JP4182689B2 - 凸版及びパターン形成方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、凸版印刷法に用いる凸版及び凸版印刷法によるパターン形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、パターン形成方法として種々の方法が知られているが、そのうち印刷的手法として凸版、凹版、平版、孔版と呼ばれる方法が知られている。
【０００３】
パターン形成材料として、一般的な情報伝達のためにはいわゆる印刷インキが用いられているが、たとえば導電回路の導体パターン、抵抗体、コンデンサなどいわゆる機能材料のパターン形成については、単にパターンが形成されただけでは不十分であり、その形状や、膜厚などが、均一かつ精度良く形成されることが必要である。
【０００４】
また、最近ではミクロンオーダ、ナノオーダの微細加工の分野においても印刷的手法がソフトリソグラフィと呼ばれ注目されている（ホワイトサイズ他、日経サイエンス ２００１年 １２月号 ３０ページ〜４１ページ等参照）。この場合、インキがたとえばアルカンチオールのような分子レベルになり、要求される精度はますます高くなっている。
【０００５】
ところで印刷方法にはいくつかの方法があるが、既存の印刷方法として知られているものに凸版、凹版、平版、そして孔版（スクリーン印刷）がある。また、それぞれ版から所定の基材へパターン形成材料を直接転移する方式以外に、オフセット方式と呼ばれる方式がある。この方式では、版に付着したパターン形成材料を基材に転移する前にブランケットと呼ばれる平坦な媒体へ一旦転移したのちに所定の基材へ転写する。したがって、パターン形成材料の断裂過程が１回増え、結果としてパターン形状の精度が低下する。
【０００６】
したがって、高い精度でパターン形成する場合は版から直接基材へパターン形成材料を転移させることが望ましい。
【０００７】
また、印刷も一度だけでなく、複数回の重ね合わせが必要な場合もある。この場合、先に印刷された部分への影響を少なくするために、後の印刷において先に印刷された部分と版が接触しない方が望ましい。それが可能な既存の印刷方式は凸版のみである。
【０００８】
ところで、このような機能材料のパターニングでは、ただ単に印刷を行うだけでなく正確に位置あわせして印刷することが求められる。位置あわせにおいて、高い位置精度が容易に得られる方法は平面と平面の重ね合わせである。したがって、すなわち版、基材の両方とも平面であることが望ましい。
【０００９】
しかし、平面と平面を重ね合わせた場合、版と所定の基材の間にはパターン形成材料が存在し、これがいわば接着剤の役割を果たし、重ね合わせた後、版をはがしにくくなり、これを無理にはがすとパターンの形状が損なわれるおそれがある。すなわち「版離れ」の問題がある。
【００１０】
版離れを良好に行うには、面と面をはがすのではなく、線ではがせばよい。それを達成する手段のひとつは版をシリンダー状にすることであるが、この場合平面と曲面が線で接することになるため高精度の位置決めは難しい。
【００１１】
このように、高精度の機能性材料のパターニングにおいては、（１）オフセットにせず、版から直接転移させる、（２）版と基材とを接触させない、（３）版と基材を平面で重ね合わせる、ことが求められる。しかし、前記理由によりこれらの要求を同時に満たすのは困難であった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は係る従来技術の状況を鑑みてなされたもので、パターン形成材料を精度良くかつ非接触的に転移させ、安定して基材と版を引き剥がせるようにすることを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明において上記課題を解決するために、まず請求項１の発明では、以下（１）から（３）の工程によりパターン形成材料を平面状の基材に転写することを特徴とするパターン形成方法としたものである。
（１）張り出した曲面状に加工した弾性体表面に所定の凸部を形成した可尭性を有する媒体を固定してなる凸版の前記凸部にパターン形成材料を付着させる工程
（２）前記凸版の中央から前記基材に押し当て、前記媒体全面を平面に変形させて該基材に接触させる工程
（３）前記凸版を引き上げて接触した部分の周囲から前記媒体をはがす工程
【００１４】
また請求項２の発明では、前記パターン形成材料が、電極ペーストであることを特徴とする請求項１記載のパターン形成方法としたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
本発明の凸版は、曲面状に加工した弾性体表面に所定の凸部を形成した可尭性を有する媒体を固定したものである。
【００１７】
ここで、弾性体の材料としては、いわゆるエラストマー、すなわち天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンゴム、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、ハイパロン、エピクロルヒドリルゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムなど用いることができる。
【００１８】
弾性体は、曲面の形状を有する型にこれらのエラストマーの前駆体を充填して、しかるのちこれを常温硬化、熱硬化、紫外線硬化等の手段に硬化させ作製することができる。あるいは、エラストマーを切削等の加工手段を用いて加工しても良い。また、この成形体は内部までエラストマーで構成する必要はなく、中空の形態であってもよい。
そして曲面の形状は球面、楕円体面等の平面に押し当てたとき中央から徐々に平面に接することができる形状であればよい。
【００１９】
所定の凸部を形成した可尭性を有する媒体も前記弾性体と同様の手段および材料で作製できる。たとえば、前記文献（ホワイトサイズ他、日経サイエンス ２００１年 １２月号 ３０ページ〜４１ページ）では、フォトリソグラフィあるいは電子ビームリソグラフィでいわゆるレジストをパターニングした型を用い、これにポリジメチルシロキサンを流し込みこれを硬化させて成形している。
【００２０】
弾性体への所定の凸部を形成した可尭性を有する媒体の固定は弾性体および凸版を構成するエラストマーと同様の成分を主体とするゴム系の接着剤を用いればよい。また、ゴムの種類によっては自己接着性があり、この場合、接着剤を使わずに版を弾性体に固定することができる。
【００２１】
そして固定の際、所定の凸部を形成した可尭性を有する媒体を平面の状態、たとえばこれを所定の型を用いて成形したのであれば脱型する前に、弾性体を加圧して変形させた状態で接着するとこの媒体は平面での位置を保ったまま固定される。そして、この場合は接着後に加圧をやめ、弾性体を引き上げると徐々に脱型できる。
【００２２】
この結果、実際のパターン形成において、版を平面の基材に押しつけた状態では、版は平面となって、基材に接触する。すなわち転写時において平面上の位置が再現される。そして、加圧をやめる、すなわち版を引き上げると、接触した部分の周囲から版は基材から離れていく。したがって、面で接触している版を線ではがすことができる。このため、安定した版離れが可能になる。この結果、精度良くパターン形成材料を基材に転写できる。
【００２３】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を具体的に説明する。
【００２４】
１．凸版の作製
本実施例では、以下のようにして、凸版を作製した。
【００２５】
まず、図１に示すように、ドライフィルムレジスト１０に対して、ピッチ３０μｍ、幅３０μｍ、深さ４０μｍの凹部を有するレジストパターン２０と、中央部および周囲に十字線のマーク３０とを形成するパターニングを行なった。
【００２６】
これに図２に示すようにシリコーンゴム前駆体（ダウ・コーニング社製 ＳＹＬＧＡＲＤ１８４）を塗布し、レジストパターン２０内に充填し、テフロン（登録商標）版５０で押さえつけ室温で硬化させ、シリコーンゴムからなる凸部を形成した可尭性を有する媒体４０を成形した。
【００２７】
しかるのちテフロン（登録商標）版５０をはがし、レジストパターン２０から脱型する前に、図３に示すようにあらかじめ中空のドーム形に成形したシリコーンゴム製の成形体６０に媒体４０（シリコーンゴム）を押しつけて接着した。
【００２８】
しかるのち、レジストパターン２０から媒体４０を引き剥がし、図４に示すような曲面状に加工した弾性体表面に所定の凸部を形成した可尭性を有する媒体４０を固定した凸版７０を作製した。
【００２９】
２．パターン形成
前記工程により作製した凸版を上下動可能なエアシリンダに取り付けた。
電極ペースト８０（アサヒ化学研究所製 ＬＳ４１１−ＡＷ）をアプリケータを用いガラス板上に塗布して電極ペーストの液膜を作製した。このガラス板をＸＹθ方向に移動可能なステージ上に固定した。
そして、この液膜状に前記凸版７０の凸部を押し付け、しかるのちエアシリンダを上方へ移動させることにより図５に示すように電極ペースト８０を凸版７０の凸部に付着させた。
【００３０】
次に所定の位置に位置あわせマークが形成された別のガラス板９０を基板としてステージに固定して下方から観察することにより、版面に形成された位置合わせマークとガラス板に形成された位置合わせマークの位置を位置合わせして、図６に示すように、ガラス板９０に凸版７０の凸部を押し付けた。
しかるのち、エアシリンダを上方に移動させ、凸版７０とガラス板９０とを引き剥がし、図７に示すように電極ペースト８０を凸版の凸部から基板（ガラス板９０）へ転移した。
この結果、電極ペーストによる微細パターンを形成できた。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、パターン形成材料を精度良くかつ非接触的に転移させ、安定して基材と版を引き剥がせることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレジストパターンの一例を示す上面図である。
【図２】本発明に係る製版工程を示す断面図である。
【図３】本発明に係る製版工程を示す断面図である。
【図４】本発明に係る凸版の一例を示す断面図である。
【図５】本発明に係るパターン形成工程を示す断面図である。
【図６】本発明に係るパターン形成工程を示す断面図である。
【図７】本発明に係るパターン形成工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１０…ドライフィルムレジスト
２０…レジストパターン
３０…マーク
４０…凸部を形成した可尭性を有する媒体
５０…テフロン（登録商標）板
６０…成形体
７０…凸版
８０…電極ペースト
９０…ガラス板
【発明の属する技術分野】
本発明は、凸版印刷法に用いる凸版及び凸版印刷法によるパターン形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、パターン形成方法として種々の方法が知られているが、そのうち印刷的手法として凸版、凹版、平版、孔版と呼ばれる方法が知られている。
【０００３】
パターン形成材料として、一般的な情報伝達のためにはいわゆる印刷インキが用いられているが、たとえば導電回路の導体パターン、抵抗体、コンデンサなどいわゆる機能材料のパターン形成については、単にパターンが形成されただけでは不十分であり、その形状や、膜厚などが、均一かつ精度良く形成されることが必要である。
【０００４】
また、最近ではミクロンオーダ、ナノオーダの微細加工の分野においても印刷的手法がソフトリソグラフィと呼ばれ注目されている（ホワイトサイズ他、日経サイエンス ２００１年 １２月号 ３０ページ〜４１ページ等参照）。この場合、インキがたとえばアルカンチオールのような分子レベルになり、要求される精度はますます高くなっている。
【０００５】
ところで印刷方法にはいくつかの方法があるが、既存の印刷方法として知られているものに凸版、凹版、平版、そして孔版（スクリーン印刷）がある。また、それぞれ版から所定の基材へパターン形成材料を直接転移する方式以外に、オフセット方式と呼ばれる方式がある。この方式では、版に付着したパターン形成材料を基材に転移する前にブランケットと呼ばれる平坦な媒体へ一旦転移したのちに所定の基材へ転写する。したがって、パターン形成材料の断裂過程が１回増え、結果としてパターン形状の精度が低下する。
【０００６】
したがって、高い精度でパターン形成する場合は版から直接基材へパターン形成材料を転移させることが望ましい。
【０００７】
また、印刷も一度だけでなく、複数回の重ね合わせが必要な場合もある。この場合、先に印刷された部分への影響を少なくするために、後の印刷において先に印刷された部分と版が接触しない方が望ましい。それが可能な既存の印刷方式は凸版のみである。
【０００８】
ところで、このような機能材料のパターニングでは、ただ単に印刷を行うだけでなく正確に位置あわせして印刷することが求められる。位置あわせにおいて、高い位置精度が容易に得られる方法は平面と平面の重ね合わせである。したがって、すなわち版、基材の両方とも平面であることが望ましい。
【０００９】
しかし、平面と平面を重ね合わせた場合、版と所定の基材の間にはパターン形成材料が存在し、これがいわば接着剤の役割を果たし、重ね合わせた後、版をはがしにくくなり、これを無理にはがすとパターンの形状が損なわれるおそれがある。すなわち「版離れ」の問題がある。
【００１０】
版離れを良好に行うには、面と面をはがすのではなく、線ではがせばよい。それを達成する手段のひとつは版をシリンダー状にすることであるが、この場合平面と曲面が線で接することになるため高精度の位置決めは難しい。
【００１１】
このように、高精度の機能性材料のパターニングにおいては、（１）オフセットにせず、版から直接転移させる、（２）版と基材とを接触させない、（３）版と基材を平面で重ね合わせる、ことが求められる。しかし、前記理由によりこれらの要求を同時に満たすのは困難であった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は係る従来技術の状況を鑑みてなされたもので、パターン形成材料を精度良くかつ非接触的に転移させ、安定して基材と版を引き剥がせるようにすることを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明において上記課題を解決するために、まず請求項１の発明では、以下（１）から（３）の工程によりパターン形成材料を平面状の基材に転写することを特徴とするパターン形成方法としたものである。
（１）張り出した曲面状に加工した弾性体表面に所定の凸部を形成した可尭性を有する媒体を固定してなる凸版の前記凸部にパターン形成材料を付着させる工程
（２）前記凸版の中央から前記基材に押し当て、前記媒体全面を平面に変形させて該基材に接触させる工程
（３）前記凸版を引き上げて接触した部分の周囲から前記媒体をはがす工程
【００１４】
また請求項２の発明では、前記パターン形成材料が、電極ペーストであることを特徴とする請求項１記載のパターン形成方法としたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
本発明の凸版は、曲面状に加工した弾性体表面に所定の凸部を形成した可尭性を有する媒体を固定したものである。
【００１７】
ここで、弾性体の材料としては、いわゆるエラストマー、すなわち天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンゴム、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、ハイパロン、エピクロルヒドリルゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムなど用いることができる。
【００１８】
弾性体は、曲面の形状を有する型にこれらのエラストマーの前駆体を充填して、しかるのちこれを常温硬化、熱硬化、紫外線硬化等の手段に硬化させ作製することができる。あるいは、エラストマーを切削等の加工手段を用いて加工しても良い。また、この成形体は内部までエラストマーで構成する必要はなく、中空の形態であってもよい。
そして曲面の形状は球面、楕円体面等の平面に押し当てたとき中央から徐々に平面に接することができる形状であればよい。
【００１９】
所定の凸部を形成した可尭性を有する媒体も前記弾性体と同様の手段および材料で作製できる。たとえば、前記文献（ホワイトサイズ他、日経サイエンス ２００１年 １２月号 ３０ページ〜４１ページ）では、フォトリソグラフィあるいは電子ビームリソグラフィでいわゆるレジストをパターニングした型を用い、これにポリジメチルシロキサンを流し込みこれを硬化させて成形している。
【００２０】
弾性体への所定の凸部を形成した可尭性を有する媒体の固定は弾性体および凸版を構成するエラストマーと同様の成分を主体とするゴム系の接着剤を用いればよい。また、ゴムの種類によっては自己接着性があり、この場合、接着剤を使わずに版を弾性体に固定することができる。
【００２１】
そして固定の際、所定の凸部を形成した可尭性を有する媒体を平面の状態、たとえばこれを所定の型を用いて成形したのであれば脱型する前に、弾性体を加圧して変形させた状態で接着するとこの媒体は平面での位置を保ったまま固定される。そして、この場合は接着後に加圧をやめ、弾性体を引き上げると徐々に脱型できる。
【００２２】
この結果、実際のパターン形成において、版を平面の基材に押しつけた状態では、版は平面となって、基材に接触する。すなわち転写時において平面上の位置が再現される。そして、加圧をやめる、すなわち版を引き上げると、接触した部分の周囲から版は基材から離れていく。したがって、面で接触している版を線ではがすことができる。このため、安定した版離れが可能になる。この結果、精度良くパターン形成材料を基材に転写できる。
【００２３】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を具体的に説明する。
【００２４】
１．凸版の作製
本実施例では、以下のようにして、凸版を作製した。
【００２５】
まず、図１に示すように、ドライフィルムレジスト１０に対して、ピッチ３０μｍ、幅３０μｍ、深さ４０μｍの凹部を有するレジストパターン２０と、中央部および周囲に十字線のマーク３０とを形成するパターニングを行なった。
【００２６】
これに図２に示すようにシリコーンゴム前駆体（ダウ・コーニング社製 ＳＹＬＧＡＲＤ１８４）を塗布し、レジストパターン２０内に充填し、テフロン（登録商標）版５０で押さえつけ室温で硬化させ、シリコーンゴムからなる凸部を形成した可尭性を有する媒体４０を成形した。
【００２７】
しかるのちテフロン（登録商標）版５０をはがし、レジストパターン２０から脱型する前に、図３に示すようにあらかじめ中空のドーム形に成形したシリコーンゴム製の成形体６０に媒体４０（シリコーンゴム）を押しつけて接着した。
【００２８】
しかるのち、レジストパターン２０から媒体４０を引き剥がし、図４に示すような曲面状に加工した弾性体表面に所定の凸部を形成した可尭性を有する媒体４０を固定した凸版７０を作製した。
【００２９】
２．パターン形成
前記工程により作製した凸版を上下動可能なエアシリンダに取り付けた。
電極ペースト８０（アサヒ化学研究所製 ＬＳ４１１−ＡＷ）をアプリケータを用いガラス板上に塗布して電極ペーストの液膜を作製した。このガラス板をＸＹθ方向に移動可能なステージ上に固定した。
そして、この液膜状に前記凸版７０の凸部を押し付け、しかるのちエアシリンダを上方へ移動させることにより図５に示すように電極ペースト８０を凸版７０の凸部に付着させた。
【００３０】
次に所定の位置に位置あわせマークが形成された別のガラス板９０を基板としてステージに固定して下方から観察することにより、版面に形成された位置合わせマークとガラス板に形成された位置合わせマークの位置を位置合わせして、図６に示すように、ガラス板９０に凸版７０の凸部を押し付けた。
しかるのち、エアシリンダを上方に移動させ、凸版７０とガラス板９０とを引き剥がし、図７に示すように電極ペースト８０を凸版の凸部から基板（ガラス板９０）へ転移した。
この結果、電極ペーストによる微細パターンを形成できた。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、パターン形成材料を精度良くかつ非接触的に転移させ、安定して基材と版を引き剥がせることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレジストパターンの一例を示す上面図である。
【図２】本発明に係る製版工程を示す断面図である。
【図３】本発明に係る製版工程を示す断面図である。
【図４】本発明に係る凸版の一例を示す断面図である。
【図５】本発明に係るパターン形成工程を示す断面図である。
【図６】本発明に係るパターン形成工程を示す断面図である。
【図７】本発明に係るパターン形成工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１０…ドライフィルムレジスト
２０…レジストパターン
３０…マーク
４０…凸部を形成した可尭性を有する媒体
５０…テフロン（登録商標）板
６０…成形体
７０…凸版
８０…電極ペースト
９０…ガラス板
Claims (2)
- 以下（１）から（３）の工程によりパターン形成材料を平面状の基材に転写することを特徴とするパターン形成方法。
（１）張り出した曲面状に加工した弾性体表面に所定の凸部を形成した可尭性を有する媒体を固定してなる凸版の前記凸部にパターン形成材料を付着させる工程
（２）前記凸版の中央から前記基材に押し当て、前記媒体全面を平面に変形させて該基材に接触させる工程
（３）前記凸版を引き上げて接触した部分の周囲から前記媒体をはがす工程 - 前記パターン形成材料が、電極ペーストであることを特徴とする請求項１記載のパターン形成方法。
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| JP2002173939A JP4182689B2 (ja) | 2002-06-14 | 2002-06-14 | 凸版及びパターン形成方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP2004017409A JP2004017409A (ja) | 2004-01-22 |
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2002
- 2002-06-14 JP JP2002173939A patent/JP4182689B2/ja not_active Expired - Fee Related
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