JP2022091297A - 配線基板の生産方法及び配線基板 - Google Patents

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Abstract

【課題】細線の印刷カスレを防止する。【解決手段】導電インキを用いたグラビア印刷によって形成される細線パターンを含む配線基板を生産する方法において、細線パターンの凹部が形成されたグラビア版の版面における直交２方向をＸ方向、Ｙ方向とする時、グラビア版は細線パターンに含まれる３本以上の細線の凹部が１点に集結する１つの交点に対し、Ｘ方向の位置が異なり、Ｙ方向の位置が同じである版面上の他点を通り、かつ他点において３本以上の細線の凹部が１点に集結するもう１つの交点を形成していない細線パターンに含まれる他の細線の凹部の線幅を、細線パターンに含まれる細線の凹部の線幅の最小値の１．５倍以上とし、版面においてＸ方向に整合したドクターブレードをＹ方向に移動させるスキージングによって導電インキを細線パターンの凹部に充填する。【選択図】図１

Description

この発明は硬化した導電インキでなる細線パターンを含む配線基板及びその配線基板の生産方法に関する。
図３及び４は硬化した導電インキでなる細線パターンを含む配線基板の一例として特許文献１に記載されている静電容量式のタッチパネルの構成を示したものである。このタッチパネルは透明基板１０上に第１の導体層、絶縁層、第２の導体層及び保護膜が順次、積層形成された構成とされている。図３中、矩形枠で囲まれた部分はセンサ電極が位置するセンサ領域２０であり、図３ではセンサ電極の詳細図示は省略されている。
センサ電極は第１のセンサ電極と第２のセンサ電極とよりなり、第１のセンサ電極は第１の導体層によって形成され、第２のセンサ電極は第２の導体層によって形成されている。
第１のセンサ電極３０は図４Ａに示したように、センサ領域２０の長辺２１と平行なＸ方向に配列された複数の島状電極３１が連結部３２によって連結されてなる電極列３３がセンサ領域２０の短辺２２と平行なＹ方向に複数、並列配置されて構成されている。
第２のセンサ電極４０は図４Ｂに示したように、Ｙ方向に配列された複数の島状電極４１が連結部４２によって連結されてなる電極列４３がＸ方向に複数、並列配置されて構成されている。
これら第１のセンサ電極３０及び第２のセンサ電極４０はそれぞれ細線のメッシュで形成されており、電極列３３と４３は互いに絶縁された状態で交差され、連結部３２と４２は互いに重なる位置に位置されている。
第１のセンサ電極３０の各電極列３３のＸ方向両端からは引出し配線５１がそれぞれ引き出されており、第２のセンサ電極４０の各電極列４３のＹ方向一端からは引出し配線５２がそれぞれ引き出されている。複数配列されてセンサ領域２０から引き出されている引出し配線５１，５２は図３では配列の両端に位置するもの以外の図示は省略されている。
矩形状をなす透明基板１０の一方の長辺の中央部分には端子部５３が配列形成されており、引出し配線５１，５２は端子部５３まで延びて端子部５３に接続されている。センサ領域２０及び引出し配線５１，５２を囲むように透明基板１０の周縁部に形成されているグランド配線５４も端子部５３に接続されている。
引出し配線５１，５２及び端子部５３は第１の導体層によって形成され、グランド配線５４は第１及び第２の導体層の双方によって形成されている。
図５は特許文献１に記載されている第２のセンサ電極４０と引出し配線５２との接続部分の詳細を示す図であり、引出し配線５２の先端には細線の細密なメッシュよりなる接続部５２ａが形成されている。一方、第２のセンサ電極４０の端縁には延長部４４が延長形成されている。延長部４４は第２のセンサ電極４０を構成するメッシュが延長された大メッシュ部４４ａと、大メッシュ部４４ａからさらに延長形成された小メッシュ部４４ｂとよりなる。小メッシュ部４４ｂは細線の細密なメッシュとされ、この小メッシュ部４４ｂと引出し配線５２の接続部５２ａとは単位格子が正方形の同一のメッシュ構造を有するものとなっている。
図５中、６１は絶縁層６０に形成されている貫通穴を示し、引出し配線５２の接続部５２ａと第２のセンサ電極４０の延長部４４はこの貫通穴６１に位置して互いに接続導通され、これにより第２の導体層によって形成されている第２のセンサ電極４０と第１の導体層によって形成されている引出し配線５２とが接続されている。なお、図５中、破線は第１の導体層に形成されているダミー配線３５を示す。
上記のような構成を有する第１及び第２の導体層は、この例では銀などの導電粒子を含む導電インキを用い、グラビアオフセット印刷によって印刷形成されるものとなっている。
特開２０１９－７５０６９号公報
上述したように、図３～５に示したタッチパネルは導電インキを用いたグラビアオフセット印刷によって細線のメッシュパターンを含む第１及び第２の導体層が印刷形成されるものとなっているが、このようにグラビア印刷やグラビアオフセット印刷によって細線パターンを形成する際、特定の細線に印刷のカスレが発生することが判明した。
図６は上述したタッチパネルと基本的に同様の層構成及び細線パターンを有するタッチパネルにおいて、細線に発生した印刷のカスレを写真で示したものであり、この写真は細線のメッシュよりなる第２のセンサ電極が引出し配線に接続される部分を示しており、前述の図５に示した接続部分を示す図の一部に対応する。なお、第２のセンサ電極のメッシュの単位格子は図５と同様、菱形となっているが、図６では菱形の長短２つの対角線の向きは図５における単位格子の菱形の長短２つの対角線の向きと９０°異なるものとなっている。図６中、矢印Ｓはこの細線パターンをグラビアオフセット印刷で印刷形成した際のドクターブレードのスキージング方向を示し、一点鎖線はドクターブレードの延伸方向を示す。
この発明の目的は図６に示したような印刷のカスレが細線に発生しないようにし、よって印刷のカスレに起因する抵抗値の増大や細線の破断を防止することができるようにした配線基板の生産方法を提供することにあり、さらに印刷のカスレのない優れた印刷品質を有する配線基板を提供することにある。
請求項１の発明によれば、導電インキを用いたグラビア印刷によって形成される細線パターンを含む配線基板を生産する配線基板の生産方法は、細線パターンの凹部が形成されたグラビア版の版面における直交２方向をＸ方向、Ｙ方向とする時、グラビア版は細線パターンに含まれる３本以上の細線の凹部が１点に集結する１つの交点に対し、Ｘ方向の位置が異なり、Ｙ方向の位置が同じである版面上の他点を通り、かつ前記他点において３本以上の細線の凹部が１点に集結するもう１つの交点を形成していない細線パターンに含まれる他の細線の凹部の線幅を、細線パターンに含まれる細線の凹部の線幅の最小値の１．５倍以上とし、版面においてＸ方向に整合したドクターブレードをＹ方向に移動させるスキージングによって導電インキを細線パターンの凹部に充填する工程を含む。
請求項２の発明では請求項１の発明において、前記他の細線の凹部の線幅は前記最小値の３倍以下とされる。
請求項３の発明では請求項１又は２の発明において、前記１つの交点と前記他点のＸ方向の距離は２００μｍ以内とされる。
請求項４の発明では請求項１から３のいずれかの発明において、前記１つの交点に対し、Ｘ方向の位置が異なり、Ｙ方向の位置が同じである版面上の特定の点を通り、かつ特定の点において３本以上の細線の凹部が１点に集結するもう１つの交点を形成していない細線パターンに含まれる特定の細線の凹部が複数ある場合、前記他点は複数ある特定の点のうち前記１つの交点から最近のものであり、前記他の細線の凹部は複数ある特定の細線の凹部のうち前記１つの交点とのＸ方向の距離が最短のものとされる。
請求項５の発明によれば、板面に形成された硬化した導電インキでなる細線パターンを含む配線基板は、板面における直交２方向をＸ方向、Ｙ方向とする時、細線パターンに含まれる３本以上の細線が１点に集結する１つの交点に対し、Ｘ方向の位置が異なり、Ｙ方向の位置が同じである板面上の他点を通り、かつ前記他点において３本以上の細線が１点に集結するもう１つの交点を形成していない細線パターンに含まれる他の細線の線幅が、細線パターンに含まれる細線の線幅の最小値の１．５倍以上とされる。
請求項６の発明では請求項５の発明において、前記他の細線の線幅は前記最小値の３倍以下とされる。
請求項７の発明では請求項５又は６の発明において、前記１つの交点と前記他点のＸ方向の距離は２００μｍ以内とされる。
請求項８の発明では請求項５から７のいずれかの発明において、前記１つの交点に対し、Ｘ方向の位置が異なり、Ｙ方向の位置が同じである板面上の特定の点を通り、かつ特定の点において３本以上の細線が１点に集結するもう１つの交点を形成していない細線パターンに含まれる特定の細線が複数ある場合、前記他点は複数ある特定の点のうち前記１つの交点から最近のものであり、前記他の細線は複数ある特定の細線のうち前記１つの交点とのＸ方向の距離が最短のものとされる。
請求項９の発明では請求項５から８のいずれかの発明において、配線基板は２組の平行対向二辺がそれぞれＸ方向及びＹ方向に平行な方形の外形を有するものとされる。
この発明による配線基板の生産方法によれば、細線パターンを含む配線をグラビア印刷する際の細線の印刷のカスレの発生を防止することができ、よって印刷のカスレに起因する細線の抵抗値の増大や破断を防止することができる。
また、この発明による配線基板によれば、その配線基板において特定される方向にスキージングを行うグラビア印刷によって細線パターンを形成することで、細線に印刷のカスレがない優れた印刷品質を有する配線基板を得ることができる。
この発明による配線基板の一実施例を説明するための図。 図１に示した実施例に対する変形例を説明するための図。 配線基板の従来構成の一例としてタッチパネルの構成概要を示す図。 Ａは図３に示したタッチパネルの第１のセンサ電極を示す部分拡大図、Ｂは図３に示したタッチパネルの第２のセンサ電極を示す部分拡大図。 図３に示したタッチパネルにおける第２のセンサ電極と引出し配線が接続されている部分の部分拡大図。 細線に発生した印刷のカスレを示す写真。 Ａは細線に発生する印刷のカスレを説明するための図、ＢはＡの部分拡大図。
まず、初めにグラビア印刷やグラビアオフセット印刷によって細線パターンを印刷形成した際に、細線に発生する印刷のカスレについて説明する。
図７Ａは図６に示した写真における第２のセンサ電極７０と、第２のセンサ電極７０の端縁に形成されている延長部７１がなす細線パターンを本来の状態（カスレのない状態）で示したものであり、図７Ｂは図７Ａの一部を拡大して示したものである。
細線パターンを構成する細線７２の線幅Ｗ１は図６においても示しているが、全て７μｍとなっている。また、図６にも示したように第２のセンサ電極７０のメッシュの菱形をなす単位格子の一辺の長さＬ１は４００μｍとなっている。なお、図７Ａ中に示したように、ドクターブレードのスキージング方向（矢印Ｓ）をＹ方向とし、ドクターブレードの延伸方向をＸ方向として直交２方向を定義する。
図７Ａにおいて、丸印（〇印）を付した箇所は図６において点線の円で囲んだ印刷のカスレが顕著に発生している箇所である。また、交点ａ１は図６において矢印で指し示している交点であり、一点鎖線ｄ１は交点ａ１を通り、Ｘ方向に平行に引いた線である。
交点ａ１、一点鎖線ｄ1及び丸印を付した印刷のカスレが発生した箇所より、印刷のカスレは交点ａ１から見て、ドクターブレードのスキージングにおけるドクターブレードの延伸方向と一致する方向（Ｘ方向）に位置する点を通り、該点において交点を形成していない細線に発生していることが判る。
このような印刷のカスレは、交点ａ１に対応するグラビア版の交点をａ１’とする時、スキージング工程においてドクターブレードが交点ａ１’を通過する時に、交点ａ１’の凹部へのドクターブレードのわずかな落ち込みが生じ、ドクターブレードが交点ａ１’を通過する時、即ちそのわずかな落ち込みが生じている時に同時に通過する近傍の他の細線の凹部にドクターブレードが通常よりも深く入り込むことで、その近傍の他の細線の凹部に充填されるべき導電インキを凹部から掻き出してしまい、当該箇所で適正なインキ充填量が得られなくなる現象として発生する。
細線の凹部が集結している交点ａ１’のＸ方向の凹部の線幅は、１本の細線の凹部のＸ方向の線幅より大きく（広く）、そのような線幅の広い箇所がＹ方向に有限の長さを持って形成される。このような箇所ではドクターブレードの落ち込みが誘起されるが、幅広であるがゆえにインキの充填量は多く、印刷のカスレは生じない。一方、そのドクターブレードの落ち込みの影響を受ける線幅の広くない凹部、即ち交点を形成していない単線の細線の凹部では印刷のカスレが発生するのである。
そこで、この発明ではこのような印刷のカスレが発生する細線の凹部の線幅を通常よりも広めに設計、形成する。これにより、ドクターブレードによる掻き出しが起こっても印刷のカスレが生じないようなインキの充填量が得られる。
このような考えに基づき、導電インキを用いたグラビア印刷によって形成される細線パターンを含む配線基板の生産方法において、細線パターンの凹部が形成されたグラビア版の版面における直交２方向をＸ方向、Ｙ方向とする時、グラビア版は細線パターンに含まれる細線の凹部が１点に集結する１つの交点に対し、Ｘ方向の位置が異なり、Ｙ方向の位置が同じである版面上の他点を通り、その他点において細線の凹部が１点に集結するもう１つの交点を形成していない細線パターンに含まれる細線の凹部の線幅を、細線パターンに含まれる細線の凹部の線幅の最小値の１．５倍以上とし、版面においてＸ方向に整合した（Ｘ方向に延伸する）ドクターブレードをＹ方向に移動させるスキージングによって導電インキを細線パターンの凹部に充填するものとする。
このようにして生産され、硬化した導電インキでなる細線パターンが板面に形成された配線基板は、板面における直交２方向をＸ方向、Ｙ方向とする時、細線パターンに含まれる細線が１点に集結する１つの交点に対し、Ｘ方向の位置が異なり、Ｙ方向の位置が同じである板面上の他点を通り、他点において細線が１点に集結するもう１つの交点を形成していない細線パターンに含まれる他の細線の線幅が細線パターンに含まれる細線の線幅の最小値の１．５倍以上を有するものとなる。換言すれば、特に配線基板が線幅１０μｍ以下の細線を含み、或いは導電インキが粒径０．５μｍ以上の導体粒子を含むときにはグラビア法によらなければその配線基板を印刷生産できないところ、上記のような構成の配線基板であれば、Ｘ方向に整合したドクターブレードをＹ方向に移動させるスキージング工程を用いたグラビア印刷によって目的を達した物品を生産することが可能になる。
ここで、細線が１点に集結する交点とは３本以上の細線が１点に集結する交点であって、Ｙ字型の交点は３本の細線が集結している交点であり、Ｘ字型の交点は４本の細線が集結している交点である。また、他点において交点を形成していない細線とは他点において２本の細線が異なる方向から集結して屈曲点を形成しているような場合を含む。
図７Ｂは図７Ａの一部を拡大して示したものであり、図７Ｂでは一点鎖線ｄ１に加え、一点鎖線ｄ２～ｄ５を書き加えている。これら一点鎖線ｄ２～ｄ５はそれぞれ上述した３本以上の細線が１点に集結する交点に該当する交点ａ２～ａ５を通り、Ｘ方向に平行に引いた線であり、これらの一点鎖線ｄ２～ｄ５上にはそれぞれ単線の細線（交点を形成していない細線）が交差して存在していることが判る。よって、図７Ｂ中に、一点鎖線ｄ１上の丸印（〇印）に加え、丸印（〇印）を付した箇所は印刷のカスレが発生しうる箇所であり、これらの箇所を含む細線７３～７６の線幅を広くする。即ち、細線７３～７６に対応するグラビア版の細線の凹部の線幅を広くする。
図１は図７Ａに対し、このように図７Ｂに示した細線７３～７６及びその左右反転状態として位置する細線７３’～７６’の線幅を広くした配線パターンを示したものであり、図７Ａと対応する部分には同一符号を付している。
細線７３～７６，７３’～７６’の線幅Ｗ２はこの例では細線パターンに含まれる細線の線幅の最小値（この例ではＷ１＝７μｍ）の１．５倍以上である１５μｍとしている。
このように細線７３～７６，７３’～７６’の線幅を広くすることにより、印刷のカスレの発生を防止することができ、印刷のカスレに起因する細線の抵抗値の増大や破断を防止することができる。
なお、例えば延長部７１のように、細線のメッシュの周期構造を有し、１つの細線の交点を通るＸ方向に平行な線上には単線の細線が交差して存在せず、細線の交点しか存在しないような場合には、この発明は適用されない。
印刷のカスレを防止すべく、太くする（広くする）細線の線幅は、細線パターンに含まれる細線の線幅の最小値の１．５倍以上とするが、上限は３倍とし、即ち３倍以下とするのが好ましい。これは残余の細線に比べて相対的に過剰に太い細線を同時にグラビアオフセット印刷することで、ブランケットの太い細線のインキを引き受ける部位の膨潤が局所的に速く進行し、その部位で局所的に印刷の品質が劣化することを防ぐためである。
ドクターブレードの落ち込みによる影響を考えた場合、グラビア版において３本以上の細線の凹部が１点に集結する交点から見て、ドクターブレードの延伸方向（Ｘ方向）に位置する点を通り、該点において交点を形成していない細胞の凹部が複数ある場合、全ての細線の凹部の線幅を広くする必要はなく、即ち交点におけるドクターブレードの落ち込みの影響を受けない位置に位置するものまで細線の凹部の線幅を広くする必要はなく、交点からＸ方向、２００μｍ以内の範囲に位置する細線の凹部の線幅を少なくとも広くすればよい。
なお、好適には細線の凹部が１点に集結する交点から見て、ドクターブレードの延伸方向（Ｘ方向）に位置する点を通り、該点において交点を形成していない細線の凹部が複数ある場合、Ｘ方向における交点からの距離が最短である細線の凹部の線幅を広くすればよい。
グラビア印刷に用いるグラビア版には平板状の形態のものやロール状の形態のものがあるが、ロール状のグラビア版において版面におけるＸ方向、Ｙ方向の直交２方向とは空間においてＸ方向と直交する平面内に回転方向としてのＹ方向が属していることを意味するものとする。
また、図３に示したタッチパネルのように方形の外形を有する配線基板ではドクターブレードのスキージングは方形のいずれかの辺に平行な方向に一般に行われることから、この発明による配線基板は２組の平行対向二辺がそれぞれＸ方向及びＹ方向に平行な方形の外形を有するものとする。
図２は図１に示したこの発明の実施例の変形例を示したものであり、この例では細線７５，７６及び７５’，７６’は線幅を広くせず、細線７３，７４及び７３’，７４’のみ線幅を広くした構成となっている。このような構成を採用した理由は、
１）細線７３～７６や７３’～７６’が位置する各Ｖ字領域において、たとえＶ字の内部の細線７５，７６及び７５’，７６’がカスレてもＶ字の外形をなす細線７３，７４及び７３’，７４’の線幅が拡大されていることで十分な電気的接続性能が担保されること
２）線幅を拡大した細線の密集によるブランケットの局所的な膨潤の進行により、局所的な印刷品質の劣化が生じることを回避する
といった理由による。細線パターンの構成、機能によってはこのように一部の（内部の）細線の線幅を拡大しない構成を採用してもよい。
１０ 透明基板 ２０ センサ領域
２１ 長辺 ２２ 短辺
３０ 第１のセンサ電極 ３１ 島状電極
３２ 連結部 ３３ 電極列
３５ ダミー配線 ４０ 第２のセンサ電極
４１ 島状電極 ４２ 連結部
４３ 電極列 ４４ 延長部
４４ａ 大メッシュ部 ４４ｂ 小メッシュ部
５１，５２ 引出し配線 ５２ａ 接続部
５３ 端子部 ５４ グランド配線
６０ 絶縁層 ６１ 貫通穴
７０ 第２のセンサ電極 ７１ 延長部
７２～７６，７３’～７６’ 細線

Claims (9)

  1. 導電インキを用いたグラビア印刷によって形成される細線パターンを含む配線基板を生産する配線基板の生産方法であって、
    前記細線パターンの凹部が形成されたグラビア版の版面における直交２方向をＸ方向、Ｙ方向とする時、前記グラビア版は前記細線パターンに含まれる３本以上の細線の凹部が１点に集結する１つの交点に対し、Ｘ方向の位置が異なり、Ｙ方向の位置が同じである前記版面上の他点を通り、かつ前記他点において３本以上の細線の凹部が１点に集結するもう１つの交点を形成していない前記細線パターンに含まれる他の細線の凹部の線幅が、前記細線パターンに含まれる細線の凹部の線幅の最小値の１．５倍以上とされ、
    前記版面においてＸ方向に整合したドクターブレードをＹ方向に移動させるスキージングによって、前記導電インキを前記細線パターンの凹部に充填する工程を含むことを特徴とする配線基板の生産方法。
  2. 請求項１に記載の配線基板の生産方法において、
    前記他の細線の凹部の線幅は前記最小値の３倍以下とされていることを特徴とする配線基板の生産方法。
  3. 請求項１又は２に記載の配線基板の生産方法において、
    前記１つの交点と前記他点のＸ方向の距離が２００μｍ以内であることを特徴とする配線基板の生産方法。
  4. 請求項１から３のいずれかに記載の配線基板の生産方法において、
    前記１つの交点に対し、Ｘ方向の位置が異なり、Ｙ方向の位置が同じである前記版面上の特定の点を通り、かつ前記特定の点において３本以上の細線の凹部が１点に集結するもう１つの交点を形成していない前記細線パターンに含まれる特定の細線の凹部が複数ある場合、前記他点は複数ある前記特定の点のうち前記１つの交点から最近のものであり、前記他の細線の凹部は複数ある前記特定の細線の凹部のうち前記１つの交点とのＸ方向の距離が最短のものであることを特徴とする配線基板の生産方法。
  5. 板面に形成された硬化した導電インキでなる細線パターンを含む配線基板であって、
    前記板面における直交２方向をＸ方向、Ｙ方向とする時、前記細線パターンに含まれる３本以上の細線が１点に集結する１つの交点に対し、Ｘ方向の位置が異なり、Ｙ方向の位置が同じである前記板面上の他点を通り、かつ前記他点において３本以上の細線が１点に集結するもう１つの交点を形成していない前記細線パターンに含まれる他の細線の線幅が、前記細線パターンに含まれる細線の線幅の最小値の１．５倍以上とされていることを特徴とする配線基板。
  6. 請求項５に記載の配線基板において、
    前記他の細線の線幅は前記最小値の３倍以下とされていることを特徴とする配線基板。
  7. 請求項５又は６に記載の配線基板において、
    前記１つの交点と前記他点のＸ方向の距離が２００μｍ以内であることを特徴とする配線基板。
  8. 請求項５から７のいずれかに記載の配線基板において、
    前記１つの交点に対し、Ｘ方向の位置が異なり、Ｙ方向の位置が同じである前記板面上の特定の点を通り、かつ前記特定の点において３本以上の細線が１点に集結するもう１つの交点を形成していない前記細線パターンに含まれる特定の細線が複数ある場合、前記他点は複数ある前記特定の点のうち前記１つの交点から最近のものであり、前記他の細線は複数ある前記特定の細線のうち前記１つの交点とのＸ方向の距離が最短のものであることを特徴とする配線基板。
  9. 請求項５から８のいずれかに記載の配線基板において、
    前記配線基板は２組の平行対向二辺がそれぞれＸ方向及びＹ方向に平行な方形の外形を有することを特徴とする配線基板。
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