CN104411502B - 凹版胶印印刷用凹版和印刷线路板 - Google Patents

Abstract

本发明提供凹版胶印印刷用凹版和印刷线路板。本发明稳定地提供防止印刷方向上的连续图案、尤其是连续细线图案的形状发生变化并且具有高精细度布线图案的印刷线路板。在具有用于形成布线图案的图案部的凹版胶印印刷用凹版310中，其图案部的一部分是在基本垂直于印刷方向的方向上延伸、并且在印刷方向上连续并排设置的多个细线状的图案部311；在多个细线状的图案部311的印刷方向的上端设置虚拟图形部313。或者，不设置虚拟图形部313，取而代之的是，在多个细线状的图案部311中，使位于印刷方向的初始端的图案部的线宽比位于印刷方向的末端的图案部的线宽更细。

Description

凹版胶印印刷用凹版和印刷线路板

技术领域

本发明涉及用于凹版胶印印刷的凹版、以及具有由使用了该凹版的凹版胶印印刷所形成的布线图案的印刷线路板。

背景技术

近年来，使用凹版胶印印刷作为生活类、电气类、信息类各领域(建材领域、包装领域、出版领域、电子领域等)的工业产品的制造方法的情况正在增加。凹版胶印印刷是这样一种技术，其使用各种油墨、树脂、导电浆料等各种高粘度的涂料在印刷对象的表面上稳定地印刷在大范围内具有高分辨率、高尺寸精度的优异图像。

通常的凹版胶印印刷的工序在图1中示出。凹版胶印印刷是具备以下工序的转印印刷法：用刮墨刀、橡胶刮板或刮刀103将油墨102填充到由玻璃、树脂、金属等制作的凹版胶印印刷用凹版101的图案部104中的工序(工序1)；使具有表面由硅树脂等树脂形成的转印层112的转印体111在其图案部104中填充有油墨102的凹版胶印印刷用凹版101上接触并旋转，使油墨膜113转移到转印层112上的工序(工序2)；将转印体111压接在被印刷体121上，将转印层112上残留的油墨膜113的印刷图案122转印到被印刷体121上的工序(工序3)。该凹版胶印印刷能够在大范围内以高分辨率、高尺寸精度地将各种油墨、树脂、导电浆料等高粘度涂料印刷在被印刷体的表面上。

通过凹版胶印印刷，使用导电油墨、导电浆料等将IC卡天线(线圈状的图案)或太阳能电池背板的导电线、电磁屏蔽、触摸面板用信号输出线等高精细度地印刷在由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、丙烯酸类、玻璃等制成的基材上的大范围区域时，需要如下的功能。

[1]能够在大范围内均匀且稳定地进行高精细度的细线印刷。

[2]印刷在被印刷体上的细线没有断线和短路。

[3]能够印刷膜厚稳定的细线。

为了使用具有上述功能的凹版胶印印刷以大量生产细线的图案，需要使凹版具备的所需的图案部内部中所充满的油墨确实地转移到具有油墨剥离性的转印层上。另外，在形成无断线的细线的图案时，需要预先用刮墨刀、橡胶刮板或刮刀等将油墨填充到所需的图案部内部，使充满该图案部内部的油墨面平滑，并且在与具有油墨剥离性的转印层的转印体进行压接时，该油墨面与转印体均匀地接触。

为了实现上述功能，例如，引用文献1中公开了：通过在厚膜印刷、尤其是在形成微细图像或者固体图像等没有针孔、断线的图案中，采用胶印方式的罩印，从而防止细线的不连续、版堵塞导致的针孔、印刷图案的伸缩。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭55-5856号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在专利文献1公开的方法中，进行罩印导致工序和操作变得复杂。另外，专利文献1中并没有具体公开使填充在凹版的图案部内部的油墨面平滑，并且使该油墨面与转印体均匀地接触，并确实地转移到转印层上的方法。另一方面，要印刷的图案在基本垂直于印刷行进方向上连续存在的情况下，使转印体与凹版接触并在凹版上旋转时，在凹版的连续的图案部内部产生的转印层的扭曲行为在与基本垂直于转印体移动方向上连续存在的凹版的连续的各图案部内部是不同的，因此产生了转印至转印层的油墨膜的形状连续地改变这样的问题。该问题在凹版胶印印刷中要形成高精细度的细线的图案时变得显著。

因此，本发明的目的是防止印刷方向上的连续图案、尤其是连续的细线图案的形状发生变化，并且稳定地提供具有高精细度布线图案的印刷线路板。

解决问题的方案

作为用于解决上述问题的方法，本发明的一个方面涉及一种具有用于形成布线图案的图案部的凹版胶印印刷用凹版，其特征在于，图案部的一部分是在基本垂直于印刷方向的方向上延伸、并且在印刷方向上连续并排设置的多个细线状的图案部，并且满足以下任意一者：(a)在多个细线状的图案部的印刷方向的上端设置虚拟图形部，(b)在多个细线状的图案部中，位于印刷方向的初始端的图案部的线宽比位于印刷方向的末端的图案部的线宽更细。

优选的是，上述多个细线状的图案部的线宽为10μm以上5mm以下，线与线之间的距离为10μm以上100μm以下。

另外，本发明的另一个方面涉及一种印刷线路板，其为具有由凹版胶印印刷形成的布线图案的印刷线路板，其特征在于，布线图案的一部分是在基本垂直于印刷方向的方向上延伸，并且在印刷方向上连续并排设置的多个细线状的布线图案，并且满足以下任意一者：(a)在多个细线状的布线图案的印刷方向的上端具有虚拟图形，(b)在多个细线状的布线图案中，位于印刷方向的初始端的布线图案的线宽比位于印刷方向的末端的布线图案的线宽更细。

优选的是，上述多个细线状的布线图案的线宽为10μm以上5mm以下，线与线之间的距离为10μm以上100μm以下。

发明效果

通过使用本发明的凹版胶印印刷用凹版，对于印刷方向上连续的细线状的布线图案，可以进行形状不发生改变且高再现性的印刷。特别是，随着形成更细的布线图案，本发明的凹版胶印印刷用凹版的效果更加显著，因此适用于微细布线图案的形成。

附图说明

[图1]图1是本发明的凹版胶印印刷的工序图。

[图2]图2是具有由通常的形状形成的图案部的凹版胶印印刷用凹版的俯视图。

[图3]图3是示出了本发明的凹版胶印印刷用凹版的一种实施方案的俯视图。

[图4]图4是示出了本发明的凹版胶印印刷用凹版的一种实施方案的俯视图。

[图5]图5是示出了根据实施例1的凹版胶印印刷用凹版的俯视图。

[图6]图6是示出了根据实施例2的凹版胶印印刷用凹版的俯视图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方案进行说明。需要说明的是，本发明的实施方案并不限于以下所述的实施方案，也可以基于本领域技术人员的知识而加入设计的变更等变形，并且加入了这样的变形的实施方案也包含在本发明的实施方案的范围内。

[关于凹版胶印印刷用凹版]

参照图1，即上述的通常的凹版胶印印刷的工序图，对根据本发明的实施方案的凹版胶印印刷的工序进行说明。

首先，如图1的工序1所示，将油墨102置于凹版胶印印刷用凹版101上，用刮墨刀、橡胶刮板或刮刀103以一定的压力使油墨102沿图中箭头的方向滚动的同时在凹版胶印印刷用凹版101上移动，从而将油墨102填充在凹版胶印印刷用凹版101的图案部104内。

此时，凹版胶印印刷用凹版101的图案部104由宽度为10μm至5mm左右、深度为5μm至20μm左右的凹槽形成。另外，凹槽与凹槽之间的距离为10μm至100μm左右，优选为20至50μm。本发明对具有宽度为10μm至100μm左右的凹槽、并且凹槽与凹槽之间的距离为10μm至100μm左右、进一步为20μm至50μm的凹版胶印印刷用凹版特别有效，并且通过对印刷方向上连续的图案、尤其是连续的细线图案添加后述的虚拟图形或图案补正，能够对所设计的图案进行高再现度的印刷。

另外，凹版胶印印刷用凹版101的表面优选为平滑的。从而，可以在不发生油墨向凹版表面渗漏的情况下进行印刷。另外，也可以抑制刮墨刀等的损伤等。这里，凹版胶印印刷用凹版101的表面是指凹版胶印印刷用凹版101中与刮墨刀、橡胶刮板或刮刀103接触的表面，或者凹版胶印印刷用凹版101的图案部104(凹槽)的内侧表面。需要说明的是，可以通过粗磨加工、镜面磨削加工或超精密磨削加工(研磨或抛光)使凹版胶印印刷用凹版101的表面变得平滑。

作为凹版胶印印刷用凹版101的图案部104的形成方法，可以列举蚀刻法、电铸法、喷砂法等。从采用这些形成方法的加工性能的观点考虑，凹版胶印印刷用凹版101优选为玻璃或者铜、镍等金属。另外，优选在表面上形成铬或碳防刮涂层。

另外，由于刮墨刀、橡胶刮板或刮刀103需要将油墨102填充到凹版胶印印刷用凹版101的图案部104内并将凹版胶印印刷用凹版101上的油墨102刮去，所以要求一定程度的柔韧性。因此，刮墨刀、橡胶刮板或刮刀103优选为不锈钢等金属、聚氨酯等树脂、或者陶瓷。

接下来，如图1的工序2所示，使具有转印层112的转印体111在图案部104中填充有油墨102的凹版胶印印刷用凹版101上旋转并移动，使凹版胶印印刷用凹版101的图案部104内的油墨102转印到转印层112上，并在转印层112上形成油墨膜113。作为形成转印层112的材料，可以使用公知的材料，但其中优选硅橡胶。

此时，为了形成形状不发生改变且高再现性的布线图案，必须使转印层112的表面与凹版胶印印刷用凹版101的图案部104内所填充的油墨102面在接触面内均等地相接触。然而，沿着基本垂直于印刷方向的方向延伸、并且在印刷方向上连续并排设置的多个图案部中，由于转印体的转印层很大程度上陷入位于印刷方向的初始端的图案部，所以产生了这样的问题：在接下来接触的图案部中转印体的转印层不能与图案部内部的油墨充分地接触，不能充分地转移油墨。即，在图案部内部产生的转印体的转印层的扭曲行为在沿印刷方向连续存在的图案部内部是不同的，因此导致印刷方向上油墨的转移程度不同。因此，即使印刷方向上连续的布线图案中印刷方向的初始端与末端是同一形状的设计，形状也会发生变化，从而降低设计上的布线图案的再现性。

通过图2所示的具有由通常形状形成的图案部(同一形状的图案部)的凹版胶印印刷用凹版对上述的现象进行说明。如图2所示，使用具有沿垂直于Y方向的方向(X方向)延伸、并且连续并排设置的多个细线状的图案部211的凹版胶印印刷用凹版210，将油墨填充在图案部211中之后，使转印体沿Y方向旋转并移动时，发生这样的现象：转印体的转印层陷入图案部211的初始端的凹部212中，从在Y方向上相对于凹部212并排设置的凹部213或其它的凹部转移的油墨膜朝着Y方向逐渐变细。结果，即使将由具有同一形状的图案部的凹版胶印印刷用凹版所形成的油墨膜转印到被印刷体上，印刷方向的布线图案的形状也会发生改变，不能再现设计上的布线图案。特别是，在Y方向上与凹部212相邻的凹部213与凹部212的形状差异显著。

因此，本发明的凹版胶印印刷用凹版的图案部，(例如)如图3所示的凹版胶印印刷用凹版310那样，在图案部311中在Y方向的初始端的凹部312的更上端配置虚拟图形部313。用具有虚拟图形部313的凹版胶印印刷用凹版310使转印体在Y方向上旋转并移动时，通过刻意使转印体的转印层陷入虚拟图形部313中，能够使与其后的图案部311的接触稳定化。而且，可以抑制从图案部311转移的油墨膜整体的线宽和形状的变化，并且可以形成相对于设计高再现性的印刷物。

这里，印刷方向是指将转移到转印体的转印层表面上的油墨膜转印到被印刷体上时转印体的移动方向。该印刷方向与将凹版胶印印刷用凹版的图案部中所填充的油墨转移至转印体的转印层表面时转印体的移动方向相同。另外，凹版胶印印刷用凹版的图案部的印刷方向的初始端是指配置在转印体的移动方向的最上游侧的凹部的位置。换言之，是指最早与转印体接触的凹版胶印印刷用凹版的凹部的位置。具体而言，是指图2的凹部212或图3的凹部312所配置的位置。另外，凹版胶印印刷用凹版的图案部的印刷方向的末端是指配置在转印体的移动方向的最下游侧的凹部的位置。换言之，是指最后与转印体接触的凹版胶印印刷用凹版的凹部的位置。另外，凹版胶印印刷用凹版的图案部的印刷方向的上端是指与配置在转印体的移动方向的最上游侧的凹部的印刷方向相反方向的位置，具体而言，是指在与图3的凹部312的印刷方向相反方向上相邻的虚拟图形部313的位置。

虚拟图形部可以作为用于形成布线图案的图案部的一部分而配置，也可以不作为图案部的一部分而配置。即，由虚拟图形部形成的图案可以导通，也可以不导通。因此，虚拟图形部的形状也可以是断线形状等。

本发明中，在凹版胶印印刷用凹版的图案部的一部分为沿着基本垂直于印刷方向的方向延伸、并且在印刷方向上连续并排设置的多个细线状的图案部时，效果显著。细线状的图案部沿着基本垂直于印刷方向的方向延伸时，图案部与转印体的宽度方向基本平行，因此转印体的转印层向图案部的陷入变大，并且图案部容易受到在图案部内部产生的转印体的转印层扭曲行为的影响。需要说明的是，基本垂直于印刷方向的方向是指图案部沿着受到在图案部内部产生的转印体的转印层扭曲行为影响的方向延伸的话，可能不会严格地垂直于印刷方向的方向。即，图案部沿着垂直于印刷方向的方向延伸、或者大约垂直于印刷方向的方向(具体而言，为相对于印刷方向倾斜60度至120度左右的方向)延伸，都可以合适地应用本发明。另外，细线状的图案部在印刷方向上连续地多个并排设置时，受到转印体的转印层影响的图案部的面积(长度)增加，因此容易受到在图案部内部产生的转印体的转印层扭曲行为的影响。

另外，凹版胶印印刷用凹版在不可能配置虚拟图形部的情况下，如图4所示，使凹版胶印印刷用凹版410的图案部411的线宽从印刷方向(此处为Y方向)的初始端向末端变化的方法是有效的。例如，在图4的图案部411中，使由印刷方向的初始端的凹部和位于其附近的凹部所形成的多个凹部412的线宽比图案部411整体的平均线宽(用于形成所需的布线图案线宽的设计上的线宽)细10％，并且在图案部411中，使由印刷方向的末端的凹部和位于其附近的凹部所形成的多个凹部413的线宽比上述平均线宽粗10％。由此，可以抑制由图案部411转移的油墨膜整体的线宽不均匀。

虽然图4所示的凹版胶印印刷用凹版410的图案部411中调整了印刷方向的初始端附近、末端附近的图案部(初始端附近、末端附近各3处的凹部)的线宽，但只要至少位于印刷方向的初始端的图案部的线宽比位于印刷方向的末端的图案部的线宽更细即可。由此，可以抑制由于转印体的转印层陷入位于印刷方向的初始端的图案部导致的对印刷图案的线宽的影响。

此外，作为使凹版胶印印刷用凹版的图案部的线宽从印刷方向的初始端向末端变化的具体方法，可以列举：使图案部的线宽从初始端向末端逐渐变化，以及仅使图案部初始端的线宽比平均线宽更细，等。

最后，如图1的工序3所示，通过滚动转印体111将油墨膜113转印到被印刷体121上，形成印刷图案122，从而得到印刷线路板。

[关于印刷线路板]

通过使用了上述本发明的凹版胶印印刷用凹版的凹版胶印印刷来制作本发明的印刷线路板。首先，将本发明的凹版胶印印刷用凹版的图案部中所填充的油墨转移到转印体的转印层上。接下来，通过将形成的油墨覆膜转印在基材上，从而在基材上形成印刷图案。

在基材上形成的印刷图案为其中一部分沿着基本垂直于印刷方向的方向延伸、并且在印刷方向上连续并排设置的多个细线状的布线图案。并且，在该多个细线状的布线图案的印刷方向的上端形成虚拟图形。这样，本发明的印刷线路板中，由于形成了虚拟图形，因此具有布线图案的形状变化小的高精细度的布线图案。另一方面，在不可能配置虚拟图形的情况下，形成位于印刷方向的初始端的图案的线宽比位于印刷方向的末端的图案的线宽更细的多个细线状的布线图案。这样，本发明的印刷线路板中，由于图案的线宽在印刷方向的起始端与末端是不同的，因此具有布线图案的形状变化小的高精细度的布线图案。需要说明的是，由于布线图案的形状与凹版胶印印刷用凹版的图案部的形状相当，因此布线图案的线宽为10μm至5mm左右，线与线之间的距离为10μm至100μm左右、优选为20μm至50μm。本发明对于线宽为10μm至100μm左右，并且线与线之间的距离为10μm至100μm左右、进一步为20μm至50μm的细线状的布线图案特别有效。

实施例

首先，准备3种测试用的具有图案部的凹版胶印印刷用凹版。图5中示出了根据实施例1的凹版胶印印刷用凹版的示意图。凹版胶印印刷用凹版510是使用纵向为120mm、横向为120mm、高度为3mm的玻璃，通过刻蚀而形成图案部511的凹版。图案部511的宽度为30μm，细线为15条连续的形状。图案部511的深度为10μm。在印刷方向(Y方向)的上端形成有虚拟图形部512。

接下来，用图6对根据实施例2的凹版胶印印刷用凹版进行说明。凹版胶印印刷用凹版610与图5中所示的根据实施例1的凹版胶印印刷用凹版510相同，是使用纵向为120mm、横向为120mm、高度为3mm的玻璃，通过刻蚀而形成图案部611的凹版。图案部611的印刷方向(Y方向)的初始端侧中3条凹部612为27μm宽，末端侧中3条凹部613为33μm宽。

根据比较例的凹版胶印印刷用凹版与实施例1和实施例2的材质、尺寸相同，但是没有配置虚拟图形部或由印刷方向的初始端向末端变化的图案部，而通过刻蚀形成图案部，该图案部由宽度均为30μm粗细的细线构成。

使用这3种凹版胶印印刷用凹版，进行凹版胶印印刷从而在聚对苯二甲酸乙二醇酯基材上由导电性银浆形成布线图案。

聚对苯二甲酸乙二醇酯基材使用了厚度为188μm、纵向为120mm、横向为120mm的基材。另外，作为导电性银浆，使用了在角速度为10rad/秒下用流变学测量装置测定的粘度为9.5Pa.s的油墨。另外，油墨剥离性转印体使用了将以金阳公司制的硅橡胶为主体的橡胶硬度(JIS A)为45°、橡胶厚度为0.6mm的材料卷成圆筒而成的转印体。另外，刮墨刀使用MDC公司制造的普通型的刮墨刀。

凹版胶印印刷装置使用了通常使用的印刷装置。印刷条件为：刮墨刀速度设为50mm/秒，转印体速度设为50mm/秒，转印体与凹版胶印印刷用凹版的接触宽度、转印体与聚对苯二甲酸乙二醇酯基材的接触宽度均设为10mm。

实施例1、实施例2、比较例的印刷线路板通过以下的工序制作。首先，用刮墨刀将上述导电性银浆填充到准备好的凹版胶印印刷用凹版的图案部中。接下来，使上述转印体在填充有油墨的凹版胶印印刷用凹板上沿凹版胶印印刷用凹版的印刷方向(Y方向)旋转并移动，从而在硅橡胶上形成导电性银浆的覆膜。最后，使形成有导电性银浆的覆膜的转印体沿聚对苯二甲酸乙二醇酯基材的印刷方向旋转并移动，从而将导电性银浆的覆膜转印到聚对苯二甲酸乙二醇酯基材上，形成布线图案。

上述条件下，用根据实施例1、实施例2、比较例的各凹版胶印印刷用凹版进行凹版胶印印刷，制作实施例1、实施例2、比较例的印刷线路板各20片。计算实施例1的印刷线路板的布线图案的平均线宽和标准偏差(σ)，结构，平均线宽为28.3μm、σ为2.51μm。另外，实施例2中平均线宽为29.5μm、σ为3.1μm。比较例的平均线宽为28.5μm、σ为6.6μm。需要说明的是，印刷线路板的布线图案的平均线宽是用显微镜测定各印刷线路板的布线图案的线宽，计算布线图案全体的平均值作为平均线宽。此时，进行100个点的测定。

用显微镜确认比较例的印刷线路板，确认了布线图案的线宽在印刷方向的初始端最粗，并且从那开始有逐渐变细的倾向。另一方面，实施例1、实施例2的布线图案中，线宽的变动并不是完全没有，但是，如结果所示，比比较例的布线图案的线宽的变动较小，其形状更稳定。

通过使用本发明的凹版胶印印刷用凹版，即使在形成高精细度的布线图案的情况下，也可以产率良好且稳定地制作印刷线路板。

附图标记的说明

101 凹版胶印印刷用凹版

102 油墨

103 刮墨刀、橡胶刮板或刮刀

104 图案部

111 转印体

112 转印层

113 油墨膜

121 被印刷体

122 印刷图案

210 凹版胶印印刷用凹版

211 图案部

212 凹部

213 凹部

310 凹版胶印印刷用凹版

311 图案部

312 凹部

313 虚拟图形部

410 凹版胶印印刷用凹版

411 图案部

412 多个凹部

413 多个凹部

510 凹版胶印印刷用凹版

511 图案部

512 凹部

513 虚拟图形部

610 凹版胶印印刷用凹版

611 图案部

612 3条凹部

613 3条凹部

Claims (4)

1.一种凹版胶印印刷用凹版，其为具有用于形成布线图案的图案部的凹版胶印印刷用凹版，其特征在于，

所述图案部的一部分是在基本垂直于印刷方向的方向上延伸、并且在印刷方向上连续并排设置的多个细线状的图案部，并且满足下述中的任意一者：

(a)在所述多个细线状的图案部的印刷方向的上端设置有使转印体的转印层陷入的虚拟图形部，

(b)在所述多个细线状的图案部中，位于印刷方向的初始端的图案部的线宽比位于印刷方向的末端的图案部的线宽更细，并且，位于印刷方向的初始端的图案部的线宽比图案部整体的平均线宽细，并且位于印刷方向的末端的图案部的线宽比图案部整体的平均线宽粗，

通过使用所述凹版胶印印刷用凹版，对于印刷方向上连续的细线状的布线图案，能够进行形状不发生改变且高再现性的印刷。

2.根据权利要求1所述的凹版胶印印刷用凹版，其特征在于，所述多个细线状的图案部的线宽为10μm～5000μm，相邻的线与线之间的距离为10μm～100μm。

3.一种印刷线路板，其为具有由凹版胶印印刷所形成的布线图案的印刷线路板，其特征在于，

所述布线图案的一部分是在基本垂直于印刷方向的方向上延伸、并且在印刷方向上连续并排设置的多个细线状的布线图案，

用于所述凹版胶印印刷的凹版具有用于形成所述布线图案的图案部，并且满足下述中的任意一者：

(a)在多个细线状的图案部的印刷方向的上端设置有使转印体的转印层陷入的虚拟图形部，

(b)在多个细线状的图案部中，位于印刷方向的初始端的图案部的线宽比位于印刷方向的末端的图案部的线宽更细，并且，位于印刷方向的初始端的图案部的线宽比图案部整体的平均线宽细，并且位于印刷方向的末端的图案部的线宽比图案部整体的平均线宽粗，

通过使用所述凹版胶印印刷用凹版，对于印刷方向上连续的细线状的布线图案，能够进行形状不发生改变且高再现性的印刷。

4.根据权利要求3所述的印刷线路板，其特征在于，所述多个细线状的布线图案的线宽为10μm～5000μm，相邻的线与线之间的距离为10μm～100μm。