JPH0319888A

JPH0319888A - 微細パターンの印刷方法

Info

Publication number: JPH0319888A
Application number: JP15384189A
Authority: JP
Inventors: Akira Okazaki; 岡崎　暁; Hiroyuki Matsui; 博之松井; Satoshi Takeuchi; 武内　敏
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1989-06-16
Filing date: 1989-06-16
Publication date: 1991-01-29
Anticipated expiration: 2014-08-16
Also published as: JP2935851B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は微細パターン形成を印刷手段にて行う微細パタ
ーンの印刷方法に係わり、例えば電子部品に供給する微
細回路や素子パターンなどの微細レジストパターンを高
精度で且つ量産的に形戒するに好適な印刷方法に関する
．〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕従来より印刷配線やガラス、セラミック板上の回路パタ
ーンの形成或いは金属版の食刻用レジストパターンの形
成などに際しては、スクリーン印刷法やオフセット印刷
法のような印刷手段が広く採用されている．しかし、こ
れらの印刷手段は比較的！ｊ線中の大きい（２　０　０
　ｐｍ以上）パターン形戒には適していたが、画線幅が
それ以下の微細なパターン形戒には不向きであるという
のが現状であった．しかも、印刷されるパターンはイン
キの流動性、版の圧力などの影響やインキの一部が転移
しないで版に残留する等により変形したものとなってし
まい、印刷パターンの再現性に劣るという欠点もあった
。

例えば、スクリーン印刷法はメッシュ状スクリーンにイ
ンキ遮蔽マスクを形成し、該マスクの非マスク部を所望
のパターンとし、非マスク部からインキを通過させて被
印刷体に付着させて印刷を行うものであるが、この印刷
法ではインキの厚刷り（数μｍ〜２０μｍ厚）が容易な
ために耐蝕性の優れたレジストパターンの印刷が可能な
ものの、実用印刷線巾が最小のものでも２００μｍ程度
が限界であるために複雑微細なパターンの印刷を行うの
は困難であった。

またオフセット印刷法はＰＳ版（Ｐｒｅｓｅｎｓｉｔｉ
ｓｅｄＰｌａｔｅ＞に親油性部と親水性部を形成し、親
水性部に水分を保持させて油性インキを反発させ、親油
性部のみに選択的にインキを付着させ、かかるインキパ
ターンを被印刷体に印刷する方法であり、特に印刷適性
を上げるためにＰＳ版上のインキパターンを一度、ゴム
ブランケットに転写した後に紙等の被印刷体に再転写す
るよう構戒されている．しかし、この印刷法は比較的微
細な画線が得られ易いが、インキング方式や２回の転写
操作等の関係により印刷されるインキ膜厚が１〜２μｍ
程度の小さいものとなる傾向があり、そのため印刷画線
にピンホールや断線が発生し易い欠点がある。

また、この印刷法ではインキの塗膜厚を大きくし耐蝕性
に優れた微細パターンを形成し得る様に各種の工夫がな
されているが、膜厚を大きくすると印刷画線が太くなり
、結局のところ１００〜２００μｍ程度の線巾の印刷が
限界であった。

従って、上述の印刷法では細線印刷を使用しようとして
も基本的に１００〜２００μｍ程度の線巾の印別が限度
であって、より小さい線巾のパターンを印刷しようとす
ればインキ膜厚も同時に薄くなってしまうため、特にレ
ジストパターンの如き耐蝕性を要す微細パターン形戒に
は適用不可能であった．このように印刷方法では微細パターンの形成が困難であ
る上に、印刷されるパターンが必ずしも版パターンに忠
実のものには戒り得ず再現性の点でも不充分であったた
めに、特に微細パターン形或には一般にフォトリソグラ
フィーに依存せざるを得なかった．ところが、このフォ
トリソグラフィーは極めて微細なパターン形或が可能で
あるが、印刷手段に比べて工程が複雑で生産性が低く且
つコスト高となる不具合があった．一方、印刷版において比較的細線で印刷膜厚も大きくし
て構或することができる印刷手段に凹版印刷法がある．
この印刷法は銅板などに彫刻法や食刻法で画線凹部を形
成し、該凹部に硬めのインキを擦り込み、非画線部のイ
ンキを拭き取った後に銅版上に印刷用紙をあて強圧して
印刷を行うものである。強圧する理由は凹部に擦りこま
れたインキが版表面より窪んだ位置にあるため、紙のよ
うな柔軟性被印刷物に強圧着させることにより強制的に
インキ面と被印刷物面とを接触付着させてインキを被印
刷物に転移させるためである。

しかしながら、従来の凹版印刷法は上記のスクリーン印
刷法やオフセット印刷法に比し細線印刷に適しているに
も係わらず、剛性の高いプラスチック、ガラス、セラミ
ック、金属等からなる基板類への印刷が殆ど不可能であ
るという大きな問題点がある。

本発明は上記の問題点に鑑みなされたもので、従来の印
刷法よりも線幅が極細で且つインキ膜厚も適度な厚みで
ある微細パターンを印刷形戒ずることができ、しかも、
かかる微細パターンを各種の被印刷体に正確且つ鮮明に
、また能率的且つ安価に形成し得る微細パターンの印刷
方法を提供することを目的とする．〔課題を解決するための手段〕即ち本発明は、（１）印刷画線部となる微細なパターン凹部を形戒して
なる印刷用凹版に硬化型インキを塗布してドクターにて
凹部以外のインキを除去して凹部のみにインキを充填さ
せるか、若しくは印刷画線部となる微細なパターン版部
を製版してなる印刷用平版に硬化インキを塗布して該イ
ンキをパターン版部のみに着肉させてパターンニングし
、次いで、凹版又は平版上のインキを熱又は放射線で硬
化させた後に被印刷体に転写することを特徴とする微細
パターンの印別方法。

（２）被印刷体に予め接着性又は粘着性層を設けた後、
該層を介して硬化後のインキを被印刷体に転写する請求
項１記載の印刷方法．（３）凹版又は平版上で硬化型インキをパターンニング
させた後、若しくはパターンニングされたインキを硬化
させた後に版表面に接着性又は粘着性層を設け、しかる
後、該層を介して硬化後のインキを被印刷体に転写する
請求項１記載の印刷方法。

（４）被印刷体が金属、セラξツク、ガラス又はプラス
チック製の剛性を有するものである請求項１〜３記載の
印刷方法。

（５）硬化後のインキを転写させた後、被印刷体上の硬
化インキ層が存在しない部分にある接着性又は粘着性層
を除去する請求項２〜４記載の印刷方法。

を要旨とするものである。

〔作用〕

本発明の印刷方法は、版として凹版又は平版を使用して
硬化型インキを極細で適度の膜厚からなる微細パターン
にパターンニングすることができ、そのようにパターン
ニングした硬化型インキを充分に硬化させてから、即ち
非流動性にすると共に版上でパターンニングされた形状
をそのままに保持させてから被印刷体に硬化インキを転
写させるものであり、その結果、版通りの微細パターン
からなる硬化インキ層を変形させることなしに被印刷体
に印刷形戒することができる。

次に、本発明を図面に基づき印刷工程順に従って説明す
る。

第１図は本発明印刷方法の各工程例を示すものである。

同図（Ａ）は本発明に使用する製版された印刷用版１を
示す．この版１としては図示の如き凹版か或いは特に図
示しないが平版が使用される。版１は図示の如き平板状
のものに限定されず、例えばゴムローラ等に巻き付けて
円筒状に構威したものであっても良い。

版１が凹版の場合、凹版１には印刷画線となる凹部２が
形成されており、また版ｌが平版の場合、平版には上記
凹部２に相当するパターン版部が製版されている．この
凹部２の形戒方法は特に限定されるものではなく、例え
ば、平滑に研磨された金属製版材（一般に銅、銅合金、
鉄、鉄合金等、その他の金属）を微細切削法にて切削形
成したり、或いは該版材にフォトフアプリケーションを
利用して光学的にレジストマスクを設けた後、エッチン
グして形成することができる．凹部２はその線幅が５〜
５０μｍ程度、深さ（版深）が１−１０μｍ程度の微細
なものとして構威することができる。また版材はガラス
、セラミック等の硬質の材質からなるものを使用しても
よい。更に、凹版１表面の硬度を増すために製版面にニ
ッケル、クロム等の硬質金属をメッキしてもよく、これ
によりドクターによるインキ掻き落とし時の耐久性を付
与することができる．平版のパターン版部の形成に当た
っては平版印刷で採用されている公知の製版方法を適用
できる。

次いで、上記の印刷用版（凹版）■面に硬化型インキ３
を塗布する〔第１図（Ｂ）〕。インキの塗布はインキ溜
めに版を浸漬させて行ったり、版面にインキをかけ流し
して行う等により容易になし得る。

本発明に使用される硬化型インキ３は熱硬化タイプ、電
離放射線硬化タイプ等のものであり、これらは無溶剤系
のもので且つ比較的低粘度のものが好ましい。具体的に
は一般に市販されている紫外線硬化型インキ、電子線硬
化型インキ、赤外線（又は熱）硬化型インキ等を利用す
ることができ、本発明は上記のような公知のインキを適
用できることも非常に有利な点である。インキ３の基本
組或は、紫外線硬化型インキを挙げて説明すると、溶剤
を用いずに感光性のブレボリマー又はモノマーと光重合
開始剤を結合剤とし、着色用顔料と適当な増感剤やタッ
ク調整剤等のインキ助剤類から構成されている。また通
常の紫外線硬化型インキに代えて、半導体加工やフォト
エッチング等に使用されているフォトレジスト材料から
適宜選択したものを使用してもよい．更に平版用インキ
としては従来の平版印刷法の如く高粘度のインキを使用
する必要はなく、若干低粘度のものを使用できる。この
インキの粘度調整は結合剤である光重合開始剤を含むプ
レボリマー又はモノマーのうちで低粘度のものを選択使
用すればよい．版１にインキ３を塗布した後、版ｌが凹版の゜場合には
第１図（Ｃ）に示すように凹版１面の不要なインキ３ａ
を薄い金属ブレード等からなるドクター４でかき取って
除去し、印刷画線となる凹部２のみにインキ３を残留充
填させる．一方、版１が平版であれば塗布された硬化型
インキ３は、版とインキとの表面エネルギーの相互作用
により自然にパターン版部のみに着肉する。いずれの版
においても、この段階でインキ３のパターンニングがな
される。

次いで、第１図（Ｄ）に示すように凹部２のインキ３に
対して熱又は放射線による硬化処理５を施して該インキ
を反応活性化させ、該凹部２内で増粘又は硬化反応を生
じせしめ、インキの流動性を消滅させて硬化（固形）イ
ンキ３ｂとする。平版の場合にも版上において凹版と同
様に増粘又は硬化反応が生じ、パターンニングされたイ
ンキ３が硬化インキ３ｂとなる。この際のインキの硬化
度合いはゲル分率にて表わすと全体が９０％以上とする
のが適当である。

インキを硬化させた後、版１に被印刷体６を重ね合わせ
て両者を密着させ（第ｌ図（Ｅ））、続いて両者を引き
離すことにより版ｌの四部２内の硬化インキ３ｂが被印
刷体６上に転写され（同図（Ｆ））、本発明印刷方法に
よる印刷がなされる。

また平版の場合でも版上の硬化インキが同様に被印刷体
６に転写される．この場合における被印刷体６としては
紙や薄いフィルムなどの柔軟性を有するものが好ましい
。

本発明の印刷方法は、被印刷体６が金属、セラミック、
ガラス、プラスチック等のような剛性を有するものであ
る場合、第２図又は第３図に示すように被印刷体６側若
しくは（凹）版１側に接着性又は粘着性層７に塗布形成
し、該層７を版と被印刷体間に介在させた状態で硬化イ
ンキ３ｂを被印刷体６に転写させる（第４図）．かかる
構威により被印刷体表面と硬化インキ表面とを直接接触
させにくかったり、或いは良好に接触させてもインキが
硬化したちのあるため被印刷体に接着しにくい等の影響
による硬化インキ３ｂの被印刷体への転移の不安定さを
解消することができ、以て、剛性を有する如何なる被印
刷体へも安定的で確実な印刷が可能となる．接着性又は粘着性層７を版ｌ側に設ける場合、該層７は
硬化型インキを凹部２やパターン版部にパターンニング
させた後、或いはパターンニングさせた硬化型インキを
硬化させた後に版表面の全面に形成する。上記層７を形
戒する接着剤又は粘着剤は塗布適性に優れ且つ版１表面
に対して接着又は粘着力が弱いものを市販品から選択し
て使用すればよい。例えば、所望する工程によってその
接着・粘着過程が溶剤賦活型、熱賦活型、圧力賦活型、
化学反応型等のうちから適宜選択して使用することがで
き、なかでも圧力賦活型である感圧接着剤（粘着剤）や
熱賦活型であるホットメルト型接着剤等が好ましい。

本発明では接着性又は粘着性層７を介して印刷を行った
場合、第４図に示すように被印刷体６面には転写された
硬化インキＦｊ３ｂが存在しない非画線部にも層７ａが
存在するが、必要に応じて該層７ａを適宜手段にて除去
する（第５図）。この除去処理により非画線部に相当す
る被印刷体６表面を露出させることができる．この除去
手段としてはインキｉ！３ｂがエッチングレジスト印刷
である場合、プラズマ等のドライエッチング法や適当な
エッチング液によるウエントエッチング法等がある．他
の除去手段としてはオゾン酸化、放射エネルギー分解、
或いは溶剤や薬品による溶解除去法等が採用できる．上記の如き構戒からなる本発明の印刷方法は微細パター
ン形成を要す用途に広く利用することができる．例えば
、本発明は被印刷体に接着性又は粘着性層を介して微細
パターンを印刷し、次いで非画線部の上記層を除去した
後、更に必要に応じて露出した被印刷体の非画線部をド
ライ又はウエットエッチングにて食刻し、食刻後に硬化
インキ層を（上記層も共々）除去するような用途にも極
めて有効である．〔実施例〕以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する．実ＪＵ逮七研磨された厚さ０．１５一一のｗ４仮にフォトレジスト
で解像力チャートをパターンニングし、塩化第二鉄溶液
を用いてエッチングして深さ３μｍの微細パターンから
なる凹版を製版した。フォトレジストを除去した後、こ
の凹版を硬いゴムローラに巻きつけて凹版ローラとし、
この凹版面にアクリルーエポキシ系紫外線硬化型インキ
を塗布し、次いでグラビア印刷用ドクターブレードを用
いて凹版の凹部以外の非画線部のインキを掻き落として
除去した．次いで、凹版面に向けて紫外線を照射して凹版凹部に充
填されているインキを硬化させた．インキ硬化後、凹版
ローラ上にアクリル樹脂系粘着剤を塗膜厚１μｍとなる
よう全面に塗布した．次に、この凹版ローラを清浄した
ガラス板上に載置してゆっくりと転がし、粘着剤層を介
して凹版の硬化したインキをガラス板上に転写させた。

この結果、凹版凹部内の硬化インキは残存することなく
完全にガラス板側に転移され、線巾が３０μｍ迄の微細
な画線がシャープに印刷されたことが確認された．その後、このガラス板を酸素プラズマ雰囲気中に１０分
間暴露してプラズマエッチングを行った．これにより、
硬化インキ層部分はエボキシ戒分によるベンゼン環の存
在により酸素プラズマに侵され難いく、一方のアクリル
系樹脂からなる粘着剤層部分は酸素プラズマにより侵さ
れ易いため、結果的に粘着剤層のみが露出している非百
線部の粘着剤層部分が除去された．以上の工程により、ガラス板上に線巾３０μｍ２Ｍ厚４
μｍ（インキ層３μｍ＋粘着剤Ｎ１μｍ）の画線が鮮明
に印刷され、凹版に食刻された解像力チャートが正確に
再現されていた．夫旌斑１実施例１で使用した凹版に１μｍ厚のクロムメッキをし
たドクタリングに対する耐久性を強化し、その凹版を用
いて同様に凹版ローラを作威した．次いで、凹版面にノ
ボラックーメラξン系熱硬化型インキを塗布した後、版
上の凹部以外のインキをドクターで掻き落として除去し
た．しかる後、凹版面に向けて遠赤外線を照射してインキを
硬化せしめた．一方、ガラス仮にクロムを蒸着した面に予めアグリル系
粘着剤層を１μｍ厚で全面に塗布した被印刷体を用意し
、その面上に上記凹版ローラを載置して転がしたところ
、凹版面の硬化インキは完全にガラス板側に転移した。

このガラス板を実施例１と同様に酸素プラズマで処理し
、非画線部の粘着剤層部分を除去した．酸素プラズマに
よる処理の際、硬化インキはノボラフク戊分に由来する
ベンゼン環により侵されなかった．以上の工程により、ガラス板上のクロム蒸着層面に線巾
３０μｍ，膜厚４μｍ（インキＮ３μｍ＋粘着剤層１−
μｍ）以上の微細画線が鮮明に印刷され、凹版に食刻さ
れた微細パターンが正確に再現された．実嵐班主版として版深２μｍの水無し平版（東レ製）を用い、こ
れをゴムローラに巻き付けて版胴ローうとし、この版胴
ローラの版面にアルキッド樹脂を主戒分とする酸化重合
型水無し平版用インキを塗布した．版とインキの表面エ
ネルギーの相互作用によりインキが所定のパターン形状
になった後、遠赤外線を版胴ローラ表面に照射してイン
キを硬化せしめた．インキ硬化後、版胴ローラ上にアク
リル樹脂系粘着剤を１μｍ厚となるよう全面に塗布した
．次いで、この版胴ローラをガラス基板上に転がして粘着
剤層を介して硬化インキをガラス基板に転写した．この
ガラス基板を酸素プラズマ雰囲気中に１０分間暴露し、
これにより硬化インキ部分はアルキッド戒分に由来する
ベンゼン環により酸素プラズマに侵されずに残存し、ア
クリル系樹脂からなる粘着剤層部分は酸素プラズマにて
容易に侵され、その結果、硬化インキに覆われていない
粘着剤層部分のみが除去された．以上の工程により、ガラス基板上に線巾３０μｍ１膜［
３μｍ（インキ層２ｐｍ十粘着剤層１μｍ）の画線から
なる微細パターンが精度良く印刷再現された．裏旌槻土版として版深２μｍのＰＳ板を用い、これをゴムローラ
に巻き付けて版胴ローラとし、この版胴ローラに湿し水
を水付けローラにて与えた後、ロジン変性フェノール樹
脂を主或分とする平版用インキを塗布した．版と水とイ
ンキの表面エネルギーの相互作用によりインキが所定パ
ターン形状になった後、ローラ表面に遠赤外線を照射し
てインキを硬化せしめた，次いで、この版胴ローラをガラス基板上に転がして粘着
剤層を介して硬化インキをガラス基板に転写した．この
ガラス基板を酸素プラズマ雰囲気中に１０分間暴露し、
これにより硬化インキ部分はフェノール戒分に由来する
ベンゼン環により酸素プラズマに侵されずに残存し、ア
クリル系樹脂からなる粘着剤層部分は酸素プラズマにて
容易に侵され、その結果、硬化インキに覆われていない
粘着剤層部分のみが除去された．以上の工程により、ガラス基板上に綿中３０μｍ，膜厚
３μｍ（インキ層２μｍ＋粘着剤層１μｍ）の画線から
なる微細パターンが精度良く印刷再現された。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の印刷方法によれば凹版又
は平版を使用し、極細で所定膜厚の微細パターンからな
る印刷画線部を凹版にはパターン凹部として平版にはパ
ターン版部として製版し、版の凹部又はパターン版部で
パターンニングされた硬化型インキを凹部内若しくは坂
上で硬化せしめた後、その硬化したインキを被印刷体に
転写させるものであるため、従来の印刷技術では最小線
巾が１００〜２００μｍのものしか印刷再現させること
ができなかったものが、所定の膜厚を以て１００ｔＩｍ
未溝の極めて極細な線画印刷を容易に行うことができる
。しかもパターンニングされた硬化型インキが版上にお
いて硬化されて完全に非流動状態となった段階で被印刷
体に転移するため、転写時や転写後においてｉ！ｊ線形
状が崩れる虞れがな《、版上でパターンニングされた形
状に忠実な形状を保持したままで微細パターンが鮮明に
印刷再現される．また本発明方法は上記のような印刷手
段を採用しているため、従来高価で非能率的なフォトレ
ジストによらなければならなかった微細画線の形成を能
率的に且つ安価に行うことが可能となった．更に本発明
方法は接着性又は粘着性層を介して印刷を行うことによ
り、剛性を有するような被印刷体にも硬化インキを安定
的に且つ簡便に転写せしめることができる．従って、本発明印刷方法は微細パターン形或の用途に広
く適用でき、例えば、ガラスフォトマスクや微細なプリ
ント回路板、その他の微細バタンー形成を要す製品を高
精度で安価に加工提供することができ、実益大である。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｆ）は本発明印刷方法の各印刷工程の
一実施例を示す断面説明図、第２図〜第５図は本発明の
印刷方法における異なる態様の印刷工程例を示す断面説
明図である１・・・印刷用版（凹版）　２・・・凹部３・・・硬化
型インキ　　　３ｂ・・・硬化インキ４・・・ドクター５・・・熱又は放射線による硬化処理６・・・被印刷体　　　７・・・接着性又は粘着性層第１図フ３・・・硬化型インキ４・・・ドクター６・・被印刷体第２図７・・・接着性又は粘着性層第３図３ｂ第４図Ｊロ第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）印刷画線部となる微細なパターン凹部を形成して
なる印刷用凹版に硬化型インキを塗布してドクターにて
凹部以外のインキを除去して凹部のみにインキを充填さ
せるか、若しくは印刷画線部となる微細なパターン版部
を製版してなる印刷用平版に硬化インキを塗布して該イ
ンキをパターン版部のみに着肉させてパターンニングし
、次いで、凹版又は平版上のインキを熱又は放射線で硬
化させた後に被印刷体に転写することを特徴とする微細
パターンの印刷方法。
（２）被印刷体に予め接着性又は粘着性層を設けた後、
該層を介して硬化後のインキを被印刷体に転写する請求
項１記載の印刷方法。
（３）凹版又は平版上で硬化型インキをパターンニング
させた後、若しくはパターンニングされたインキを硬化
させた後に版表面に接着性又は粘着性層を設け、しかる
後、該層を介して硬化後のインキを被印刷体に転写する
請求項１記載の印刷方法。
（４）被印刷体が金属、セラミック、ガラス又はプラス
チック製の剛性を有するものである請求項１〜３記載の
印刷方法。
（５）硬化後のインキを転写させた後、被印刷体上の硬
化インキ層が存在しない部分にある接着性又は粘着性層
を除去する請求項２〜４記載の印刷方法。