JP2012057036A - Method of preparing ink and pattern forming method - Google Patents

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紀仁 河口
Tomohisa Ebara
智久 江原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reliably remove an aggregate of nano-particles from an ink, thereby forming a pattern excellent in functionality.SOLUTION: A method of preparing the ink containing the nano-particles includes: centrifuging the ink; and removing the aggregate of the nano-particles.

Description

本発明は、インクの調製方法及びパターン形成方法に関するものである。   The present invention relates to an ink preparation method and a pattern formation method.

従来から、微細な配線パターン等のパターンを、印刷法によって形成する方法が提案されている。
具体的には、パターンの形成材料を1μm以下の粒径のナノ粒子として含むナノインクをインクとして基板上にパターニングし、このパターニングされたインクを焼成することによってパターンとしている。
Conventionally, a method of forming a pattern such as a fine wiring pattern by a printing method has been proposed.
Specifically, a pattern is formed by patterning nano ink containing a pattern forming material as nanoparticles having a particle diameter of 1 μm or less on a substrate as an ink, and baking the patterned ink.

近年は、上記印刷法によって、線幅が10μm程度の微細パターンを形成する試みが行われている。ところが、インクに含まれるナノ粒子は、凝集している場合がある。このような凝集体が含まれるインクを用いて微細パターンを形成すると、凝集体の形状がパターンに残り、パターンの表面が滑らかにならず、突起する部分が生じる。   In recent years, attempts have been made to form a fine pattern having a line width of about 10 μm by the above printing method. However, the nanoparticles contained in the ink may be aggregated. When a fine pattern is formed using ink containing such an aggregate, the shape of the aggregate remains in the pattern, and the surface of the pattern is not smooth, and a protruding portion is generated.

このような突起部は、導電性の悪化等のパターンの機能悪化に繋がるため、解消することが望ましい。
このため、特許文献1や特許文献2には、ナノ粒子の凝集体を分散させる技術が提案されている。
Such protrusions are desirably eliminated because they lead to deterioration of pattern functions such as deterioration of conductivity.
For this reason, Patent Documents 1 and 2 propose techniques for dispersing nanoparticle aggregates.

特開2006−312130号公報JP 2006-312130 A 特開2005−5198号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-5198 特開2004−319172号公報JP 2004-319172 A

しかしながら、上述のナノ粒子の凝集体を分散させる方法を用いた場合であっても、十分にパターン表面の突起をなくすことができなかった。
これは、通常、融着を防ぐためにナノ粒子にコーティングされた保護コロイドが搬送過程等で剥がれ、ナノ粒子同士が融着しているためと考えられる。このように融着してしまったナノ粒子は、融着により一体化されているため、ナノ粒子の凝集体を分散させる方法で分散することはできない。
However, even when the above-described method for dispersing the aggregates of nanoparticles was used, the projections on the pattern surface could not be sufficiently eliminated.
This is presumably because the protective colloid coated on the nanoparticles in order to prevent fusion is peeled off during the transporting process and the nanoparticles are fused. Since the nanoparticles thus fused are integrated by fusion, they cannot be dispersed by a method of dispersing an aggregate of nanoparticles.

なお、特許文献3に示すように、インクを濾過することにより、ナノ粒子の凝集体や融着体等の集合体を除去する提案もなされているが、十分にナノ粒子の集合体を取り除くことができず、パターン表面の突起をなくすことはできなかった。   In addition, as shown in Patent Document 3, proposals have been made to remove aggregates such as aggregates and fusion bodies of nanoparticles by filtering ink, but the aggregates of nanoparticles are sufficiently removed. The projection on the pattern surface could not be eliminated.

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、インクからナノ粒子の集合体をより確実に取り除き、これによって機能性に優れたパターンを形成可能とすることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to more reliably remove an aggregate of nanoparticles from an ink and thereby form a pattern having excellent functionality.

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。   The present invention adopts the following configuration as means for solving the above-described problems.

第1の発明は、ナノ粒子を含むインクの調製方法であって、上記インクを遠心分離し、上記ナノ粒子の集合体を取り除くという構成を採用する。   A first invention is a method for preparing an ink containing nanoparticles, and employs a configuration in which the ink is centrifuged to remove the aggregate of the nanoparticles.

第2の発明は、上記第1の発明において、上記遠心分離の回転数及び時間を、上記インクの粘度に応じて設定するという構成を採用する。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a configuration is adopted in which the rotation speed and time of the centrifugal separation are set according to the viscosity of the ink.

第3の発明は、上記第2の発明において、上記遠心分離に先立ち、上記インクの粘度を調節するという構成を採用する。   The third invention adopts a configuration in which the viscosity of the ink is adjusted prior to the centrifugation in the second invention.

第4の発明は、上記第1〜第3いずれかの発明において、遠心分離後の上記インクの上澄み液を調製済みインクとして回収し、残液を再び遠心分離してその上澄み液を調製済みインクとして回収するという構成を採用する。   A fourth invention is the ink according to any one of the first to third inventions, wherein the supernatant of the ink after centrifugation is collected as a prepared ink, and the remaining liquid is centrifuged again to prepare the supernatant. The configuration of collecting as is adopted.

第5の発明は、上記第1〜第4いずれかの発明であるインクの調製方法によって調整されたインクを基板上にパターニングするパターニング工程と、上記パターニング工程において基板上に配置された上記インクを焼成することによりパターンとする焼成工程とを有するという構成を採用する。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a patterning step of patterning an ink prepared by the ink preparation method according to any one of the first to fourth aspects of the invention on a substrate, and the ink disposed on the substrate in the patterning step. A configuration is adopted in which a baking process is performed to form a pattern by baking.

第6の発明は、上記第5の発明において、上記パターニング工程が、上記インクを凹版の凹部に充填するインキング工程と、上記凹版の凹部に充填された上記インクをブランケットが受理する受理工程と、上記ブランケットが受理した上記インクを基板上に転写する転写工程とを有するという構成を採用する。   In a sixth aspect based on the fifth aspect, the patterning step includes an inking step for filling the concave portion of the intaglio with the ink, and a acceptance step for accepting the ink filled in the concave portion of the intaglio with a blanket. And a transfer step of transferring the ink received by the blanket onto a substrate.

本発明によれば、遠心分離によって、ナノ粒子の集合体が取り除かれる。これによって、従来よりもナノ粒子の集合体を取り除くことが可能となり、表面に突起部がなくて機能性に優れたパターンを形成することが可能となる。   According to the present invention, the aggregate of nanoparticles is removed by centrifugation. As a result, it is possible to remove the aggregate of nanoparticles than in the past, and it is possible to form a pattern with no protrusions on the surface and having excellent functionality.

本発明の一実施形態におけるパターン形成方法のフローチャートである。It is a flowchart of the pattern formation method in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態におけるパターン形成方法で用いられる印刷装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the printing apparatus used with the pattern formation method in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態におけるパターン形成方法で用いられる印刷装置の電気的な接続を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electrical connection of the printing apparatus used with the pattern formation method in one Embodiment of this invention. 従来法で形成した微細パターンと発明の一実施形態におけるパターン形成方法で形成した微細パターンの顕微鏡写真である。It is the microscope picture of the fine pattern formed with the fine pattern formed with the conventional method, and the pattern formation method in one Embodiment of invention.

以下、図面を参照して、本発明に係るインクの調製方法及びパターン形成方法の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。   Hereinafter, an embodiment of an ink preparation method and a pattern formation method according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each member is appropriately changed in order to make each member a recognizable size.

図1は、本実施形態におけるパターン形成方法のフローチャートである。
この図に示すように、本実施形態におけるパターン形成方法は、遠心分離工程S1と、パターニング工程S2と、焼成工程S3とを有している。
FIG. 1 is a flowchart of a pattern forming method in the present embodiment.
As shown in this figure, the pattern forming method in the present embodiment includes a centrifugation step S1, a patterning step S2, and a baking step S3.

遠心分離工程S1は、本発明のインクの調製方法を用いてインクの調製を行う工程であり、インクを遠心分離することによって、インクに予め含まれたナノ粒子の集合体を取り除く工程である。   Centrifugation step S1 is a step of preparing ink using the ink preparation method of the present invention, and is a step of removing an aggregate of nanoparticles previously contained in the ink by centrifuging the ink.

より詳細には、インクを、例えば水平ロータ型やアングルロータ型の遠心分離機にかけて遠心分離する。この結果、ナノ粒子が集合した集合体の重量が重いために遠心分離機の回転中心から遠くに移動する。このため、遠心分離後の上澄み液にはナノ粒子の集合体が含まれておらず、この上澄み液を調製済みのインクとして回収する。   More specifically, the ink is centrifuged by, for example, a horizontal rotor type or an angle rotor type centrifuge. As a result, the weight of the aggregate in which the nanoparticles are gathered moves away from the center of rotation of the centrifuge. For this reason, the supernatant liquid after centrifugation does not contain an aggregate of nanoparticles, and this supernatant liquid is recovered as a prepared ink.

なお、インクとしては、例えば、ナノ粒子が銀粒子であり、分散媒がアルコール系の銀ナノインクを用いることができる。ただし、これに限定されるものではなく、ナノ粒子として、銅粒子、ITO(酸化インジウムスズ)粒子、スズ粒子、シリコン粒子、合金粒子等のうち1種類あるいは複数種類を含むインクを対象とすることができる。さらに、インクの分散媒は、アルコール系に限られず、水系や有機溶媒系であっても良い。   As the ink, for example, a silver nano ink in which the nanoparticles are silver particles and the dispersion medium is alcohol can be used. However, the present invention is not limited to this, and the target nanoparticles are inks including one or more of copper particles, ITO (indium tin oxide) particles, tin particles, silicon particles, alloy particles, and the like. Can do. Furthermore, the ink dispersion medium is not limited to an alcohol type, and may be an aqueous type or an organic solvent type.

なお、本実施形態におけるナノ粒子の集合体とは、ナノ粒子同士が融着した融着体に限らず、ナノ粒子が凝集した凝集体を含むものである。   The aggregate of nanoparticles in the present embodiment is not limited to a fused body in which nanoparticles are fused, but includes an aggregate in which nanoparticles are aggregated.

また、本実施形態において遠心分離の回転数及び時間は、インクの粘度に応じて設定する。
遠心分離における粒子の沈降(分離)時間Tは、下式(1)で表される。
In the present embodiment, the rotation speed and time of the centrifugation are set according to the viscosity of the ink.
The sedimentation (separation) time T of the particles in the centrifugation is expressed by the following formula (1).

なお、(1)式において、KはKファクタを示し、下式(2)において、Sは比較定数を1013倍した値を示し、下式(3)で表される。 Note that in (1), K represents the K factor, the following equation (2), S represents a value obtained by 10 13 fold compared constants, represented by the following formula (3).

ここで、式(2)において、Nが遠心分離の際の回転数、Rmaxが遠心チューブの最大回転半径、Rminが遠心チューブの最小回転半径を示している。
また、式(3)において、dが粒子直径(除去したいナノ粒子の集合体)の直径、σが粒子の密度、ρが溶液の密度、ηが溶液の粘度を示している。
Here, in Equation (2), N is the number of rotations during centrifugation, Rmax is the maximum rotation radius of the centrifuge tube, and Rmin is the minimum rotation radius of the centrifuge tube.
In equation (3), d is the diameter of the particle diameter (an aggregate of nanoparticles to be removed), σ is the density of the particle, ρ is the density of the solution, and η is the viscosity of the solution.

式(1)〜式(3)から分かるように、遠心分離の回転する及び時間は、インクの粘度をパラメータとするものである。したがって、遠心分離の回転数及び時間は、インクの粘度に応じて設定することができる。   As can be seen from the equations (1) to (3), the rotation and time of the centrifugal separation use the viscosity of the ink as a parameter. Therefore, the rotation speed and time of the centrifugation can be set according to the viscosity of the ink.

なお、遠心分離機における回転数には限度があるため、粘度が高すぎると、式(1)〜(3)から分かるように、ナノ粒子の集合体を除くために非常に長い時間が必要となってしまう。
このため、遠心分離に必要な時間を短縮するためのみであれば、インクの粘度は低いほど好ましい。
In addition, since the rotation speed in the centrifuge is limited, if the viscosity is too high, as can be seen from the formulas (1) to (3), a very long time is required to remove the aggregate of nanoparticles. turn into.
For this reason, if it is only for shortening the time required for centrifugation, it is so preferable that the viscosity of an ink is low.

しかしながら、あまりにも粘度が低いインクは、印刷法を用いてパターニングすることができない。つまり、あまりにも粘度が低いインクは、後のパターニング工程S2で使用することができない。
このため、インクの粘度は、印刷法を用いてパターニング可能な範囲の中でできるだけ低いことが好ましい。
However, inks that are too low in viscosity cannot be patterned using printing methods. That is, the ink having a too low viscosity cannot be used in the subsequent patterning step S2.
For this reason, it is preferable that the viscosity of the ink is as low as possible within a range that can be patterned using a printing method.

そこで、遠心分離に先立ち、インクの粘度を調節することが好ましい。具体的には、インクの分散媒の量を調節することによってインクの粘度を調節することができる。例えば、分散媒を足すことによりインクの粘度は低下し、分散媒を揮発させることによりインクの粘度を増加させることができる。   Therefore, it is preferable to adjust the viscosity of the ink prior to centrifugation. Specifically, the viscosity of the ink can be adjusted by adjusting the amount of the dispersion medium of the ink. For example, the viscosity of the ink decreases by adding the dispersion medium, and the viscosity of the ink can be increased by volatilizing the dispersion medium.

なお、遠心分離の時間を1時間とし、かつ、印刷方式でパターン形成が可能な粘度は、0.1(Pa・s)〜1(Pa・s)である。   The viscosity at which the centrifugation time is 1 hour and the pattern can be formed by the printing method is 0.1 (Pa · s) to 1 (Pa · s).

なお、遠心分離後の上澄み液を調製済みのインクとして回収することは上述した通りであるが、残液に含まれる全ての粒子がナノ粒子の集合体であることはなく、当該残液には集合体となっていない単体のナノ粒子が含まれている。
このため、当該残液を再び遠心分離してその上澄み液を調製済みインクとして回収することが好ましい。このように複数回遠心分離を行うことによって、インクの利用効率を高めることができる。
As described above, the supernatant liquid after centrifugation is recovered as a prepared ink. However, all particles contained in the residual liquid are not aggregates of nanoparticles, and the residual liquid contains It contains single nanoparticles that are not aggregated.
For this reason, it is preferable to centrifuge the residual liquid again and collect the supernatant liquid as a prepared ink. Thus, the efficiency of ink use can be increased by performing centrifugal separation a plurality of times.

パターニング工程S2及び焼成工程S3は、調製後のインクを用い、印刷法の1つであるグラビアオフセット印刷法にてパターンを形成する工程である。なお、グラビアオフセット印刷法にてパターンを形成する場合には、水系の分散媒が後述のブランケットのなじまないため、有機溶媒系の分散媒を用いることが好ましい。   Patterning process S2 and baking process S3 are the processes of forming a pattern by the gravure offset printing method which is one of the printing methods using the ink after preparation. In the case of forming a pattern by the gravure offset printing method, it is preferable to use an organic solvent-based dispersion medium because the water-based dispersion medium is not compatible with a blanket described later.

パターニング工程S2は、上述のインクの調製方法を用いて行われた遠心分離工程S1後のインクを基板上にパターニングする工程であり、図1に示すように、インキング工程S2aと、受理工程S2bと、転写工程S2cとを有している。   The patterning step S2 is a step of patterning the ink on the substrate after the centrifugation step S1 performed using the above-described ink preparation method. As shown in FIG. 1, the inking step S2a and the receiving step S2b are performed. And a transfer step S2c.

インキング工程S2aは、凹版の凹部に遠心分離工程S1で調製されたインクを充填する工程である。
受理工程S2bは、凹版の凹部に充填されたインクをブランケットが受理する工程である。
転写工程S2cは、ブランケットが受理したインクを基板上に転写する工程である。
The inking step S2a is a step of filling the concave portions of the intaglio with the ink prepared in the centrifugal separation step S1.
The accepting step S2b is a step in which the blanket accepts the ink filled in the concave portion of the intaglio.
The transfer step S2c is a step of transferring the ink received by the blanket onto the substrate.

図2は、本パターニング工程S2を行うための印刷装置Sの概略構成図である。また、図3は、印刷装置Sの電気的な接続を示すブロック図である。
本実施形態の印刷装置Sは、図2及び図3に示すように、架台1と、凹版ステージ装置2と、基板ステージ装置3と、インキング装置4と、転写装置5と、アライメント装置6と、制御装置7(図2においては不図示)とを備えている。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the printing apparatus S for performing the patterning step S2. FIG. 3 is a block diagram showing electrical connections of the printing apparatus S.
As shown in FIGS. 2 and 3, the printing apparatus S of the present embodiment includes a gantry 1, an intaglio stage apparatus 2, a substrate stage apparatus 3, an inking apparatus 4, a transfer apparatus 5, and an alignment apparatus 6. And a control device 7 (not shown in FIG. 2).

架台1は、その上面に凹版ステージ装置2と基板ステージ装置3とにおいて兼用されるレール10が敷設されると共に、当該レール10に沿ってインキング装置4と転写装置5とアライメント装置6とを支持している。
なお、以下の説明において、上記レール10の延在方向をX方向、当該X方向に直交する上下方向をZ方向として説明を行う。
On the upper surface of the gantry 1, a rail 10 that is shared by the intaglio stage device 2 and the substrate stage device 3 is laid and supports the inking device 4, the transfer device 5, and the alignment device 6 along the rail 10. is doing.
In the following description, the extending direction of the rail 10 is described as the X direction, and the vertical direction orthogonal to the X direction is described as the Z direction.

凹版ステージ装置2は、インクパターンに応じた凹部を備える凹版Xを支持し、当該凹版XをX方向に移動するものであり、上記レール10を固定子とするリニア装置2aと、凹版ステージ2bとを備えている。なお、本実施形態において、凹版Xは、平板形状を有している。   The intaglio stage device 2 supports an intaglio X having a recess corresponding to the ink pattern, and moves the intaglio X in the X direction. A linear device 2a using the rail 10 as a stator, an intaglio stage 2b, It has. In the present embodiment, the intaglio X has a flat plate shape.

リニア装置2aは、レール10と、当該レール10に沿って電磁誘導にて移動する移動子2a1とを有し、制御装置7の制御の下、移動子2a1をレール10に対して任意の位置に移動可能とするものである。   The linear device 2 a includes a rail 10 and a moving element 2 a 1 that moves by electromagnetic induction along the rail 10. Under the control of the control device 7, the moving element 2 a 1 is placed at an arbitrary position with respect to the rail 10. It can be moved.

凹版ステージ2bは、上記凹版Xが載置されると共にリニア装置2aの移動子2a1に対して固定されており、移動子2a1の移動によってX方向に移動可能とされている。   The intaglio stage 2b is mounted with the intaglio X and is fixed to the mover 2a1 of the linear device 2a, and is movable in the X direction by the movement of the mover 2a1.

基板ステージ装置3は、インクがパターニングされる基板Yを支持し、当該基板YをX方向に移動するものであり、上記レール10を固定子とするリニア装置3aと、基板ステージ3bとを備えている。   The substrate stage device 3 supports the substrate Y on which ink is patterned, and moves the substrate Y in the X direction. The substrate stage device 3 includes a linear device 3a using the rail 10 as a stator, and a substrate stage 3b. Yes.

リニア装置3aは、レール10と、当該レール10に沿って電磁誘導にて移動する移動子3a1とを有し、制御装置7の制御の下、移動子3a1をレール10に対して任意の位置に移動可能とするものである。   The linear device 3 a includes a rail 10 and a mover 3 a 1 that moves by electromagnetic induction along the rail 10. Under the control of the control device 7, the mover 3 a 1 is placed at an arbitrary position with respect to the rail 10. It can be moved.

基板ステージ3bは、上記基板Yが設置されると共にリニア装置3aの移動子3a1に対して固定されており、移動子3a1の移動によってX方向に移動可能とされている。   The substrate stage 3b is fixed to the moving element 3a1 of the linear device 3a on which the substrate Y is installed, and is movable in the X direction by the movement of the moving element 3a1.

インキング装置4は、凹版ステージ装置2によって移動される凹版Xの凹部に対してインクを配置するものであり、複数のドクターブレード4aと、各ドクターブレード4aに対して設けられる昇降装置4bと、インク供給装置4cとを備えている。   The inking device 4 disposes ink in the concave portion of the intaglio X moved by the intaglio stage device 2, and includes a plurality of doctor blades 4a, a lifting device 4b provided for each doctor blade 4a, And an ink supply device 4c.

ドクターブレード4aは、凹版X上に配置されたインクを凹版X上において移動させるものであり、凹版の凹部に対してインクを押し込む押込ブレード4a1と、余剰分のインクを掻き取る掻取ブレード4a2と、インクを初期位置に戻すための戻しブレード4a3とによって構成されている。
これらのドクターブレード4aは、下端が凹版Xの上面と摺動することによってインクの移動を行い、上記機能を達成可能とする傾斜角度で配置されている。
The doctor blade 4a moves the ink arranged on the intaglio X on the intaglio X, a pushing blade 4a1 that pushes the ink into the concave portion of the intaglio, and a scraping blade 4a2 that scrapes off excess ink. And a return blade 4a3 for returning the ink to the initial position.
These doctor blades 4a are arranged at an inclination angle at which the lower end slides on the upper surface of the intaglio X to move the ink and achieve the above functions.

昇降装置4bは、制御装置7の制御の下、ドクターブレード4aを昇降するものであり、押込ブレード4a1を昇降する押込ブレード昇降装置4b1と、掻取ブレード4a2を昇降掻取ブレード昇降装置4b2と、戻しブレード4a3を昇降する戻しブレード昇降装置4b3とによって構成されている。   The lifting device 4b lifts and lowers the doctor blade 4a under the control of the control device 7. The lifting blade lifting device 4b1 lifts and lowers the pushing blade 4a1, and the scraping blade 4a2 lifts and lowers the scraping blade lifting device 4b2. It is comprised by the return blade raising / lowering apparatus 4b3 which raises / lowers the return blade 4a3.

インク供給装置4cは、ドクターブレード4aの前段において凹版X上にインクを吐出するものである。   The ink supply device 4c discharges ink onto the intaglio X at the front stage of the doctor blade 4a.

転写装置5は、凹版Xの凹部にインクが充填されることによって形成されたインクパターンを凹版Xから受理すると共に基板Yに転写することで、基板Y上にインクをパターニングするものであり、ブランケットロール5a(ブランケット)と、回転装置5bと、昇降装置5cとを備えている。   The transfer device 5 receives the ink pattern formed by filling the concave portion of the intaglio X from the intaglio X and transfers it to the substrate Y, thereby patterning the ink on the substrate Y. The blanket A roll 5a (a blanket), a rotating device 5b, and an elevating device 5c are provided.

ブランケットロール5aは、凹版Xに当接することによってインクを受理すると共に基板Yに当接することによってインクを転写する円柱形状の部材であり、芯部5a1と、ブランケットクッション5a2とを有している。   The blanket roll 5a is a cylindrical member that receives ink by contacting the intaglio X and transfers ink by contacting the substrate Y, and includes a core portion 5a1 and a blanket cushion 5a2.

芯部5a1は、回転装置5b及び昇降装置5cによって直接移動される部位であり、円柱形状を有している。
ブランケットクッション5a2は、芯部5a1よりも柔軟な材料によって芯部5a1の周面に巻回され、芯部5a1に対して接着されている。
The core 5a1 is a part that is directly moved by the rotating device 5b and the lifting device 5c, and has a cylindrical shape.
The blanket cushion 5a2 is wound around the peripheral surface of the core part 5a1 with a material softer than the core part 5a1, and is bonded to the core part 5a1.

回転装置5bは、制御装置7の制御の下、ブランケットロール5aを回転駆動するものであり、ブランケットロール5aの回転角度及び回転方向を任意に設定可能に構成されている。
昇降装置5cは、制御装置7の制御の下、ブランケットロール5aを上下方向(Z方向)に昇降するものである。
The rotation device 5b rotates the blanket roll 5a under the control of the control device 7, and is configured such that the rotation angle and rotation direction of the blanket roll 5a can be arbitrarily set.
The lifting device 5 c moves the blanket roll 5 a up and down (Z direction) under the control of the control device 7.

アライメント装置6は、凹版Xあるいは基板Yを撮像し、撮像結果から凹版X及び基板Yのズレ量を検出するものであり、複数の撮像センサ6aを備えている。   The alignment device 6 captures an image of the intaglio X or the substrate Y, detects the amount of deviation between the intaglio X and the substrate Y from the imaged result, and includes a plurality of image sensors 6a.

制御装置7は、本実施形態の印刷装置Sの動作全体を統括するものであり、図3に示すように、凹版ステージ装置2、基板ステージ装置3、インキング装置4、転写装置5及びアライメント装置6と電気的に接続されており、これらの電気的に接続された各々の装置の制御を行うことによって、基板Yに対してインクをパターニングする。   The control device 7 controls the entire operation of the printing device S of the present embodiment. As shown in FIG. 3, the intaglio stage device 2, the substrate stage device 3, the inking device 4, the transfer device 5, and the alignment device. 6, the ink is patterned on the substrate Y by controlling each of these electrically connected devices.

このように構成された本実施形態の印刷装置Sでは、制御装置7の制御の下、基板Yに対してインクがパターニングされる。具体的には、まず凹版ステージ装置2の凹版ステージ2bに対して凹版Xがセットされ、さらにインク供給装置4cによって当該凹版X上にインクが塗布される。   In the printing apparatus S of the present embodiment configured as described above, ink is patterned on the substrate Y under the control of the control device 7. Specifically, first, the intaglio X is set on the intaglio stage 2b of the intaglio stage apparatus 2, and ink is applied onto the intaglio X by the ink supply device 4c.

続いて、凹版Xの凹部にインクを充填することによってインクパターンが形成される。
より詳細には、まずインキング装置4の押込ブレード4a1によって凹版Xの凹部にインクが押込まれ、次に凹版Xの凹部から食み出したインクを掻取ブレード4a2によって掻取ることで凹部の形成領域の外部に押しやる。これによって、凹版Xの凹部のみにインクが配置され、インクパターンが形成される。
Subsequently, an ink pattern is formed by filling the recesses of the intaglio X with ink.
More specifically, first, ink is pushed into the concave portion of the intaglio X by the pushing blade 4a1 of the inking device 4, and then the ink protruding from the concave portion of the intaglio X is scraped by the scraping blade 4a2 to form the concave portion. Push outside the area. As a result, ink is disposed only in the recesses of the intaglio X, and an ink pattern is formed.

続いて、凹版Xによってパターニングされたインクが転写装置5に受理される。
より詳細には、凹部にインクが配置された凹版Xが凹版ステージ装置2によって転写装置5まで搬送される。そして、シリコンブランケット20が凹版Xに押圧された状態で凹版Xの移動に同期してブランケットロール5aが回転されることによって、凹版Xからブランケットロール5aにインクが移り、これによって凹版Xにてパターニングされたインクがシリコンブランケット20の表面に受理される。
Subsequently, the ink patterned by the intaglio X is received by the transfer device 5.
More specifically, the intaglio X in which the ink is disposed in the concave portion is conveyed to the transfer device 5 by the intaglio stage device 2. Then, when the blanket roll 5a is rotated in synchronization with the movement of the intaglio X while the silicon blanket 20 is pressed against the intaglio X, the ink moves from the intaglio X to the blanket roll 5a, thereby patterning on the intaglio X. The completed ink is received on the surface of the silicon blanket 20.

なお、インクが転写装置5に受理された後の凹版Xは、凹版ステージ装置2によって再びインキング装置4に戻されて、一端部側に寄せられたインクが戻しブレード4a3によって初期位置に戻された後、インクの供給位置にて待機することとなる。   The intaglio X after the ink is received by the transfer device 5 is returned again to the inking device 4 by the intaglio stage device 2, and the ink brought to one end side is returned to the initial position by the return blade 4a3. After that, it waits at the ink supply position.

続いて、転写装置5が受理したインクが基板Yに転写される。
より詳細には、基板Yが基板ステージ装置3によって転写装置5まで搬送される。そして、シリコンブランケット20が基板Yに押圧された状態で基板Yの移動に同期してブランケットロール5aが回転されることによって、ブランケットロール5aから基板Yにインクが移り、これによってシリコンブランケット20の表面から基板Yの表面にパターニングされたインクが転写される。
Subsequently, the ink received by the transfer device 5 is transferred to the substrate Y.
More specifically, the substrate Y is transported to the transfer device 5 by the substrate stage device 3. Then, when the blanket roll 5a is rotated in synchronization with the movement of the substrate Y while the silicon blanket 20 is pressed against the substrate Y, the ink moves from the blanket roll 5a to the substrate Y, thereby the surface of the silicon blanket 20 Then, the patterned ink is transferred to the surface of the substrate Y.

図1に戻り、焼成工程S3は、パターニング工程S3にてインクがパターニングされた基板Yを焼成炉内で焼成することによって、インクの分散媒を蒸発し、これによってパターンとする工程である。   Returning to FIG. 1, the baking step S3 is a step of baking the substrate Y on which the ink has been patterned in the patterning step S3 in a baking furnace to evaporate the ink dispersion medium, thereby forming a pattern.

そして、このようなパターン形成方法によれば、インクとして、導電性のナノ粒子を用いることにより、配線パターンを形成することができる。   According to such a pattern forming method, a wiring pattern can be formed by using conductive nanoparticles as ink.

そして、本実施形態において用いられたインクの調製方法によれば、遠心分離によって、ナノ粒子の集合体が取り除かれる。これによって、従来よりもナノ粒子の集合体を取り除くことが可能となり、表面に突起部がなくて機能性に優れたパターンを形成することが可能となる。   Then, according to the ink preparation method used in this embodiment, the aggregate of nanoparticles is removed by centrifugation. As a result, it is possible to remove the aggregate of nanoparticles than in the past, and it is possible to form a pattern with no protrusions on the surface and having excellent functionality.

図4は、パターン形成インクに対して遠心分離を行わない従来のパターン形成方法にて形成された微細パターン(線幅12μmの配線パターン)と、本実施形態のパターン形成方法にて形成された微細パターンとを比較するための写真であり、(a)が従来法にて形成された微細パターンの写真であり、(b)が本実施形態のパターン形成方法にて形成された微細パターンの写真である。なお、図中において黒色の部分は微細パターンと微細パターンとの間を示し、灰色の部分が微細パターンを示している。また、図4(a)において、微細パターン上に見える黒い点全てが1μm以上の突起である。   FIG. 4 shows a fine pattern (wiring pattern with a line width of 12 μm) formed by a conventional pattern forming method in which the pattern forming ink is not centrifuged, and a fine pattern formed by the pattern forming method of this embodiment. It is the photograph for comparing with a pattern, (a) is a photograph of the fine pattern formed by the conventional method, (b) is a photograph of the fine pattern formed by the pattern formation method of this embodiment. is there. In the drawing, black portions indicate between fine patterns, and gray portions indicate fine patterns. Further, in FIG. 4A, all black dots visible on the fine pattern are protrusions of 1 μm or more.

なお、図4に示す写真を撮影するにあたり、本実施形態のパターン形成方法では、インクとして分散媒がアルコール系の銀ナノインクを用い、銀ナノインクの粘度を0.5(Pa・s)に調節し、水平ロータ型の遠心分離機を用い、回転数を5000rpm、運転時間を1hとし、遠心分離後の上澄み液(1.5〜3.0ml)を回収した。
また、従来法は、インクに対して遠心分離を行わない以外は、本実施形態のパターン形成方法と同様の工程を行っている。
When the photograph shown in FIG. 4 is taken, in the pattern forming method of the present embodiment, alcohol-based silver nanoink is used as the ink, and the viscosity of the silver nanoink is adjusted to 0.5 (Pa · s). Using a horizontal rotor type centrifuge, the rotation speed was 5000 rpm, the operation time was 1 h, and the supernatant liquid (1.5 to 3.0 ml) after centrifugation was recovered.
In the conventional method, the same process as the pattern forming method of the present embodiment is performed except that the ink is not centrifuged.

そして、図4に示すように、従来法では微細パターンに1μm以上の突起が複数形成されているのに対し、本実施形態のパターン形成方法によれば、微細パターンの突起を皆無とすることができた。
なお、遠心分離を、アングルロータ型の遠心分離機を用い、回転数15000rpm、運転時間1hとした場合も、図4(b)に示すように突起が皆無の微細パターンを形成することができた。
As shown in FIG. 4, in the conventional method, a plurality of protrusions of 1 μm or more are formed on the fine pattern, but according to the pattern forming method of the present embodiment, the protrusions of the fine pattern can be completely eliminated. did it.
In addition, even when the centrifugal separation was performed using an angle rotor type centrifugal separator at a rotational speed of 15000 rpm and an operation time of 1 h, a fine pattern having no protrusions could be formed as shown in FIG. .

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring drawings, this invention is not limited to the said embodiment. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

例えば、上記実施形態においては、グラビアオフセット印刷法によって調整後のインクをパターニングする方法について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。調整後のインクは、他の印刷法(例えば、凸版印刷法)に用いることも可能である。
For example, in the above embodiment, the method for patterning the adjusted ink by the gravure offset printing method has been described.
However, the present invention is not limited to this. The adjusted ink can be used for other printing methods (for example, letterpress printing method).

また、上記実施形態においては、インクを配線パターンの形成に用いる構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、他の機能パターンの形成に用いるインクの調製に適用することも可能である。
Further, in the above-described embodiment, a configuration in which ink is used for forming a wiring pattern has been described.
However, the present invention is not limited to this, and can also be applied to the preparation of ink used for forming other functional patterns.

また、上記実施形態においては、印刷装置Sにおいて凹版Xが平板形状を有する構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、円筒形状の凹版を用いることも可能である。
Moreover, in the said embodiment, the structure in which the intaglio X had a flat plate shape in the printing apparatus S was demonstrated.
However, the present invention is not limited to this, and it is also possible to use a cylindrical intaglio.

1……架台、2……凹版ステージ装置、3……基板ステージ装置、4……インキング装置、5……転写装置、5a……ブランケットロール(ブランケット)、6……アライメント装置、7……制御装置、S……印刷装置、X……凹版、Y……基板   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stand, 2 ... Intaglio stage device, 3 ... Substrate stage device, 4 ... Inking device, 5 ... Transfer device, 5a ... Blanket roll (blanket), 6 ... Alignment device, 7 ... Control device, S ... Printing device, X ... Intaglio, Y ... Substrate

Claims (6)

ナノ粒子を含むインクの調製方法であって、
前記インクを遠心分離し、前記ナノ粒子の集合体を取り除くことを特徴とするインクの調製方法。
A method for preparing an ink comprising nanoparticles, comprising:
A method for preparing an ink, wherein the ink is centrifuged to remove the aggregate of nanoparticles.
前記遠心分離の回転数及び時間を、前記インクの粘度に応じて設定することを特徴とする請求項1記載のインクの調製方法。   2. The ink preparation method according to claim 1, wherein the rotation speed and time of the centrifugal separation are set according to the viscosity of the ink. 前記遠心分離に先立ち、前記インクの粘度を調節することを特徴とする請求項2記載のインクの調製方法。   3. The ink preparation method according to claim 2, wherein the viscosity of the ink is adjusted prior to the centrifugation. 遠心分離後の前記インクの上澄み液を調製済みインクとして回収し、残液を再び遠心分離してその上澄み液を調製済みインクとして回収することを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載のインクの調製方法。   The supernatant liquid of the ink after centrifugation is collected as a prepared ink, and the residual liquid is centrifuged again to collect the supernatant liquid as a prepared ink. Ink preparation method. 請求項1〜4いずれかに記載のインクの調製方法によって調整されたインクを基板上にパターニングするパターニング工程と、
前記パターニング工程において基板上に配置された前記インクを焼成することによりパターンとする焼成工程と
を有することを特徴とするパターン形成方法。
A patterning step of patterning the ink prepared by the ink preparation method according to claim 1 on a substrate;
And a baking step for forming a pattern by baking the ink disposed on the substrate in the patterning step.
前記パターニング工程は、
前記インクを凹版の凹部に充填するインキング工程と、
前記凹版の凹部に充填された前記インクをブランケットが受理する受理工程と、
前記ブランケットが受理した前記インクを基板上に転写する転写工程と
を有することを特徴とする請求項5記載のパターン形成方法。
The patterning step includes
An inking step of filling the concave portion of the intaglio with the ink,
A receiving step in which a blanket receives the ink filled in the concave portion of the intaglio;
The pattern forming method according to claim 5, further comprising: a transfer step of transferring the ink received by the blanket onto a substrate.
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