(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブランケット上にインキを塗布してインキ塗布面を形成し、該インキ塗布面に凸版を押圧して該凸版に接触する部分のインキをブランケット上から除去したのち、前記ブランケット上に残ったインキを被印刷体に転写する印刷方法によって電子部品を製造する方法であって、
導電性インキ、絶縁性インキ、半導体インキからなる群から選択される１種又は２種以上のインキによるパターンを２層以上積層させて印刷するものであり、前記ブランケット上から被印刷体に転写される際に、ブランケット上から転写されるインキの動的粘性率が、既に被印刷体に転写されているインキの動的粘性率より小さいことを特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項２】
積層させて印刷された部分においてそれぞれのインキ層がそれぞれのインキに固有の特性を維持している、請求項１記載の電子部品の製造方法。
【請求項３】
前記ブランケットから被印刷体に転写により形成したインキ層を、被印刷体上にて電子線及び／又は紫外線で硬化する、請求項１又は２記載の電子部品の製造方法。
【請求項４】
前記被印刷体に対して先に転写されるインキのＰ／Ｒ比が、前記被印刷体に対して後に転写されるインキのＰ／Ｒ比よりも大きい、請求項１、２又は３記載の電子部品の製造方法。
ただしインキのＰ／Ｒ比とは、該インキ中に分散されて存在する固形成分Ｐと該インキ中に溶存する樹脂成分ＲとのＰ／Ｒで表される体積比率をいう。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷方法によって電子部品を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、印刷によって電子部品を製造する方法としては、例えば下記の文献に記載がある。
特許文献１には、円圧型オフセット印刷機を用いてレジストパターンを形成する薄膜トランジスタ回路の形成方法において、転移速度と転写速度とを調整して寸法誤差を抑える方法が記載されている。
特許文献２には、印刷法によりコア絶縁層上に導体層を形成し、次いで印刷法により導体層上に穴のある絶縁層を形成し、さらに印刷法により前記穴を電磁気特性材料で充填して配線板を製造する方法が記載されている。
特許文献３には、フォトリソグラフィー法を用いずに、簡単な設備によりファインパターンを有する印刷配線板を製造するため、機能性材料を離型性面に塗布して塗布面を形成し、前記塗布面に所定形状の凸版を押圧して凸版の凸部分に前記機能性材料を転写して除去し、塗布面に残った前記機能性材料を基板に転写し、転写した機能性材料の塗膜を加熱乾燥する工程からなる印刷配線板の製造方法が記載されている。
特許文献４には、印刷法により良好なファインパターンを有する絶縁層を形成するため、２５℃における粘度が５０ｍＰａ・ｓ以下である絶縁性インクを離型性面上に塗布し、次いで逆パターンをなす凸部を有する凸版を前記塗膜に押圧して前記離型性面上から前記逆パターンをなす前記塗膜を除去し、さらに前記離型性面に残存した塗膜を基板に転写して固化することにより所定パターンを有する絶縁層を形成する方法が記載されている。
特許文献５には、特定の物性を有する有機溶剤を含有する印刷インキ組成物をシリコーン樹脂膜の表面上に塗布し、その塗膜の一部を凸版の凸部表面上に転写したのち、前記シリコーン樹脂膜上に残存した塗膜を基板の表面上に転写後、乾燥させることで樹脂膜を形成する方法が記載されている。
【特許文献１】特開平７−２４０５２３号公報
【特許文献２】特開２００３−１１０２４２号公報
【特許文献３】特開２００５−０５７１１８号公報
【特許文献４】特開２００５−３５３７７０号公報
【特許文献５】特開２００６−０４５２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来、通常の印刷で用いられるインキは液状またはペースト状であり、連続して印刷すると先刷りインキ層と後刷りインキ層の混ざり合いが起きる。このため、インキを乾燥させた後、次のインキ層を印刷するのが一般的である。グラフィック用途のオフセット印刷であればインキの粘度が高く、混ざり合いが軽微なため、インキを乾燥することなく連続して印刷する場合もあるが、導電性インキと絶縁性インキを重ね刷りして両者の特性を維持できる可能性はほとんど無い。
しかしながら各層の印刷工程の間に乾燥工程を設けると、工程数が増大して生産性の低下につながる上、加熱による寸法精度低下が起きる。特に、従来、印刷回路に多用されているフレキシブル基板は、耐熱性が問題となる。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、各層の印刷工程の間に乾燥工程を設ける必要がなく、生産性の向上や寸法精度の確保を図ることが可能な電子部品の製造方法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】
【０００５】
前記課題を解決するため、本発明は、ブランケット上にインキを塗布してインキ塗布面を形成し、該インキ塗布面に凸版を押圧して該凸版に接触する部分のインキをブランケット上から除去したのち、前記ブランケット上に残ったインキを被印刷体に転写する印刷方法（本明細書ではこの印刷方法を凸版反転印刷法とも称する。）によって電子部品を製造する方法であって、導電性インキ、絶縁性インキ、半導体インキからなる群から選択される１種又は２種以上のインキによるパターンを２層以上積層させて印刷するものであり、前記ブランケット上から被印刷体に転写される際に、ブランケット上から転写されるインキの動的粘性率が、既に被印刷体に転写されているインキの動的粘性率より小さいことを特徴とする電子部品の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ブランケット上でインキの粘度を急上昇させることができるので、重ね刷りしても混合やコンタミネーションが少ない。また、印刷工程の間に乾燥工程を設けないので、印刷したパターンの寸法精度を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、最良の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。図１は、本発明の電子部品の製造方法で用いる印刷方法の説明図である。なお、図１は、印刷工程を模式的に示す図面であって、寸法の比例関係などは特に実態を反映させたものではない。
【０００８】
図１に示すように、本発明において用いる印刷装置は、胴１１，１１Ａの表面に取り付けたブランケット１２，１２Ａと、ブランケット１２，１２Ａ上にインキを塗布するためのインキ塗布装置１３，１３Ａと、被印刷体４に形成するパターンを反転させたパターンに凸部１５，１５Ａを有する凸版１４，１４Ａとを必須として構成されている。目的とするパターンを反転させたパターンを有する凸版１４，１４Ａとは、被印刷体４に形成されるパターンに対応して凹部１６，１６Ａを、また、被印刷体４に形成されるパターンではない領域に対応して凸部１５，１５Ａを有するものである。
この印刷装置のブランケット１２，１２Ａには、シリコーンゴム等の一定の離型性を持つ材料を用いることが好ましい。インキ塗布装置１３，１３Ａとしては、例えばインクジェットや各種コーター等が挙げられる。
【０００９】
本発明では、電子部品を構成する各層を形成するため、それぞれの層に求められる特性を有する材料を配合したインキを用いて印刷を行う。
電子部品としては、配線基板、ＴＦＴ、ＣＭＯＳ、有機ＥＬ素子、積層セラミックコンデンサ等が挙げられる。
【００１０】
（インキ）
凸版反転印刷法による電子部品の製造に用いられるインキとしては、導電性インキ、絶縁性インキ、半導体インキからなる群から選択される１種又は２種以上が用いられる。これらのインキとして、例えば、樹脂（高分子）や溶剤などを主体とし、任意に種々の成分を添加したものが挙げられる。例えば、導電性インキの場合には金属粉や有機導電体（導電性高分子）等の導電性材料を配合し、半導体インキの場合には無機半導体または有機半導体を配合する。絶縁性インキの場合は、樹脂自体の絶縁性でインキの絶縁性を確保しても良いし、他に抵抗体や高誘電体等、特性の優れた絶縁体を添加しても良い。
【００１１】
インキに配合される溶剤としては、炭化水素系、アルコール系、ケトン系、エーテル系、エステル系などの各種有機溶剤が挙げられる。
インキは、電子線硬化性化合物及び／又は紫外線硬化性化合物を含有し、電子線及び／又は紫外線の照射によって硬化層を形成できるものを用いることができる。本発明で用いるインキには、その他、必要に応じて各種の添加剤を添加することができる。
【００１２】
次に、上記のインキによるパターンを被印刷体上に形成するための印刷方法について説明する。印刷工程は、大きく分けると、ブランケット上にインキを塗布してインキ塗布面を形成するインキ塗布工程、該インキ塗布面に凸版を押圧して該凸版に接触する部分のインキをブランケット上から除去するパターン形成工程、前記ブランケット上に残ったインキを被印刷体に転写する転写工程からなり、これらの各工程を、被印刷体上に設けるインキ層の数に応じて必要な回数だけ繰り返す。印刷後、被印刷体上に形成された１層のインキ層を、または複数積層されたインキ層を、加熱又は電子線若しくは紫外線等により、硬化及び／又は乾燥させる。
【００１３】
被印刷体４上にインキによって形成されるパターンは、目的とする電子部品の構成に必要な層数形成すればよい。インキ塗布工程、パターン形成工程、転写工程を備える印刷方法（凸版反転印刷法）を利用することにより、膜厚が一定のインキ層５を容易に形成できるとともに、所望の層数のインキ層をウェット・オン・ウェットで積層（すなわち、乾燥していないインキ層の上に乾燥していないインキを積層）することができる。本発明において、電子部品を構成するインキ層の層数には何ら制限を設けられることはなく、１層のみの構成でも良いし、又は複数層で形成しても良い。本発明は、インキ層を２層以上積層する場合（インキ層のパターンの一部が他のインキ層の上に重なる場合を含む。）特に好適である。複数のインキ層をウェット・オン・ウェットで積層した後、被印刷体４上で全層を一度に硬化及び／又は乾燥させる場合、硬化及び／又は乾燥の工程が一度で済むとともに、層間の寸法関係及び位置関係を容易に維持できるという利点がある。
【００１４】
（インキ塗布工程）
印刷工程では、まず、図１（ａ）に示すように、インキ塗布装置１３を用いてブランケット１２上にインキを塗布してインキ塗布面１を形成する。インキ塗布面１は、ブランケット１２の全面に設けてもよく、また、ブランケット１２の表面の一部でもよい。
【００１５】
（パターン形成工程）
次に、図１（ｂ）に示すように、インキ塗布面１に凸版１４を押圧して該凸版１４に接触する部分のインキ２をブランケット１２上から除去する。この工程により、被印刷体４にパターンが形成される部分のインキ３はブランケット１２上に残り、それ以外のインキ２は凸版１４上に転移して除去される。
【００１６】
（転写工程）
次に、図１（ｃ）に示すように、ブランケット１２上に残ったインキ３を被印刷体４に転写する。この工程により、所望のパターンを有するインキ層５を被印刷体４に形成することが可能である。
本発明において、均一な塗布膜を形成するため低粘度のインキを用い、インキ塗布装置１３からブランケット１２上に塗布される段階のインキは低粘度とされる。しかし、インキ塗布工程から転写工程までの間に、インキ３中の溶剤が乾燥し、又はブランケット１２上でインキ中の溶剤がブランケット１２に吸収される結果、ブランケット１２上のインキ３の粘度が急上昇する。これにより、先刷りインキ層と後刷りインキ層の混ざり合いを防止できるので、各層の印刷工程の間に乾燥工程を設ける必要がなく、乾燥せずに重ね刷りが可能となり、積層印刷された部分においてそれぞれのインキ層５がそれぞれのインキに固有の特性を維持することができる。
なお、本発明において、「それぞれのインキ層がそれぞれのインキに固有の特性を維持する」とは、インキが導電性インキの場合には、導電性インキからなるインキ層が該導電性インキの導電性を維持することであり、インキが絶縁性インキの場合には、絶縁性インキからなるインキ層が該絶縁性インキの絶縁性を維持することであり、インキが半導体インキの場合には、半導体インキからなるインキ層が該半導体インキの半導体特性を維持することである。
【００１７】
インキによるパターンを複数層（２層以上）形成する場合、例えば１層目のインキ層５と重なるように２層目のインキ層５Ａを積層するときには、図１（ｄ）〜（ｆ）に示すように、インキ塗布装置１３Ａを用いて第２のブランケット１２Ａ上に第２のインキを塗布して第２のインキ塗布面１Ａを形成する第２のインキ塗布工程、第２のインキ塗布面１Ａに第２の凸版１４Ａを押圧して第２の凸版１４Ａに接触する部分の第２のインキ２Ａを第２のブランケット１２Ａ上から除去するパターン形成工程、第２のブランケット１２Ａ上に残った第２のインキ３Ａを被印刷体４に転写する転写工程を、１層目のインキ層５の形成と同様の印刷方法によって行う。第２の凸版１４Ａは、被印刷体４に形成される２層目のインキ層５Ａのパターンに対応して凹部１６Ａを、また、被印刷体４に形成される２層目のインキ層５Ａのパターンではない領域に対応して凸部１５Ａを有するものである。
なお、図１では説明の都合上、２層目のインキ層５Ａの印刷に用いるブランケット胴１１Ａは、１層目のインキ層５の印刷に用いるブランケット胴１１と異なるものとして符号を区別したが、本発明では、同一のブランケット胴を使用することもできる。また、膜厚を厚くするため等の理由で、１層目と２層目と同じインキを印刷することもあり、このときは第１のインキ３と第２のインキ３Ａは同じインキとなる。積層するインキ層５，５Ａのパターンが互いに同じ場合は、それぞれのインキのパターンを形成する凸版１４，１４Ａとして、同じ凸版を用いることもできる。
【００１８】
２層以上の層数を形成する印刷において、後から重ね刷りするインキ３Ａがブランケット１２Ａ上から被印刷体４に転写される際に、ブランケット１２Ａ上から転写されるインキ３Ａの動的粘性率が、既に被印刷体４に転写形成されたインキ層５の動的粘性率より小さいことが好ましい。これにより、ブランケット１２Ａ上のインキ３Ａを、それぞれのインキに固有の特性を維持したまま被印刷体４上に転写して、インキの混ざり合いのない積層構造（５，５Ａ）を形成することができる。
既に被印刷体４に転写されているインキ５の動的粘性率を大きくするため、次のインキを転写する前に、電子線及び／又は紫外線でインキ層５を硬化する工程を行うことができる。この硬化工程を行う場合、該インキ層５は、電子線硬化性化合物及び／又は紫外線硬化性化合物を含有するインキを用いて形成する。電子線硬化及び／又は紫外線硬化によれば、加熱乾燥や熱硬化による場合に比べてインキ層５の寸法変化を抑制できるので、パターンの寸法精度を維持することができる。
【００１９】
また、被印刷体４に対して先に転写されるインキのＰ／Ｒ比が、被印刷体４に対して後に転写されるインキのＰ／Ｒ比よりも大きいことが好ましい。これにより、先に転写形成されたインキ層５の動的粘性率が後から転写されるインキ３Ａの動的粘性率より大きくなり、ブランケット１２Ａ上のインキ３Ａを、それぞれのインキに固有の特性を維持したまま被印刷体４上に転写して、インキの混ざり合いのない積層構造（５，５Ａ）を形成することができる。
ただしインキのＰ／Ｒ比とは、該インキ中に分散されて存在する固形成分Ｐと該インキ中に溶存する樹脂成分ＲとのＰ／Ｒで表される体積比率をいう。ここで、固形成分Ｐとは、インキ中において溶剤に溶解しない成分である。固形成分Ｐの例としては、例えば導電性インキにおける金属粉等の導電性粉末が挙げられる。また、樹脂成分Ｒとは、ポリマー並びに硬化性化合物（硬化によりポリマーを与えるモノマー及びオリゴマー）であって、インキ中において溶剤に溶解したものを言う。
インキのＰ／Ｒ比の調整は、電子部品の各層を構成するインキごとに、被印刷体へ積層する順序に鑑みてインキの各成分の配合比を設定することによって行うことができる。
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば、ブランケット１２，１２Ａ上でインキ３，３Ａに含まれる溶剤分を飛ばして、ブランケット１２，１２Ａ上のインキ３，３Ａの粘度を上昇させることができるので、重ね刷りしても混合やコンタミネーションが少ない。また、印刷工程の間に乾燥工程を設けずに積層構造（５，５Ａ）を形成できるので、被印刷体に印刷したインキ層のパターンの寸法精度を維持することができる。
【実施例１】
【００２１】
＜導電層、絶縁層及び絶縁層の製造プロセス＞
図２を参照して、導電層２２、絶縁層２３及び導電層２４の３層からなる積層構造２０の製造プロセスを例示する。
１．Ａｇインキ、またはポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）分散液等の導電性インキを基板２１の上に凸版反転印刷法にて印刷し、第１の導電層２２を形成する。
２．次いで、ポリビニルフェノール（ＰＶＰ）溶液、ポリヒドロキシエチル・メタクリレート（ＰＨＥＭＡ）溶液、またはシアノエチルプルラン溶液等、または、必要に応じて絶縁体を分散させた分散液等の絶縁性インキを前記１．の第１の導電層２２の一部を含む基板２１の上に凸版反転印刷法にて印刷し、絶縁層２３を形成する。
３．次いで、ＡｇインキまたはＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ分散液等の導電性インキを前記１．及び２．の層２２，２３の一部を含む基板２１の上に凸版反転印刷法にて印刷し、第２の導電層２４を形成する。
４．積層印刷したインキ層２２、２３、２４を基板２１上で加熱により硬化させる。このようにして完成される積層構造２０では、図２（ｂ）のＡ−Ｂ間、Ｃ−Ｄ間が導通し、Ａ−Ｃ間が絶縁される。
【実施例２】
【００２２】
＜絶縁層、導電層及び絶縁層の製造プロセス＞
図３を参照して、絶縁層３２、導電層３３及び絶縁層３４の３層からなる積層構造３０の製造プロセスを例示する。
１．ポリビニルフェノール（ＰＶＰ）溶液、ポリヒドロキシエチル・メタクリレート（ＰＨＥＭＡ）溶液、またはシアノエチルプルラン溶液等、または、必要に応じて絶縁体を分散させた分散液等の絶縁性インキを基板３１の上に凸版反転印刷法にて印刷し、第１の絶縁層３２を形成する。
２．次いで、ＡｇインキまたはＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ分散液等の導電性インキを前記１．の第１の絶縁層３２の一部を含む基板３１の上に凸版反転印刷法にて印刷し、導電層３３を形成する。
３．次いで、ポリビニルフェノール（ＰＶＰ）溶液、ポリヒドロキシエチル・メタクリレート（ＰＨＥＭＡ）溶液、またはシアノエチルプルラン溶液等、または、必要に応じて絶縁体を分散させた分散液等の絶縁性インキを前記１．及び２．の層３２，３３の一部を含む基板３１の上に凸版反転印刷法にて印刷し、第２の絶縁層３４を形成する。
４．積層印刷したインキ層３２、３３、３４を基板３１上で加熱により硬化させる。このようにして完成される積層構造３０では、図３（ｂ）のＡ−Ｂ間が導通する。
【実施例３】
【００２３】
＜ボトムゲート型ＴＦＴ作成プロセス＞
図４を参照して、ボトムゲート型ＴＦＴ４０の作成プロセスを例示する。
１．Ａｇインキ、またはＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ分散液等の導電性インキを基板４１の上に凸版反転印刷法にて印刷してゲート電極４２を作成する。
２．次いで、ポリビニルフェノール（ＰＶＰ）溶液、ポリヒドロキシエチル・メタクリレート（ＰＨＥＭＡ）溶液、またはシアノエチルプルラン溶液等、または、必要に応じて絶縁体を分散させた分散液等の絶縁性インキを凸版反転印刷法にて印刷し、ゲート絶縁膜４３を作成する。
３．次いで、フルオレン−ジチオフェン共重合体（Ｆ８Ｔ２）溶液、またはポリ−３−ヘキシルチオフェン（Ｐ３ＨＴ）溶液等の有機半導体を含む半導体インキを凸版反転印刷法にて印刷し、半導体層４４を作成する。
４．次いで、Ａｇインキ、またはＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ分散液等の導電性インキを凸版反転印刷法にて印刷し、ソース電極４５及びドレイン電極４６を作成する。
５．積層印刷したインキ層４２、４３、４４、４５、４６を基板４１上で加熱により硬化させ、ボトムゲート型ＴＦＴ４０を完成させる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、配線基板、ＴＦＴ、ＣＭＯＳ、有機ＥＬ素子、積層セラミックコンデンサ等の各種電子部品の製造に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の電子部品の製造方法で用いる印刷方法を説明する概念図であって、（ａ）は第１インキ塗布工程、（ｂ）は第１パターン形成工程、（ｃ）は第１転写工程、（ｄ）は第２インキ塗布工程、（ｅ）は第２パターン形成工程、（ｆ）は第２転写工程を示す。
【図２】実施例１に係る導電層、絶縁層及び導電層の３層からなる積層構造を模式的に示す図面であって、（ａ）は（ｂ）中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、（ｂ）は平面図である。
【図３】実施例２に係る絶縁層、導電層及び絶縁層の３層からなる積層構造を模式的に示す図面であって、（ａ）は（ｂ）中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図、（ｂ）は平面図である。
【図４】実施例３に係るボトムゲート型ＴＦＴを模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１，１Ａ…インキ塗布面、２，２Ａ…凸版に接触する部分のインキ、３，３Ａ…ブランケット上に残ったインキ、４…被印刷体、５，５Ａ…被印刷体に転写されたインキ層（パターン）、１２，１２Ａ…ブランケット、１３，１３Ａ…インキ塗布装置、１４，１４Ａ…凸版。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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