
予備層を形成した凸版の凸部をインキ膜形成基材と接触させて凸版の凸部の予備層上にインキ膜を転写する手段と、
凸版の凸部を被印刷基板上に形成された配線のオープン不良部に接触させ、インキ膜と予備層とを配線のオープン不良部に転写する手段と、を備えており、
凸版の凸部に予備層を形成する手段は、前記凸部を加温する手段を備えていることを特徴とする印刷装置。
【請求項４】
請求項２に記載の電極配線のオープン不良修正方法を実施する印刷装置であって、
導電性を有したインキをインキ膜形成基材上に塗布してインキ膜を形成する手段と、
凸版の凸部に予備層を形成する手段と、
予備層を形成した凸版の凸部をインキ膜形成基材と接触させて凸版の凸部の予備層上にインキ膜を転写する手段と、
凸版の凸部を被印刷基板上に形成された配線のオープン不良部に接触させ、インキ膜と予備層とを配線のオープン不良部に転写する手段と、
オープン不良部に転写する手段により配線のオープン不良部に転写されたインキ膜と予備層のうち、予備層のみを除去する予備層除去ユニットを備えており、
凸版の凸部に予備層を形成する手段は、前記凸部を加温する手段を備えており、
前記被印刷基板に転写した前記インキ膜と前記予備層のうち、予備層のみを除去する手段を備えていることを特徴とする印刷装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の印刷装置において、前記オープン不良部を検出する検出ユニットを具備していることを特徴とする印刷装置。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれかに記載の印刷装置において、前記凸部が１０μｍ角以上３０μｍ角以下の範囲内に納まるサイズであることを特徴とする印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極配線における微小なオープン不良の修正方法と修正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子部品の低コスト化および微細化に対応するため、電子部品が備える配線や絶縁層などのパターン状の被膜をウェット製膜法である印刷法によって形成することが試みられている。
【０００３】
印刷法のなかでも、微細なパターンを形成可能な印刷法として、反転オフセット印刷法が検討されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
図３に反転オフセット印刷装置１０の模式図を示す。図３中の白抜き矢印は移動方向または回転方向を示している。図３には、筒状のインキ膜形成基材１２と、インキ膜形成基材１２にインキを供給しインキ膜１３とするインキ供給手段１１と、インキ膜形成基材１２上に形成されたインキ膜１３からインキ膜不要部１３ｂを除去する凸版１４と、インキ膜形成基材１２上に残されたインキ膜必要部１３ａが転写されて印刷物となる被印刷基板１５と、凸版１４と被印刷基板１５を、それぞれ印刷に適切な位置へ搬送する除去版定盤１６と定盤１７と、が示されている。インキ膜形成基材１２にはインキ膜１３が剥がれ易いようにインキ易剥離性を有した材質のものを用いるか、それとも表面処理を行い、インキ易剥離性を持たせるようにしてある。例えばシリコーンゴムが用いられる。また、凸版１４はガラス版や金属版を用い、定盤１６に吸着設置する。
【０００５】
なお、ここでインキ膜必要部１３ａとインキ膜不要部１３ｂとは、被印刷基板１５上でそれぞれ、インキ膜が形成される部位とインキ膜が形成されない部位と、に対応するインキ膜形成基材１２上の部位を指している。
【０００６】
図４を使用して、印刷工程を、順を追って説明する。なお、図４中の白抜き矢印は移動方向または回転方向を示している。
まず、インキ供給手段１１からインキをインキ膜形成基材１２上に塗布してインキ膜１３を形成する（図４（ａ））。このとき、インキはインキ膜形成基材１２上で予備乾燥状態に置かれ、溶媒の一部を失ってインキ膜１３となる。ついで、該インキ膜１３に対し所定形状の凸版１４を接触させて該インキ膜１３のインキ膜不要部１３ｂを転写してインキ膜形成基材１２から除去する（図４（ｂ））。ここでは凸版１４としてインキ膜必要部１３ａに対応する部位が凹部、インキ膜不要部１３ｂに対応する部位が凸部となった凸版を使用している。次に、該インキ膜形成基材１２上に残った該インキ膜必要部１３ａを被印刷基板１５に転写して、印刷物を得ることができる（図４（ｃ））。
【０００７】
このような凸版反転オフセット印刷法によりパターンを形成する例として、基材上に導電性インキを用いて印刷を行い、電磁波シールドを作製することが提案されている（特許文献２参照）。このほか、さまざまなパターンを印刷した印刷物の製造が望まれている。特に、凸版反転オフセット印刷法は他のウェット製膜法に比べ、形成した印刷物の断面形状を矩形形状にしやすいため、電極配線パターンなどの形成に有利である。
【０００８】
しかしながら、凸版反転オフセット印刷法を含むウェット製膜法による細線パターンの形成は、ドライ製膜法によるものと比べて歩留まりが低下しやすいといった問題がある。歩留まりを低下させる不良の主なものに、ショート不良とオープン不良がある。
【０００９】
ショート不良についてはレーザー照射などによってショート部分を除去することで修正が可能なため比較的対応は簡単であるが、オープン不良の修正については断線しているオープン部に導電性材料による穴埋めが必要となり、難易度が高い。例えばイオンビーム・デポジションを用いる方法（特許文献３）や、導電ペーストを塗布してレーザー光などで固定する方法（特許文献４）など様々な方法が考えられている。
【００１０】
しかしながら、これらのオープン不良の修正方法は時間を要する問題がある。低コスト、短タクトの高い生産性を要求される電極配線作製工程においては、不良の修正に高いコストや長い時間をかけることが難しいため、イオンビーム・デポジションを用いる方法や導電ペーストを塗布してレーザー光などで固定する方法より処理速度が速く、短時間で修正可能なオープン不良の修正技術が待望されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特公昭６０−２９３５８号公報
【特許文献２】特開２００５−１７５０６１号公報
【特許文献３】特開昭６２−１１９９１１号公報
【特許文献４】特開２００９−６４８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、電極配線における微小なオープン不良の修正を、イオンビーム・デポジションを用いる方法や導電ペーストを塗布してレーザー光などで固定する方法より効率的に修正可能な修正方法及び修正装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するための本発明の第一の態様は、導電性を有したインキをインキ膜形成基材上に塗布してインキ膜を形成するインキ膜形成工程と、
凸版の凸部に予備層を形成する予備層形成工程と、
予備層を形成した凸版をインキ膜形成基材と接触させて、凸版の凸部の予備層上にインキ膜を転写する一次転写工程と、
凸版の凸部を被印刷基板上に形成された配線のオープン不良部に接触させ、インキ膜と予備層を配線のオープン不良部に転写する二次転写工程と、を備えていることを特徴とする電極配線のオープン不良修正方法である。
【００１４】
本発明の第二の態様は、第一の態様に記載の前記インキ膜形成工程から前記二次転写工程までを終了後、前記被印刷基板に転写した前記インキ膜と前記予備層のうち、予備層のみを除去する除去工程を備えていることを特徴とする電極配線のオープン不良修正方法である。
【００１５】
本発明の第三の態様は、第一の態様に記載の電極配線のオープン不良修正方法を実施する印刷装置であって、
導電性を有したインキをインキ膜形成基材上に塗布してインキ膜を形成する手段と、
凸版の凸部に予備層を形成する手段と、
予備層を形成した凸版の凸部をインキ膜形成基材と接触させて凸版の凸部の予備層上にインキ膜を転写する手段と、
凸版の凸部を被印刷基板上に形成された配線のオープン不良部に接触させ、インキ膜と予備層とを配線のオープン不良部に転写する手段と、を備えており、
凸版の凸部に予備層を形成する手段は、前記凸部を加温する手段を備えていることを特
徴とする印刷装置である。
【００１６】
本発明の第四の態様は、第二の態様に記載の電極配線のオープン不良修正方法を実施する印刷装置であって、
導電性を有したインキをインキ膜形成基材上に塗布してインキ膜を形成する手段と、
凸版の凸部に予備層を形成する手段と、
予備層を形成した凸版の凸部をインキ膜形成基材と接触させて凸版の凸部の予備層上にインキ膜を転写する手段と、
凸版の凸部を被印刷基板上に形成された配線のオープン不良部に接触させ、インキ膜と予備層とを配線のオープン不良部に転写する手段と、
オープン不良部に転写する手段により配線のオープン不良部に転写されたインキ膜と予備層のうち、予備層のみを除去する予備層除去ユニットを備えており、
凸版の凸部に予備層を形成する手段は、前記凸部を加温する手段を備えており、
前記被印刷基板に転写した前記インキ膜と前記予備層のうち、予備層のみを除去する手段を備えていることを特徴とする印刷装置である。
【００１７】
本発明の第五の態様は、第三の態様または第四の態様に記載の印刷装置において、前記オープン不良部を検出する検出ユニットを具備していることを特徴とする印刷装置である。
【００１８】
本発明の第六の態様は、第三の態様〜第五の態様のいずれかに記載の印刷装置において、前記凸部が１０μｍ角以上３０μｍ角以下の範囲内に納まるサイズであることを特徴とする印刷装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、電極配線における微小なオープン不良を、イオンビーム・デポジションを用いる方法や導電ペーストを塗布してレーザー光などで固定する方法より効果的に修正可能な修正方法及び印刷装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による印刷を説明する工程の模式図である。
【図２】本発明による印刷物を説明する模式図である。
【図３】反転オフセット印刷機の構成例を説明する模式図である。
【図４】反転オフセット印刷法の工程例を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２２】
本発明の実施形態について、図１をもとに説明する。インキ供給手段１１からインキをインキ膜形成基材１２上に塗布する（図１（ａ）参照）。塗布後、インキはインキ膜形成基材１２上で予備乾燥され、溶媒の一部を失ってインキ膜１３となる。ついで、インキ膜１３に対し凸版の凸部１８を押し当てることで、凸版の凸部１８表面に転写用インキ膜２０を転写させる（一次転写）(図１（ａ）、（ｂ）参照)。その際、凸版の凸部１８表面には事前に予備層１９を形成しておく（図１（ａ）参照）。その後、凸版の凸部１８を被印刷基板１５に押し当てることで、凸版の凸部１８上の転写用インキ膜２０が予備層１９とともに被印刷基板１５に転写する（二次転写）(図１（ｃ）、（ｄ）、（ｅ)参照）。その際、凸版の凸部１８を加熱することで、予備層１９の剥離を容易にすることが出来る。その後、予備層１９を現像等により除去することで、印刷物３０を得ることが出来る(図１（ｆ）参照）。
【００２３】
電極配線のオープン不良修正に用いる場合は、被印刷基板１５上の電極配線２１中のオープン不良部２２にピンポイントで凸版の凸部１８を接触する必要がある。その場合、修正する不良サイズより一回り程度大きいサイズの凸版の凸部１８を用いた方が良い。図２（ａ）に示すようなオープン不良２２に対しては、図２（ｂ）に示すようにオープン不良部２２を穴埋めすることで、不良修正が可能である。
【００２４】
（インキ膜形成基材）
本発明に用いられるインキ膜形成基材１２の材料としては、インキ膜１３の形成が可能であって、インキ易剥離性があり凸版の凸部１８の予備層１９へのインキ膜１３の転写が可能なものが用いられる。求められる性能が一般的な反転オフセット印刷に用いるものと類似しているため、反転オフセット印刷用のインキ膜形成基材１２を用いることが可能である。
【００２５】
インキ膜形成基材１２では、ある程度の柔軟性を有しているが変形は少ない材料が好ましい。例えば、シリコーン系エラストマー、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴムなどを薄くしたものを用いることができる。もしくは、基材自体の柔軟性、伸縮性を重視し、樹脂フィルムなどを用いることも出来る。その場合、フィルム表面にインキ易剥離性を付与するため、インキ膜形成基材１２表面にフッ素樹脂およびシリコーンの塗布、プラズマ処理、ＵＶオゾン洗浄処理などの表面処理を施しても良い。
【００２６】
（インキ）
用いられるインキとしては、製造する印刷物の種類に応じて調整すればよく、金、銀、銅、ニッケル、白金、パラジウム、ロジウムなどの金属微粒子分散液に必要に応じて各種添加剤を加えた導電性インキなどが使用可能であるが、これらに限定されるものではない。
【００２７】
（インキ供給手段）
インキ膜形成基材１２上へのインキの供給手段１１としては、均一なインキ膜１３が形成できればよく、バーコート、ダイコート、キャップコート、スピンコート、スリットコート法等を用いることができるが、これらに限定されるものではない。
【００２８】
（本発明における印刷方法）
一般的な凸版反転オフセット印刷と異なり、本発明による印刷ではインキ膜形成基材１２上でインキ膜のパターニングの必要はない。一般的な凸版反転オフセット印刷では、インキ膜形成基材１２表面に形成されたインキ膜１３から、不要なパターンを凸版１４に転写することで除去し、一度、インキ膜形成基材１２表面にパターニングされたインキパターンを被印刷基板に転写する。本発明による印刷では、インキ膜形成基材１２表面に形成されたインキ膜１３から凸版の凸部１８に転写用インキ膜２０を転写（一次転写）し、更に凸版の凸部１８から被印刷基板１５に転写用インキ膜２０を転写(二次転写）する。
【００２９】
通常、インキ膜形成基材１２はインキ易剥離性を有したものであるため、インキ膜形成基材１２から凸版の凸部１８へのインキ膜１３の転写は可能である。すなわち、凸版の凸部１８とインキ膜１３との密着力は、インキ膜１３とインキ膜形成基材１２との密着力より大きく設定する。一方で、更に凸版の凸部１８から被印刷基板１５に同様に転写用インキ膜２０の転写を行うためには、凸版の凸部１８のインキ剥離性を、インキ膜形成基板１２と被印刷基板１５の中間に調整する。すなわち、凸版の凸部１８とインキ膜１３との密着力およびインキ膜１３と被印刷基材１２との密着力より小さく設定する。そのような材料の選択は一般的には困難であり、難易度が高い。
【００３０】
本発明においてはその解決策として、一次転写前に凸版の凸部１８表面に予備層１９を設ける。予備層１９は、凸版の凸部１８に対して加熱などの外的要因によって剥離することが可能なものを用いる。あるいは、凸版の凸部１８を加熱する温度を、予備層１９の物性に合せて調整する。二次転写の際に、一次転写によって予備層１９表面に転写された転写用インキ膜２０は、予備層１９とともに凸版の凸部１８から剥離し、被印刷基板１５に転写される。二次転写の際にも、凸版の凸部１８を加熱する温度を、予備層１９の物性に合せて調整し、良好に転写させることができる。
【００３１】
（予備層）
予備層１９材料としては、二次転写時に凸版１４から容易に剥離が可能であって、インキ膜１３に対して影響がないものであれば、何を用いても良く、剥離方法によって選択される。例えば、剥離方法として凸版を加熱するのであればポリエチレンなどの熱可塑性樹脂を用いることが出来る。
【００３２】
凸版の凸部１８上への予備層１９の形成方法としては、均一な薄膜形成できればよく、例えば予備層１９となる材料を溶解させた溶液を、平面基板上にバーコート、ダイコート、キャップコート、スピンコート、スリットコート等で薄く塗り、乾燥前に凸版の凸部１８を触れさせることで凸版の凸部１８に予備層１９である薄膜を形成することが出来る。
【００３３】
本発明において、転写するパターンは凸版の凸部１８の形状による。より大きく、複雑なパターンの印刷であっても、凸版の凸部１８が形成できれば印刷は可能である。しかしながらその場合、予備層１９の剥離などで不具合が生じやすくなるなどの問題がある。そのため、本発明においては配線のオープン修正など極小サイズの印刷に有利であって、大サイズ高精細パターンに対しては、例えば一般的な凸版反転オフセット印刷などを用いる方がより安定的でより精度の高い印刷が可能である。
【００３４】
適正な凸版の凸部１８のサイズとしては、１０μｍ角から３０μｍ角の範囲内に納まるサイズのドット形状が考えられる。これよりも小さいサイズでは被印刷基板１５と転写用インキ膜２０の吸着性の方が弱くなり、これよりも大きなサイズでは予備層１９の剥離性が弱くなってしまい、転写不良が起きやすくなる。
【００３５】
二次転写後、予備層１９の材料を溶解可能な溶液を用いて、凸版の凸部１８から予備層１９のみの除去を行うことができる。しかしながら、予備層１９の除去については必須ではなく、必要に応じて選択的に行えば良い。
【実施例】
【００３６】
（実施例１）
ガラス基板上にスパッタ法により形成した厚み１００ｎｍの銀（Ａｇ）薄膜を、フォトリソグラフィー技術を用いて、長辺幅１ｍｍ、短辺幅２０μｍのＡｇ電極配線パターン３０本を形成した。その後、レーザー照射により、全Ａｇ電極配線の長辺方向中央部のＡｇ薄膜を５μｍ幅分ほど除去することで、故意にオープン不良部を５個形成し、修正評価用配線基板とした。修正評価用配線基板は２０枚作製した。
【００３７】
次に、オープン不良修正装置として用いた凸版反転オフセット印刷機の１００ｍｍ×１００ｍｍのブランケットにスリットダイコーターを用いて導電性インクを塗布した後、室温で乾燥させることでブランケット上にインク膜を形成した。
【００３８】
次に、トルエンにポリエチレン樹脂を溶解させたポリエチレンインキを、ガラス基板上にスリットダイコーターを用いて塗布した後、すぐに凸版反転オフセット印刷機の除去版の凸部を接触させ、除去版の凸部上にポリエチレン樹脂による予備層を形成した。除去版
の凸部は直径２０μｍの円柱であるものを用いた。
【００３９】
次に、ブランケット上のインク膜に、除去版の凸部を接触させインク膜をブランケット上から予備層の表面へ転写させた。
【００４０】
次に、予備層とインキ膜が付与された除去版の凸部を修正評価用配線基板のオープン不良部に接触させると同時に、除去版の凸部を１５０℃に加熱を行うことにより、予備層とインキ膜を修正評価用配線基板に作製したオープン不良部に転写させた。
【００４１】
次に、予備層とインキ膜が転写された修正評価用配線基板を、オーブンを用いて１８０℃で３０分間、加熱、焼成した。その後、テスターにて配線両端でのオープン不良チェックを行った。光学顕微鏡観察によるオープン不良チェックを行った。これらのチェックは修正評価用配線基板２０枚に対して行った。
【００４２】
（比較例１）
予備層を形成しなかったこと以外は実施例１と同様に行った。
【００４３】
（比較例２）
除去版の凸部直径が８μｍの円柱である版を用いたこと以外は、実施例１と同様に行った。
【００４４】
（比較例３）
除去版の凸部直径が５０μｍの円柱である版を用いたこと以外は、実施例１と同様に行った。
【００４５】
実施例１と比較例１〜３における、テスターによるオープン不良チェックの結果と光学顕微鏡によるオープン不良観察の結果を表１に示す。それぞれの結果は、修正評価用配線基板１枚あたりのオープン不良個数の平均値である。なお、テスターによるオープン不良チェックは、電気抵抗の値をテスターで調べて断線の有無をチェックした。光学顕微鏡によるオープン不良観察は、断線部の画像を明確に確認可能な倍率にて顕微鏡観察を行い、本来の線幅の１／２以下の線幅になっている場合を断線（オープン不良）と判断した。
【００４６】
【表１】
2019064221.tif 000003
【００４７】
表１に示す結果より、本発明を用いることで電極配線における微小なオープン不良を修正できることがわかった。具体的には、予備層を設けることでより転写安定性が向上し、オープン不良を修正できることがわかった。また、適正なサイズである除去版の凸部を備えた版を用いることにより、転写安定性が向上し、オープン不良を修正できることがわかった。
【符号の説明】
【００４８】
１０    反転オフセット印刷機
１１    インキ供給手段
１２    インキ膜形成基材
１３    インキ膜（予備乾燥したインキ）
１３ａ    インキ膜必要部
１３ｂ    インキ膜不要部
１４    凸版
１５    被印刷基板
１６    除去版定盤
１７    定盤
１８    凸版の凸部
１９    予備層
２０    転写用インキ膜
２１    電極配線
２２    オープン不良部
２３    加熱された版凸部
３０    印刷物
【図１】
2019064221.tif 000004
【図２】
2019064221.tif 000005
【図３】
2019064221.tif 000006
【図４】
2019064221.tif 000007