CN101918222A - 制备胶印用凹版印刷板的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种制备胶印用凹版印刷板的方法。该方法包括如下步骤：用铜金属涂布玻璃基板；在涂布的铜金属上形成光刻胶膜；通过将光刻胶膜曝光然后使光刻胶膜显影以从一些光刻胶膜中除去光刻胶而形成所需的光刻胶图形；将镍镀到除去光刻胶的区域；以及除去剩余的光刻胶并抛光镀镍的表面。所述制备胶印用凹版印刷板的方法可以用于提供具有高图形精度(因为光刻胶图形是通过光刻法形成的)、优异的厚度均一性(因为使用了玻璃基板)和优异的耐久性(因为凹版印刷板的最外层表面是由镍制成的)的凹版印刷板。

Description

制备胶印用凹版印刷板的方法
技术领域
本发明涉及一种制备胶印用凹版印刷板(gravure plate)的方法，且更具体而言，涉及一种制备具有优异耐久性和精度并用于胶印的凹版印刷板的方法。
背景技术
胶印指的是一种印刷方法，其包括如下步骤：用油墨50填充具有所需印刷图形(printing pattern)的印刷板10，将填充在印刷板10中的油墨沿着形成的印刷图形转印至圆柱形橡皮布(blanket)20上，并通过旋转橡皮布20将所需的形状印刷在印刷对象30上(参见图1)。
这种胶印方法的优点在于可以精确地印刷几十微米的微图形(micropattern)，并且不浪费材料。因此，在平板显示(FPD)应用领域中，胶印方法已经显现为可以取代光刻法的新技术。在多种胶印法中，凹版胶印法以相对高的高度形成印刷图形，因此，已经考虑在需要高传导性(conductivity)的应用领域中将新技术引入到凹版胶印法中。
凹版胶印是通过如下步骤实现的：在具有优异平整度的一个基板上雕刻所需印刷图形的形状，用印刷油墨填充雕刻的印刷图形，将填充的油墨沿着雕刻的印刷图形转印至橡皮布上和将油墨再转印至印刷对象(基板)上。
至于凹版胶印法，决定印刷质量的主要因素包括：凹版印刷板的均匀厚度和平整表面，图形的精确加工等。玻璃为最近用于胶印的凹版印刷板的材料之一，并且由玻璃制成的凹版印刷板的优点在于其具有优异的图形精度、良好的平整度和优异的印刷质量，因为图形是使用光刻法(photolithographyand etching process)形成的。然而，这些材料(例如玻璃)的问题在于它们的耐久性较弱，并且在玻璃的表面上容易形成由金属材料制成的刮刀40引起的划痕。当在凹版印刷板的表面上形成划痕时，该划痕被油墨填充，该油墨转印至橡皮布上，然后直接转印在印刷对象上，这就是印刷次品的直接原因。由于上述问题，凹版胶印法的缺点在于在使用凹版玻璃板的胶印法中必须用新的凹版玻璃板频繁更换凹版玻璃板。
发明内容
技术问题
设计本发明以解决现有技术的问题，因此，本发明的一个目的是提供一种胶印用凹版印刷板，所述凹版印刷板具有优异的耐久性，同时保持与由玻璃制成的凹版印刷板相同的精度。
技术方案
根据本发明的一个方面，提供了一种制备胶印用凹版印刷板的方法。在此，所述方法包括如下步骤：用铜金属涂布玻璃基板；在涂布的铜金属上形成光刻胶膜；通过将光刻胶膜曝光然后使光刻胶膜显影以从一些光刻胶膜中除去光刻胶而形成所需的光刻胶图形；将镍镀到除去光刻胶的区域；和除去剩余的光刻胶并抛光镀镍的表面。
在这种情况下，用铜金属涂布玻璃基板的步骤可以使用溅射法实施，以及所述光刻胶可以包括干膜抗蚀剂。此外，将镍镀到除去光刻胶的区域的步骤通过使用无电镀法(electroless plating)或者电镀法实施。
有益效果
如上所述，根据本发明的一个示例性实施方式的方法制备的胶印用凹版印刷板具有高图形精度(因为光刻胶图形是通过光刻法形成的)、优异的厚度均一性(因为使用了玻璃基板)和优异的耐久性(因为凹版印刷板的最外层表面是由镍制成的)。
附图说明
图1为图示常规胶印法的图。
图2为显示根据本发明的一个示例性实施方式的制备胶印用凹版印刷板的方法的顺序操作的图。
图3为图示根据本发明的一个示例性的实施方式制备的凹版印刷板的图。
图4为图示通过使用根据本发明的一个示例性的实施方式制备的凹版印刷板印刷的印刷品的图。
图5为图示用于胶印法的常规凹版印刷板的图。
图6为显示通过使用胶印用常规凹版印刷板印刷的印刷品的图。
具体实施方式
根据本发明的一个示例性实施方式的制备胶印用凹版印刷板的方法的特征在于，所述方法包括如下步骤：用铜金属涂布玻璃基板；在涂布的铜金属上形成光刻胶膜；通过将光刻胶膜曝光然后使光刻胶膜显影以从一些光刻胶膜中除去光刻胶而形成所需的光刻胶图形；将镍镀到除去光刻胶的区域；和除去剩余的光刻胶并抛光镀镍的表面。
图2为显示根据本发明的一个示例性实施方式的制备胶印用凹版印刷板的方法的图。在下文中，参照图2更加详细地描述所述方法的每步操作。
(1)涂布铜金属的操作(A)
首先，用铜金属涂布玻璃基板。
由于玻璃优点在于其具有如上所述的均匀的厚度和优异的平整度，所以玻璃被用作本发明的基板从而保持了凹版印刷板的优异性能，例如表面平整度、厚度均一性等。
同时，可以使用本领域广为人知的广泛采用的铜涂布方法实施铜金属的涂布，例如溅射法等。例如，可以在惰性氛围下(Ar)以2至10kW的功率以及2至5毫托的压力在玻璃基板上通过溅射法实施根据本发明一个示例性实施方式的铜金属涂布。
在这种情况下，所述铜涂膜的厚度优选为大约50至500nm。当铜涂膜的厚度小于50nm时，可能形成厚度不均一的涂膜，并且可能形成没有充分涂布的区域。相反地，当铜涂膜的厚度超过500nm时，由于处理时间长，可能会增加制造成本。
(2)形成光刻胶膜的操作(B)
当根据上述操作将铜金属涂布在玻璃基板上时，将光刻胶涂布在铜涂膜上。
在本发明中，所述光刻胶可以包括，例如，液体光刻胶，例如环氧基负性光刻胶。在这种情况下，使用本领域广为人知的光刻胶涂布方法(例如旋涂法、台式涂布法(table coating)等)可以将光刻胶涂布在铜涂膜上。
根据本发明，膜型抗蚀剂也可以用作光刻胶。在这种情况下，可以通过将膜型抗蚀剂粘附至铜涂膜上形成光刻胶膜。所述膜型光刻胶可以有利地用于大型印刷涂布(large printing application)领域中，其优点在于不需要昂贵的涂布设备。
(3)曝光和显影操作(C)
当在铜涂膜上形成光刻胶膜完成时，使用光掩膜等对光刻胶膜进行选择性地紫外线曝光。例如，可以通过光掩膜将光刻胶膜进行紫外线曝光2至10秒来实施曝光。
当完成曝光后，用显影溶液使光刻胶膜显影，并从一些光刻胶膜中除去光刻胶得到所需的光刻胶图形。在这种情况下，可以使用本领域广为人知的光刻胶显影方法(例如浸渍法、喷雾法等)进行显影。在此，可以根据所使用的光刻胶的类型使用合适的显影溶液。当通过显影从一些光刻胶膜中除去光刻胶时，所述铜金属从除去光刻胶的区域中暴露出来。
(4)镀镍操作(D)
将镍镀到除去光刻胶并暴露出铜的区域上。镀镍可以通过常规的无电镀法或电镀法进行。
同时，必要时，在镀镍操作前优选实施一个酸洗步骤。这就是酸洗处理起到除去铜表面中的有机物质从而更容易实施镀镍步骤的作用的原因。
通过将基板浸渍到镀镍溶液中实施镀镍步骤。然而，可以通过如下步骤实施无电镀法：首先将酸洗过的基板浸渍在PdCl2水溶液中以将Pd催化剂(其是镍的无电镀法所需要的)引入至铜表面，接着将基板浸渍在Ni的无电镀溶液中。
镀镍时间和电流负荷可以根据镀镍的量和镀镍条件变化，以及对本领域技术人员显而易见的是，考虑通过经验或者实验可以找出最佳的镀镍条件。在无电镀法中，当将基板浸渍在Ni的无电镀溶液中1小时后，在基板上通常形成厚度为6至8微米的镍镀层。
(5)抛光操作(E)
当完成镀镍操作后，从玻璃基板中除去残留的光刻胶。可以通过如下步骤进行光刻胶的去除：将玻璃基板浸渍到强碱溶液(例如氢氧化钾水溶液)中，或者将玻璃基板加热至高温并保持预定的时间或更长的时间。
在这种情况下，当将氢氧化钾水溶液用作去除光刻胶的溶液时，氢氧化钾水溶液的浓度优选在大约0.5至3％范围内，以及浸渍时间优选在5至30分钟范围内。
同时，当通过加热玻璃基板除去光刻胶时，加热温度优选在大约300至500℃范围内，以及加热时间优选在大约30分钟至1小时范围内。
当通过上述操作除去所有的光刻胶后，用包含磨料的水溶液抛光Ni表面。也就是说，将包含磨料的水溶液涂覆到Ni表面上，并用无纺织物等轻轻揉擦Ni表面。
当以上述方式抛光Ni表面时，提高了Ni表面的表面平整度，这导致印刷质量的提高。
实施例
以3毫托的压力和5kW的功率将铜金属溅射至玻璃基板上(即，钠钙玻璃，购自KCC)，从而形成厚度为200nm的铜涂膜。
将负性类型干膜抗蚀剂(DFR，购自KOLON)粘附至所述铜涂膜上，然后使用波长为365nm的i线(i-line)紫外线通过光掩膜辐照2至10秒。接着，将1％Na2CO3的水溶液(显影溶液)喷雾到膜型光刻胶上，并使干膜抗蚀剂显影1至3分钟以形成光刻胶图形。
接下来，用5％的硫酸酸洗基板，在PdCl2水溶液中浸渍基板2分钟以将Pd催化剂引入至铜表面上，并将其浸渍在Ni的无电镀溶液中90分钟以将镍镀到基板上。在这种情况下，所述镀镍溶液是通过将200ml的Aurotech HP Nickel M-U、100ml的Aurotech HP Nickel A和10ml的氨水加入到1L水中制备的。通过镀镍形成的镀层的厚度为12微米。
在形成镍镀层后，将基板浸渍在1％的KOH水溶液中30分钟以除去光刻胶，以及用包含磨料(SPCCOK)的水溶液涂布在镍镀层的Ni表面上，并用无纺织物轻轻揉擦以制备胶印用凹版印刷板。
图3为根据上述的方法制备的胶印用凹版印刷板在印刷2000份之后的照片。如图3所示，其表明根据本发明的一个示例性的实施方式的胶印用凹版印刷板具有非常优异的耐久性，因为即使在印刷2000份之后，在该凹版印刷板上依然没有刮痕或损伤。此外，其还表明，当使用根据本发明的一个示例性的实施方式的具有优异耐久性的胶印用凹版印刷板进行印刷时，可以得到具有优异图像质量的印刷品，如图4所示。
同时，图5为市售可得的胶印用凹版印刷板(Jinyoung Co.，Ltd)在印刷300份之后的照片。如图5所示，其表明在常规凹版印刷板的情况下，在印刷300份之后玻璃基板损伤。当使用损伤的凹版印刷板进行印刷时，损伤的凹版印刷板的对应区域一起被印刷，这导致印刷品的图像质量差，如图6所示。

Claims (7)

1.一种制备胶印用凹版印刷板的方法，所述方法包括如下步骤：
用铜金属涂布玻璃基板；
在涂布的铜金属上形成光刻胶膜；
通过将光刻胶膜曝光然后使光刻胶膜显影以从一些光刻胶膜中除去光刻胶而形成所需的光刻胶图形；
将镍镀到除去光刻胶的区域；和
除去剩余的光刻胶并抛光镀镍的表面。
2.权利要求1所述的方法，其中，所述用铜金属涂布玻璃基板的步骤是使用溅射法实施的。
3.权利要求1所述的方法，其中，所述光刻胶包括干膜抗蚀剂。
4.权利要求1所述的方法，其中，所述光刻胶包括液体光刻胶。
5.权利要求4所述的方法，其中，所述在涂布的铜金属上形成光刻胶膜的步骤是使用旋涂法或台式涂布法实施的。
6.权利要求1所述的方法，其中，所述将镍镀到除去光刻胶的区域的步骤是使用无电镀法或电镀法实施的。
7.权利要求6所述的方法，其进一步包括如下步骤：在所述将镍镀到除去光刻胶的区域的步骤之前酸洗除去光刻胶的区域。
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