TW202220512A - 附有導電圖案之基板的製造方法及轉印裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明之目的在於提供一種附有導電圖案之基板的製造方法,其可在基材側面、或側面到至少一邊的基板表面一次性形成微細配線,可抑制基材端部中的圖案毀損。
本發明之附有導電圖案之基板的製造方法中,該附有導電圖案之基板在基材的側面、或是側面到至少一邊的基板表面具有導電圖案,該製造方法中,使基材的側面與具備包含有機成分與導電性粒子之組成物的圖案之膜中的該圖案形成面相對向,
使彈性體片與前述膜中和前述圖案形成面相反側的面相對向,
將前述基材的側面隔著前述膜按壓於前述彈性體片,並且將該按壓部加熱,藉此將前述圖案轉印至前述基材的側面、或是側面到至少一邊的基板表面。
Description
本發明係關於附有導電圖案之基板的製造方法及轉印裝置。
近年來正在開發裝置內部含有LED等發光元件而不需要背光的自發光型顯示裝置。作為這種顯示裝置的基本構成,已有人研究一種結構,其係在基板表面具有LED元件等發光元件及其金屬電極,在基板背面具有用以對於發光元件發送訊號之電源及驅動元件以及此等的金屬電極,且基板表面與背面各別的金屬電極由金屬配線所連接。
關於將基板表面與背面各別的金屬電極連接的金屬配線之形成方法,已有人提出一種連接線的形成方法,其具備:第1步驟,在基板緣部的至少一部分上,在該基板的兩面及端面上整體形成導電層;第2步驟,去除前述導電層的一部分,而分割成互不導通的多條連接線(例如參照專利文獻2)。另外有人提出了下述方法:藉由以包含彈性體之按壓構件與基板夾住附著有導電糊的線,將導電糊轉印至基板側面及基板表面與背面的方法(例如參照專利文獻1);以及使用熱輥層壓機或模具將形成於離型膜上的配線圖案進行熱壓接而將其轉印至基板側面及基板表面與背面的方法(例如參照專利文獻3)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平5-21301號公報
[專利文獻2]日本特開2004-247516號公報
[專利文獻3]國際公開第2020/158121號
[發明欲解決之課題]
近年來隨著電子設備的窄邊框化及高解析度化,隨著代替上述LED的μLED崛起,要求電極進一步窄間距化。又,配線數量隨著顯示裝置的小型化、高解析度化而增加,因而要求以低節拍製程(takt process)形成配線。
專利文獻1所揭示的技術具有下述課題:所形成之金屬配線的寬度會隨著線寬改變,因此難以微細化。又,專利文獻2所揭示的技術具有下述課題:需要以雷射照射或蝕刻來去除所形成之導電層中不需要之部分的步驟而導致生產性低。又,專利文獻3所揭示的使用熱輥層壓機或模具將形成於離型膜上之配線圖案轉印至基板的方法則具有下述課題:熱壓接力容易在基板端部產生不均而導致配線圖案的形狀容易毀損。
於是,本發明之目的在於提供一種附有導電圖案之基板的製造方法,其可在基材的側面、或是側面到至少一邊的基材表面上一次性形成微細配線,而抑制在基材端部的圖案毀損。
[用以解決課題之手段]
為了解決上述課題,本發明主要具有以下的構成。
本發明係一種附有導電圖案之基板的製造方法,其係在基材的側面、或側面到至少一邊的基材表面具有導電圖案的附有導電圖案之基板的製造方法,其中使基材的側面與具備包含有機成分與導電性粒子之組成物之圖案的膜的該圖案形成面相對向,使彈性體片與前述膜中和前述圖案形成面相反側的面相對向,將前述基材的側面隔著前述膜按壓於前述彈性體片,並且將該按壓部加熱,藉此將前述圖案轉印至前述基材的側面、或是側面到至少一邊的基材表面。
[發明之效果]
根據本發明,可得到一種附有導電圖案之基板,其可在基材的側面、或是側面到至少一邊的基板表面上一次性形成微細配線,而抑制基材端部的圖案毀損。
[用以實施發明的形態]
以下,參照圖式說明本發明的實施型態之附有導電圖案之基板的製造方法。另外,圖式僅為示意。又,本發明不因以下說明的例示而受到限定。
圖1係顯示本發明的實施型態之附有導電圖案之基板的製造方法的步驟圖。
本實施型態之附有導電圖案之基板的製造方法係得到在基材的側面、或是側面到至少一邊的基材表面具有導電圖案的附有導電圖案之基板。藉此,如圖3的(a)基材表面及(b)基材背面的概略圖所示,可將基材1表面的電極6與基材1背面的電極7以導電圖案12連接,無需在基材中形成小孔(via)等貫通孔即可將基材表面的電訊號傳遞至基材背面。又,僅在基板的側面與一邊的基材表面上具有電極而將基材側面的電訊號傳遞至一面基材表面的情況、或是在基材側面具有2個以上的電極而在此等電極之間傳遞電訊號的情況中,亦可使用本發明的製造方法。
首先,如圖1(a)所示,使基材1的側面與具備包含有機成分與導電性粒子的組成物之圖案2的膜3的該圖案形成面相對向。
<有機成分>
作為有機成分,可列舉例如:環氧樹脂、苯氧基樹脂、丙烯酸系共聚物、環氧羧酸酯化合物等。亦可含有2種以上的此等化合物。又,含有具有胺基甲酸酯鍵的有機成分亦無妨。藉由含有具有胺基甲酸酯鍵的有機成分,可提升圖案的柔軟性。從可藉由光微影而形成更微細的配線圖案來看,有機成分較佳係呈現感光性。例如,可藉由含有光聚合起始劑、具有不飽和雙鍵之成分來呈現感光性。
<光聚合起始劑>
作為光聚合起始劑,可列舉:二苯甲酮衍生物、苯乙酮衍生物、硫雜蒽酮衍生物、苄基衍生物、苯偶姻衍生物、肟系化合物、α-羥基酮系化合物、α-胺基烷基苯酮系化合物、膦氧化物系化合物、蒽酮化合物、蒽醌化合物等。亦可含有2種以上的此等化合物。其中較佳為感光度高的肟系化合物。作為肟系化合物、可列舉例如:1,2-辛二酮-1-[4-(苯基硫基)-2-(O-苯甲醯基肟)]、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯基肟)、1-苯基-1,2-丁二酮-2-(O-甲氧基羰基)肟、1-苯基-丙二酮-2-(O-乙氧基羰基)肟、1-苯基-丙二酮-2-(O-苯甲醯基)肟、1,3-二苯基-丙三酮-2-(O-乙氧基羰基)肟、1-苯基-3-乙氧基-丙三酮-2-(O-苯甲醯基)肟等。此等之中較佳為感光度高的肟系化合物。
<具有不飽和雙鍵的成分>
作為具有不飽和雙鍵的成分,可列舉例如:甲基丙烯酸2-羥基-3-丙烯醯氧基丙酯、二羥甲基-三環癸烷二甲基丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、二㗁烷二醇二丙烯酸酯、環己烷二甲醇二甲基丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯、乙氧基化(4)雙酚A二丙烯酸酯、乙氧基化(10)雙酚A二丙烯酸酯、乙二醇二縮水甘油醚的丙烯酸加成物、新戊二醇二縮水甘油醚的丙烯酸加成物等2官能單體、新戊四醇三丙烯酸酯、新戊四醇三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯、甘油丙氧基三丙烯酸酯、東亞合成股份有限公司製ARONIX M-315等3官能單體、二新戊四醇六丙烯酸酯、新戊四醇四丙烯酸酯、新戊四醇乙氧基四丙烯酸酯、二-三羥甲基丙烷四丙烯酸酯等4官能單體、Daicel-Cytec公司製EBECRYL204、EBECRYL210、EBECRYL220、EBECRYL264、EBECRYL265、EBECRYL284、以及Sartomer公司製CN972、CN975、CN978等含胺基甲酸酯鍵的單體等。亦可含有2種以上的此等化合物。
<導電性粒子>
作為導電性粒子,可列舉例如:銀、金、銅、鉑、鉛、錫、鎳、鋁、鎢、鉬、鉻、鈦、銦或此等金屬的合金、碳粒子。此等的導電性粒子可單獨使用,或是作為合金或混合粉末使用。又,亦可相同地使用以上述導電性粒子的成分被覆樹脂或無機氧化物等絕緣性粒子表面而成者。其中,從導電性的觀點來看,較佳係使用銀、金或銅,從成本及穩定性的觀點來看,更佳為使用銀。
組成物中的導電性粒子的含量較佳為60~90質量%。藉由使導電性粒子的含量在60質量%以上,導電性粒子彼此的接觸機率變高,導電性提升。又,在轉印後的導電圖案之彎曲部中,導電性粒子彼此不易分離。導電性粒子的含量更佳為70質量%以上。另一方面,藉由使導電性粒子的含量在90質量%以下,可轉印更微細的圖案。
<圖案>
前述包含有機成分與導電性粒子的組成物之圖案,例如可藉由下述方法形成於膜上:圖案印刷法、在印刷平面圖案後去除不需要之部分的雷射蝕刻法、塗布感光性導電糊並對其進行曝光、顯影的光微影法等。其中,從可進行更微細之圖案化來看,較佳係以塗布感光性導電糊並對其進行曝光、顯影來獲得。
作為感光性導電糊的塗布方法,可列舉例如:噴霧塗布、輥塗布、網版印刷、使用塗布機(例如刮刀塗布機、模塗布機、壓延塗布機(calender coater)、彎月形塗布機(meniscus coater)、棒塗布機等)的塗布等。
例如,亦可藉由加熱乾燥(以烘箱、加熱板、紅外線等所進行者等)或真空乾燥將所得之塗膜乾燥。乾燥時間較佳為1分鐘~20分鐘。進行加熱乾燥的情況,加熱溫度較佳為50~110℃。
光微影法中,作為曝光時的光源,較佳係使用汞燈或LED的i線(365nm)、h線(405nm)。
作為顯影方法,可列舉:鹼顯影或有機顯影等。
進行鹼顯影的情況中,作為顯影液,可列舉例如:氫氧化四甲基銨、二乙醇胺、二乙胺基乙醇、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、三乙胺、二乙胺、甲胺、二甲胺、乙酸二甲胺基乙酯、二甲胺基乙醇、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、環己胺、乙二胺、六亞甲基二胺等的水溶液。此等水溶液中添加N-甲基-2-吡咯啶酮、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、二甲基亞碸、γ-丁內酯等極性溶劑;甲醇、乙醇、異丙醇等醇類;乳酸乙酯、丙二醇單甲醚乙酸酯等酯類;環戊酮、環己酮、異丁基酮、甲基異丁酮等酮類;界面活性劑等亦無妨。
進行有機顯影的情況中,作為顯影液,可列舉例如:前述的極性溶劑、或是此等極性溶劑與甲醇、乙醇、異丙醇、二甲苯、水、甲基卡必醇、乙基卡必醇的混合溶液等。
作為顯影方法,可列舉例如:將具有塗膜的膜靜置或使其旋轉並且對於塗膜面噴灑顯影液的方法、將具有塗膜的膜浸漬於顯影液中的方法、將具有塗膜的膜浸漬於顯影液中並且施加超音波的方法等。
以沖洗液對於顯影所得之圖案實施沖洗處理亦無妨。作為沖洗液,可列舉例如:水、或是在水中添加乙醇、異丙醇等醇類;乳酸乙酯、丙二醇單甲醚乙酸酯等酯類而成的水溶液等。
圖案的寬度較佳為10~50μm。若圖案寬度在10μm以上,則可進一步抑制轉印時的圖案毀損。又,可抑制因圖案毀損所造成的導電性降低。另一方面,若圖案寬度在50μm以下,則相對於基材寬度可形成大量的配線,而可適用於配線數量多的高解析度顯示器。
圖案的厚度較佳為2.0~10.0μm。圖案的厚度若在2.0μm以上,則可轉印更微細的圖案,並且藉由圖案中的導電性粒子使得導電路徑增加而可提升導電性。圖案的厚度更佳為4.0μm以上。另一方面,若圖案的厚度在10.0μm以下,則可在製造步驟中輕易形成圖案。圖案的厚度更佳為8.0μm以下。
<膜>
作為膜,可使用例如PET膜、聚碳酸酯膜、聚醯亞胺膜等。膜表面較佳係塗有離型劑。
膜的厚度較佳為10~80μm。若膜的厚度在10μm以上,則圖案加工時的操作性優良。另一方面,膜的厚度若在80μm以下,則在將基材按壓於彈性體片積層體上時,膜容易追隨基材的形狀,而可轉印更微細的圖案。
<基材>
基材係用以在其表面上形成配線等的支撐體,其係不會因為被按壓於彈性體片而變形的基板。作為基材,較佳為例如:玻璃、環氧玻璃、陶瓷等。此等之中從通用性、價格方面來看,較佳為玻璃。
基材的端部較佳係具有倒角圓面(rounding)部者。若基材端部經過倒角圓面,則即使沿著基材的端面形狀配置導電圖案,相較於未進行倒角圓面的情況,導電圖案的彎曲程度變小,因此可抑制因導電圖案的毀損而造成導電性降低,可抑制電阻值的上升。另外,可考量基材的厚度及配線的柔軟性來適當選擇倒角圓面的形狀及曲率半徑。
又,較佳為基材的端部具有倒角的角度為1°~70°的倒角部、側面具有0.1mm以上之平坦部者。此處,倒角的角度如圖4所示,其表示基材1中的主面8之延長線與實施了倒角之面10所形成的角11。平坦部9係表示與主面8大致正交的部分。若倒角之角度為1°以上,則即使沿著基材的端面形狀配置導電圖案,相較於未倒角的情況,導電圖案的彎曲程度變小,可抑制因導電圖案的毀損導致導電性降低。另一方面,若倒角角度在70°以下,則側面部不易產生鋭角的部分,可抑制因導電圖案的毀損導致導電性降低。又,藉由在側面具有0.1mm以上的平坦部,因為在側面部不具有鋭角部分,因此可抑制因導電圖案的毀損導致導電性降低。另外,關於倒角的角度及寬度,可考慮基材的厚度及尺寸、配線的柔軟性而適當選擇。
接著,可使彈性體片4和前述膜3中與前述圖案形成面相反側的面相對向。
<彈性體片>
本發明中,使用彈性體片作為片材係為重要。藉由使用彈性體片,在將基材的側面隔著前述膜按壓於前述彈性體片時,基材陷入彈性體片,且彈性體片以將基材夾入的方式彎折,可將基材的兩面及側面加壓。又,僅對於基材側面轉印圖案的情況中,亦可均勻地加壓,而可抑制圖案的毀損。片材非彈性體的情況,無法對於基材的兩面加壓,而無法對於基材的側面到至少一邊的基板表面上形成導電圖案。此處「彈性體」係指具有若施加載重則發生變形、若去除載重則回到原來形狀之特性的材料。
前述彈性體片依據JIS K6253-3:2012所測量之橡膠硬度較佳為2~50。藉由使橡膠硬度在2以上,在隔著膜將基材的側面按壓於彈性體片時,基板側面被加壓而可轉印更微細的圖案。另一方面,藉由使橡膠硬度在50以下,基材的陷入量大,彈性體片容易彎折,基材的至少一邊的基板表面被加壓,而可轉印更微細之圖案。
前述彈性體片的厚度較佳為0.1~5.0mm。彈性體片的厚度若在0.1mm以上,則基材的陷入量大,彈性體片變得容易彎折,基材的至少一邊的基板表面被加壓,可轉印更微細的圖案。又,藉由使厚度在5.0mm以下,使用加熱器加熱時,可將加熱器的熱均勻地傳遞至具備組成物圖案的膜,可抑制因溫度不均所導致的轉印不均勻。
前述彈性體片的耐熱溫度較佳為100℃以上。彈性體片的耐熱溫度若在100℃以上,則在基板按壓時不易發生熱收縮,可抑制膜相應地產生應變,而可轉印更微細的圖案。彈性體片的耐熱溫度更佳為140℃以上。此處耐熱溫度係指依據JIS K6251:2017所測量的完全滿足拉伸強度變化率在±30%以內、切斷時伸度變化率在-50%以內、依據JIS K6253-3:2012所測量之硬度變化在±15以內的最大溫度值。
作為彈性體片,可列舉例如:聚矽氧橡膠,胺基甲酸酯橡膠、天然橡膠、苯乙烯丁二烯橡膠、氯丁二烯橡膠、丁基橡膠、乙烯丙烯橡膠等。其中,聚矽氧橡膠其耐熱性高而在基板按壓時不易發生熱收縮,而抑制膜相應地產生應變,可轉印更微細的圖案,因而較佳。
前述彈性體片中,與膜接觸的面較佳係經離型處理或凹凸加工。藉由進行離型處理或凹凸加工,在隔著前述膜將基材的側面按壓於前述彈性體片後分離時,膜與彈性體片容易剝離,可抑制膜產生應變等,而可轉印更微細的圖案。作為離型處理中所使用的離型劑,可列舉例如:長鏈烷基系離型劑、聚矽氧系離型劑、及氟系離型劑等。亦可使用2種以上的此等離型劑。離型處理可將離型劑塗布於彈性體片上並使其乾燥而進行。又,凹凸加工可藉由下述方法進行:將清漆上的彈性體樹脂成分在具有凹凸之澆鑄用支撐體上進行澆鑄成型的方法、或是將具有凹凸的模具熱壓於彈性體表面的方法。
在前述彈性體片中與按壓前述基材側面的面相反側的面上亦可再具有一層以上的其他彈性體片。藉由將基材的側面按壓於經積層的多片彈性體片,可抑制基板端部的壓力不均,而進一步抑制圖案形狀毀損。又,藉由抑制圖案形狀毀損,可充分確保導電性粒子的導電路徑,藉此可抑制導電性降低。作為一例,圖2顯示將一片其他彈性體片5(以下有時亦稱為第二彈性體片)積層於彈性體片4(以下有時稱為第一彈性體片)中與按壓基材1之側面的面相反側之面的態樣。作為其他彈性體片,可使用前述的彈性體片。
前述其他彈性體片依據JIS K6253-3:2012所測量的橡膠硬度較佳為1~100。其他彈性體片的橡膠硬度若為1以上則復原力高,在去除載重前後不易在第一彈性體片中產生應變,而可進一步抑制基板端部的導電圖案毀損。其他彈性體片的橡膠硬度若為100以下,則可使基材側面陷入第一彈性體片的量變大,使第一彈性體片夾住基材的力容易作用,而可轉印更微細的圖案。又,包含第二彈性體片的其他彈性體片之橡膠硬度低於第一彈性體片,第一彈性體片將基材夾入的力增加,從轉印更微細之圖案的觀點來看較佳。
前述其他彈性體片的厚度較佳為0.5mm以上。其他彈性體片的厚度若為0.5mm以上,則第一彈性體片將基材夾入的力容易作用,可轉印更微細的圖案。
接著,如圖1(b)所示,隔著前述膜3將前述基材1的側面按壓於前述彈性體片4並且將該按壓部加熱,藉此將前述圖案2轉印至前述基材1的側面及兩面整體。
按壓部的溫度較佳為100~200℃。此處「按壓部」係指隔著前述膜按壓基板側面的彈性體片之表面部。按壓部的溫度若在100℃以上,則使在膜上所形成的包含有機成分與導電性粒子的組成物之圖案中的有機成分軟化,可輕易將其轉印至基材,並且可提高基材上所形成之導電圖案的導電性。另一方面,按壓部的溫度若在200℃以下,則可抑制膜的熱收縮,進而抑制因為膜應變造成圖案的斷線,可轉印更微細的圖案。按壓部的溫度可以非接觸式的溫度計進行測量。
將基材側面按壓於彈性體片的時間較佳為5~300sec。按壓時間若在5sec以上,則熱均勻地傳遞至導電圖案,轉印性更加提升。按壓時間若在300sec以下,則可提升生產節拍。又,將基材側面按壓於彈性體片時的壓力較佳為0.1~3MPa以下。壓力若在0.1MPa以上,則可提高所形成之附有導電圖案之基板的導電圖案與基材的密合性。另一方面,壓力若在3MPa以下,則可進一步抑制因為基材端部的圖案毀損導致導電性降低。
本發明的附有導電圖案之基板的製造方法中,較佳係隔著前述膜將前述基材的側面按壓於前述彈性體片並且隔著前述膜將前述基材的兩面加壓,再將該按壓部及該加壓部加熱,藉此將前述圖案轉印至前述基材的側面到至少一邊的基板表面。如此,可均勻地控制施加於基材側面與基材兩面的壓力,而能夠使轉印至基材側面與至少一邊的基板表面的圖案寬度均勻。又,藉由隔著前述膜將基材的兩面加壓,相較於未加壓的情況,轉印至基板表面的圖案之線長不會受到限制。此處「加壓部」係指隔著前述膜按壓至少一邊的基板表面的彈性體片之表面部。作為一例,圖5顯示將基材1的側面按壓於彈性體片4並且以加壓部將基材的兩面加壓的態樣。
作為前述加壓部的加壓方法,並未特別限定,可列舉例如:使用平板加壓、及輥加壓等施加壓力的方法等。
將前述加壓部加壓時的溫度、時間、壓力可為與上述按壓部相同之溫度、時間、壓力。
由本發明所製造的附有導電圖案之基板亦可因追加而進行加熱。作為加熱方法,可列舉:以乾燥烘箱或紅外線烘箱所進行的加熱等。加熱溫度較佳為100~200℃,加熱時間較佳為5分鐘~3小時。
由本發明所製造的附有導電圖案之基板亦可追加地將基材側面按壓於彈性體片。又,亦可與轉印圖案的步驟連續地進行按壓。將基材側面按壓於彈性體片的時間總計較佳為15sec~1800sec。按壓時間若在15sec以上,相較於追加地藉由烘箱加熱,可以短時間提高導電性。另一方面,若按壓時間總計在1800sec以下,則可提升生產節拍。
由本發明所製造的附有導電圖案之基板,亦可追加地對於導電圖案施加電壓。作為施加電壓的方法,無特別限制,可使用下述方法:使用充放電裝置、電源等施加一定電壓的方法;施加脈衝電壓的方法;在一定的電壓範圍內實施充放電循環的方法等。對於導電圖案施加的電壓較佳為0.05~5.0V。若所施加之電壓在0.05V以上,則導電圖案中的導電性粒子間存在樹脂成分而未形成導電路徑之處會發生絕緣破壞,導電路徑增加,而可提高導電性。另一方面,施加之電壓若在5.0V以下,則可抑制導電圖案中的溫度上升造成樹脂成分分解而導致與基材的密合性變差。
<轉印裝置>
本發明的轉印裝置係將形成於膜上的導電圖案轉印至基材的側面、或是側面到至少一邊的基材表面,其具有:支撐機構,保持前述膜中與前述導電圖案形成面相反側的面上所配置的彈性體片;按壓機構,使基材的側面與該圖案形成面相對向,隔著前述膜將前述基材的側面按壓於前述彈性體片;及加熱機構,將該按壓部加熱。基材、膜、彈性體片可使用上述者。
支撐機構係保持形成有導電圖案的膜中與導電圖案形成面相反側的面上所配置的彈性體片。彈性體片係固定於本支撐機構上以使用。從不易散熱而在轉印時不易發生導電圖案之變形來看,支撐機構較佳為平坦的SUS製平板。
按壓機構係使基材的側面與該圖案形成面相對向,隔著前述膜將前述基材的側面按壓於前述彈性體片。按壓機構具有固定前述基材的部位。作為基材的固定方法,可列舉:藉由使用表面設有吸附孔的治具或由多孔質性材料所構成之治具進行減壓吸附的方法、使用膠帶等接著構件將基材固定於固定基材之部位的方法、使用螺栓固定基材的方法、載持基材的一部分以進行固定的方法等。又,按壓機構具有使固定前述基材之部位朝向前述支撐機構移動的機構。藉此,在以使成為轉印對象之基材的側面與該圖案形成面相對向的方式配置之後,使固定前述基材的部位朝向前述支撐機構移動,而能夠以從垂直於該圖案面之方向抵接的方式按壓基材側面。
前述加熱機構係將上述按壓部加熱的機構,其係從前述支撐機構中與固定彈性體片之面相反側的面加熱。加熱方法可使用加熱器等進行加熱。
[實施例]
以下,舉出實施例及比較例詳細說明本發明,但本發明的態樣不限於此等。
<微細圖案轉印性評價>
如圖6所示,在離型膜上以線寬10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、40μm、50μm、100μm分別形成圖案。將所形成之圖案轉印至厚度0.5mm的玻璃基板,製作如圖7的(a)玻璃基板表面及(b)玻璃基板背面的示意圖所示的附有導電圖案之基板。將圖案中無剝離、斷線、變形的最窄線寬處的線寬作為微細圖案轉印性評價結果。
<基板端部的圖案毀損耐性的評價>
觀察微細圖案轉印性評價中所製作之附有最窄線寬之導電圖案的基板之端部,相對於轉印前的圖案寬度,轉印後圖案的增加寬度若在0μm以上且小於1μm則為A,在1μm以上且小於2μm則為B,在2μm以上且小於3μm則為C,在3μm以上則為D。
<基板側面部與基板表面部的圖案形狀差的評價>
觀察微細圖案轉印性評價中所製作之附有最窄線寬之導電圖案的基板之側面部與表面部,若兩者的圖案寬度差在0μm以上且小於0.5μm則為A,0.5μm以上且小於1μm則為B,1μm以上則為C。
<導電性評價>
以測試器將微細圖案轉印性評價中所製作之線寬100μm的附有導電圖案之基板的點A與點B連結,測量電阻值,藉由式(1)算出比電阻。將此值作為導電性評價結果。
比電阻 = 電阻值×膜厚×線寬度/線長 ・・・ (1)。
實施例、比較例中所使用的材料如下。
[彈性體片]
・彈性體片A(胺基甲酸酯橡膠,無離型處理,橡膠硬度70,厚度0.05mm,耐熱溫度90℃,Tigers Polymer股份有限公司製,Ti-Prene TR-100-70)
・彈性體片B(胺基甲酸酯橡膠,無離型處理,橡膠硬度50,厚度0.05mm,耐熱溫度90℃,Tigers Polymer股份有限公司製,Ti-Prene TR-100-50)
・彈性體片C(胺基甲酸酯橡膠,無離型處理,橡膠硬度50,厚度1mm,耐熱溫度90℃,Tigers Polymer股份有限公司製,Ti-Prene TR-100-50)
・彈性體片D(聚矽氧橡膠,無離型處理,橡膠硬度30,厚度1mm,耐熱溫度220℃,日機裝股份有限公司製)
・彈性體片E(聚矽氧橡膠,經離型處理,橡膠硬度30,厚度1mm,耐熱溫度220℃,日機裝股份有限公司製)
・彈性體片F(聚矽氧橡膠,經離型處理,橡膠硬度20,厚度1mm,耐熱溫度220℃,日機裝股份有限公司製)
・彈性體片G(聚矽氧橡膠,單面經凹凸加工而以200μm間距具有直徑50μm、深度50μm的凹型微透鏡形狀,橡膠硬度30、厚度1mm、耐熱溫度220℃,五洋紙工股份有限公司製)。
[非彈性體片]
・PET膜(無離型處理,橡膠硬度>80,厚度0.35mm,Toray股份有限公司製,Lumirror S10)。
[環氧樹脂]
・JER828(三菱化學股份有限公司製)。
[導電性粒子]
・平均一次粒徑1.0μm的Ag粉末。
[硬化劑]
・L-07E(四國化成工業股份有限公司製)。
[離型膜]
・AL-5(Lintec股份有限公司製,剝離力1850mN/20mm,膜厚16μm)。
[導電糊]
(合成例1)
在100ml潔淨瓶中放入10g的jER828、1g的L-07E,5g的二乙二醇單乙醚乙酸酯(以下稱為「DMEA」),以自轉-公轉真空混合機「AWATORI RENTARO」ARE-310(註冊商標,THINKY股份有限公司製)進行混合,得到16.0g的樹脂溶液1(固體成分68.8質量%)。
將所得之16.0g的樹脂溶液1與25.7g的Ag粉末混合,使用3輥磨機(EXAKT M-50;EXAKT公司製)進行揉合,得到固體成分中的導電性粒子的比例為70重量%的導電糊1。
(合成例2)
在氮氣環境的反應容器中置入150g的DMEA,使用油浴升溫至80℃。花費1小時於其中滴入包含20g的乙基丙烯酸酯、40g的甲基丙烯酸2-乙基己酯、20g的丙烯酸正丁酯、15g的丙烯酸、0.8g的2,2’-偶氮雙異丁腈及10g的DMEA的混合物。滴入結束後,再於80℃加熱6小時進行聚合反應。之後添加0.2g的對苯二酚單甲醚,停止聚合反應。然後花費0.5小時滴入包含5g的縮水甘油甲基丙烯酸酯、1g的三乙基苄基氯化銨及10g的DMEA的混合物。滴入結束後,再加熱2小時以進行加成反應後,使反應容器內為大氣環境,添加5g的光聚合起始劑Irgacure OXE01(BASF公司製),20g的ARONIX M-315(東亞合成股份有限公司製),於50℃加熱溶解3小時,得到固體成分42.8wt%的有機成分(A-1)。
接著,在100mL潔淨瓶中,將20.0g的有機成分(A-1)與20.0g的Ag粉末混合,使用3輥磨機(EXAKT M-50;EXAKT公司製)進行揉合,得到固體成分中的導電性粒子的比例為70重量%的導電糊2。
(實施例1)
使用網版印刷,以乾燥後的膜厚成為4.0μm的方式,將導電糊1塗布於離型膜AL-5的離型面上而使其成為圖6的圖案形狀,將所得之塗布膜在100℃的乾燥烘箱內乾燥10分鐘,形成圖案。使玻璃基板的側面與所形成之圖案形成面相對向,並如圖1所示使設置於加熱板上的彈性體片A與膜中和圖案形成面相反側的面相對向。之後,隔著膜以210℃、60sec、0.35MPa的條件將玻璃基板的側面按壓於彈性體片A而得到附有配線圖案之基板後,在乾燥烘箱中於140℃加熱1小時,得到附有導電圖案之基板。評價結果顯示於表4。另外,按壓部的溫度係使用紅外線輻射溫度計(A&D公司製,產品名稱AD-5635)將加熱板的設定值調整為條件溫度。
(實施例2)
使用網版印刷,以乾燥後的膜厚成為4.0μm的方式,將導電糊2塗布於離型膜AL-5的離型面上。將所得之塗布膜在100℃的乾燥烘箱內乾燥10分鐘,隔著圖6的圖案部透光之光罩,使用具有超高壓汞燈的曝光機以350mJ/cm
2的曝光量進行曝光。接著,使用0.1質量%碳酸鈉水溶液作為顯影液,以0.1MPa的壓力進行噴霧顯影30秒而形成圖案。使玻璃基板的側面與所形成之圖案形成面相對向,如圖1所示,使設置於加熱板上的彈性體片A與膜中和圖案形成面相反側的面相對向。以170℃、60sec、0.35MPa的條件隔著膜將玻璃基板的側面按壓於彈性體片A而得到附有配線圖案之基板後,在乾燥烘箱中於140℃加熱1小時,得到附有導電圖案之基板。評價結果顯示於表4。
(實施例3~8)
依照表1記載變更彈性體片的種類、轉印條件,除此之外,與實施例2相同地得到附有導電圖案之基板。評價結果顯示於表4。
(實施例9)
使用網版印刷以使乾燥後的膜厚成為4.0μm的方式將導電糊2塗布於離型膜AL-5的離型面。在100℃的乾燥烘箱內將所得之塗布膜乾燥10分鐘,隔著圖6的圖案部透光之光罩,使用具有超高壓汞燈的曝光機,以350mJ/cm
2的曝光量進行曝光。接著,使用0.1質量%碳酸鈉水溶液作為顯影液,在0.1MPa的壓力下進行噴霧顯影30秒而形成圖案。使玻璃基板的側面與所形成之圖案形成面相對向,使如圖1所示設置於加熱板上的彈性體片E與膜中和圖案形成面相反側的面相對向。以170℃、60sec、0.35MPa的條件隔著膜將玻璃基板的側面按壓於彈性體片E,並且使用加熱式的小型平板加壓機,以相同條件隔著膜將玻璃基板的兩面加壓,得到附有配線圖案之基板之後,在乾燥烘箱中於140℃加熱1小時,得到附有導電圖案之基板。評價結果顯示於表4。
(比較例1)
使用PET膜代替彈性體片,除此之外,嘗試與實施例2相同地得到附有導電圖案之基板,但圖案未轉印至玻璃基板。
(比較例2)
使用網版印刷以使乾燥後的膜厚成為4.0μm的方式將導電糊2塗布於離型膜AL-5的離型面。在100℃的乾燥烘箱內將所得之塗布膜乾燥10分鐘,隔著圖6的圖案部透光之光罩,使用具有超高壓汞燈的曝光機,以350mJ/cm
2的曝光量進行曝光。接著,使用0.1質量%碳酸鈉水溶液作為顯影液,在0.1MPa的壓力下進行噴霧顯影30秒而形成圖案。使玻璃基板的側面與所形成之圖案形成面相對向,按壓於170℃的加熱板60sec,之後使用熱輥層壓機,以170℃、1.0m/分鐘的條件轉印剩餘部分。之後,在乾燥烘箱中於140℃加熱1小時,得到附有導電圖案之基板。評價結果顯示於表4。
(實施例10)
使用網版印刷以使乾燥後的膜厚成為4.0μm的方式將導電糊2塗布於離型膜AL-5的離型面。在100℃的乾燥烘箱內將所得之塗布膜乾燥10分鐘,隔著圖6的圖案部透光之光罩,使用具有超高壓汞燈的曝光機,以350mJ/cm
2的曝光量進行曝光。接著,使用0.1質量%碳酸鈉水溶液作為顯影液,在0.1MPa的壓力下進行噴霧顯影30秒而形成圖案。使玻璃基板的側面與所形成之圖案形成面相對向後,如圖2所示,使從靠近玻璃基板的一側依照第一彈性體片為彈性體片E、第二彈性體片為另一彈性體片E的順序將兩片彈性體片積層而成的彈性體片積層體相對向,以170℃、60sec、0.35MPa的條件隔著膜將玻璃基板的側面按壓於彈性體片積層體,得到附有配線圖案之基板。之後,在乾燥烘箱中於140℃加熱1小時,得到附有導電圖案之基板。評價結果顯示於表4。
(實施例11)
使用網版印刷以使乾燥後的膜厚成為4.0μm的方式將導電糊2塗布於離型膜AL-5的離型面。在100℃的乾燥烘箱內將所得之塗布膜乾燥10分鐘,隔著圖6的圖案部透光之光罩,使用具有超高壓汞燈的曝光機,以350mJ/cm
2的曝光量進行曝光。接著,使用0.1質量%碳酸鈉水溶液作為顯影液,在0.1MPa的壓力下進行噴霧顯影30秒而形成圖案。使玻璃基板的側面與所形成之圖案形成面相對向後,如圖2所示,使從靠近玻璃基板的一側依照第一彈性體片為彈性體片E、第二彈性體片為另一彈性體片E的順序將兩片彈性體片積層而成的彈性體片積層體相對向,以170℃、60sec、0.35MPa的條件隔著膜將玻璃基板的側面與兩面按壓於彈性體片積層體,並且使用加熱式的小型平板加壓機,以相同條件隔著膜將玻璃基板的兩面加壓,得到附有配線圖案之基板。之後,在乾燥烘箱中於140℃加熱1小時,得到附有導電圖案之基板。評價結果顯示於表4。
(實施例12)
如表2所示,使用依照第一彈性體片為彈性體片E、第二彈性體片為彈性體片F的順序將兩片彈性體片積層而成的彈性體片積層體,除此之外,與實施例10相同地得到附有導電圖案之基板。評價結果顯示於表4。
(實施例13)
如表2所示,使隔著膜將玻璃基板的側面按壓於彈性體片積層體時的溫度為150℃,除此之外,與實施例12相同地得到附有導電圖案之基板。評價結果顯示於表4。
(實施例14)
使用網版印刷以使乾燥後的膜厚成為4.0μm的方式將導電糊2塗布於離型膜AL-5的離型面。在100℃的乾燥烘箱內將所得之塗布膜乾燥10分鐘,隔著圖6的圖案部透光之光罩,使用具有超高壓汞燈的曝光機,以350mJ/cm
2的曝光量進行曝光。接著,使用0.1質量%碳酸鈉水溶液作為顯影液,在0.1MPa的壓力下進行噴霧顯影30秒而形成圖案。使玻璃基板的側面與所形成之圖案形成面相對向後,使依照第一彈性體片為彈性體片E、第二彈性體片為彈性體片F的順序將兩片彈性體片積層而成之彈性體片積層體相對向,以150℃、60sec、0.35MPa的條件隔著膜將玻璃基板的側面按壓於彈性體片積層體,得到附有導電圖案之基板。評價結果顯示於表4。
(實施例15~17)
依照表2記載而變更轉印條件,除此之外,與實施例14相同地得到附有導電圖案之基板。評價結果顯示於表4。
(實施例18)
使用網版印刷以使乾燥後的膜厚成為4.0μm的方式將導電糊2塗布於離型膜AL-5的離型面。在100℃的乾燥烘箱內將所得之塗布膜乾燥10分鐘,隔著圖6的圖案部透光之光罩,使用具有超高壓汞燈的曝光機,以350mJ/cm
2的曝光量進行曝光。接著,使用0.1質量%碳酸鈉水溶液作為顯影液,在0.1MPa的壓力下進行噴霧顯影30秒而形成圖案。使玻璃基板的側面與所形成之圖案形成面相對向後,使依照第一彈性體片為彈性體片E、第二彈性體片為彈性體片F的順序將兩片彈性體片積層而成的彈性體片積層體相對向,以170℃、60sec、0.35MPa的條件隔著膜將玻璃基板的側面彈性體片積層體,得到附有導電圖案之基板之後,在乾燥烘箱中於140℃加熱1小時,得到附有導電圖案之基板。之後,使用電源SourceMeters「Keithley2636A」(Keithley公司製),以電壓0.8V、5sec的條件從圖7中所示的點A至點B施加電壓。評價結果顯示於表4。
[表1]
導電糊 | 彈性體片 | 轉印條件 | 轉印後加熱條件 | |||||
溫度 | 時間 | 壓力 | 方法 | 溫度 | 時間 | |||
實施例1 | 導電糊1 | 彈性體片A | 210℃ | 60sec | 0.35MPa | 僅按壓 | 140℃ | 1h |
實施例2 | 導電糊2 | 彈性體片A | 210℃ | 60sec | 0.35MPa | 僅按壓 | 140℃ | 1h |
實施例3 | 導電糊2 | 彈性體片A | 170℃ | 60sec | 0.35MPa | 僅按壓 | 140℃ | 1h |
實施例4 | 導電糊2 | 彈性體片B | 170℃ | 60sec | 0.35MPa | 僅按壓 | 140℃ | 1h |
實施例5 | 導電糊2 | 彈性體片C | 170℃ | 60sec | 0.35MPa | 僅按壓 | 140℃ | 1h |
實施例6 | 導電糊2 | 彈性體片D | 170℃ | 60sec | 0.35MPa | 僅按壓 | 140℃ | 1h |
實施例7 | 導電糊2 | 彈性體片E | 170℃ | 60sec | 0.35MPa | 僅按壓 | 140℃ | 1h |
實施例8 | 導電糊2 | 彈性體片G | 170℃ | 60sec | 0.35MPa | 僅按壓 | 140℃ | 1h |
實施例9 | 導電糊2 | 彈性體片E | 170℃ | 60sec | 0.35MPa | 按壓+兩面加壓 | 140℃ | 1h |
比較例1 | 導電糊2 | PET膜 | 170℃ | 60sec | 0.35MPa | 僅按壓 |
[表2]
導電糊 | 第一彈性體片 | 第二彈性體片 | 轉印條件 | 轉印後加熱條件 | |||||
溫度 | 時間 | 壓力 | 方法 | 溫度 | 時間 | ||||
實施例10 | 導電糊2 | 彈性體片E | 彈性體片E | 170℃ | 60sec | 0.35MPa | 僅按壓 | 140℃ | 1h |
實施例11 | 導電糊2 | 彈性體片E | 彈性體片E | 170℃ | 60sec | 0.35MPa | 按壓+兩面加壓 | 140℃ | 1h |
實施例12 | 導電糊2 | 彈性體片E | 彈性體片F | 170℃ | 60sec | 0.35MPa | 僅按壓 | 140℃ | 1h |
實施例13 | 導電糊2 | 彈性體片E | 彈性體片F | 150℃ | 60sec | 0.35MPa | 僅按壓 | 140℃ | 1h |
實施例14 | 導電糊2 | 彈性體片E | 彈性體片F | 150℃ | 60sec | 0.35MPa | 僅按壓 | 轉印後未加熱 | |
實施例15 | 導電糊2 | 彈性體片E | 彈性體片F | 170℃ | 60sec | 0.35MPa | 僅按壓 | ||
實施例16 | 導電糊2 | 彈性體片E | 彈性體片F | 150℃ | 120sec | 0.35MPa | 僅按壓 | ||
實施例17 | 導電糊2 | 彈性體片E | 彈性體片F | 170℃ | 120sec | 0.35MPa | 僅按壓 |
[表3]
導電糊 | 第一彈性體片 | 第二彈性體片 | 轉印條件 | 轉印後加熱條件 | 電壓施加條件 | ||||||
溫度 | 時間 | 壓力 | 方法 | 溫度 | 時間 | 電壓 | 印加時間 | ||||
實施例18 | 導電糊2 | 彈性體片E | 彈性體片F | 170℃ | 60sec | 0.35Mpa | 僅按壓 | 140℃ | 1h | 0.8V | 5sec |
[表4]
微細圖案轉印性 | 基板端部的圖案毀損耐性 | 基板側面部與基板表面部之 圖案形狀差的評價 | 導電性 | |
實施例1 | 100μm | C | C | 55μΩcm |
實施例2 | 50μm | C | C | 55μΩcm |
實施例3 | 40μm | C | C | 54μΩcm |
實施例4 | 30μm | C | C | 56μΩcm |
實施例5 | 25μm | C | C | 56μΩcm |
實施例6 | 20μm | B | C | 51μΩcm |
實施例7 | 15μm | B | B | 51μΩcm |
實施例8 | 15μm | B | B | 51μΩcm |
實施例9 | 15μm | B | A | 49μΩcm |
實施例10 | 15μm | A | B | 49μΩcm |
實施例11 | 15μm | A | A | 49μΩcm |
實施例12 | 10μm | A | B | 49μΩcm |
實施例13 | 10μm | A | B | 54μΩcm |
實施例14 | 10μm | A | B | 128μΩcm |
實施例15 | 10μm | A | B | 104μΩcm |
實施例16 | 10μm | A | B | 54μΩcm |
實施例17 | 10μm | A | B | 46μΩcm |
實施例18 | 10μm | A | B | 22μΩcm |
比較例1 | 無法轉印 | - | - | - |
比較例2 | 15μm | D | C | 60μΩcm |
1:基材
2:圖案
3:膜
4:彈性體片
5:其他彈性體片
6:基材表面的電極
7:基材背面的電極
8:基材的主面
9:側面的平坦部
10:實施倒角的面
11:倒角角度
12:導電圖案
13:離型膜
14:玻璃基板
圖1係顯示本發明的附有導電圖案之基板的製造方法的一例的概略圖。
圖2係顯示本發明的附有導電圖案之基板的製造方法的一例的概略圖。
圖3係顯示由本發明的附有導電圖案之基板的製造方法所得之附有導電圖案之基板的一例的概略圖。
圖4係顯示倒角(chamfering)之角度的概略圖。
圖5係顯示本發明的附有導電圖案之基板的製造方法之一例的概略圖。
圖6係顯示實施例中所使用之微細圖案轉印性評價用圖案的示意圖。
圖7係顯示實施例中所得之附有導電圖案之基板的示意圖。
1:基材
2:圖案
3:膜
4:彈性體片
Claims (12)
- 一種附有導電圖案之基板的製造方法,其係在基材的側面、或是側面到至少一邊的基材表面具有導電圖案的附有導電圖案之基板的製造方法,其中, 使基材的側面與具備包含有機成分與導電性粒子之組成物的圖案之膜的該圖案形成面相對向, 使彈性體片與前述膜中和前述圖案形成面相反側的面相對向, 將前述基材的側面隔著前述膜按壓於前述彈性體片,並且將該按壓部加熱,藉此將前述圖案轉印至前述基材的側面、或是側面到至少一邊的基材表面。
- 如請求項1之附有導電圖案之基板的製造方法,其中前述彈性體片依據JIS K6253-3:2012所測量的橡膠硬度為2~50。
- 如請求項1或2之附有導電圖案之基板的製造方法,其中前述彈性體片的厚度為0.1~5.0mm。
- 如請求項1至3中任一項之附有導電圖案之基板的製造方法,其中前述彈性體片的耐熱溫度為100℃。
- 如請求項1至4中任一項之附有導電圖案之基板的製造方法,其中前述彈性體片為聚矽氧橡膠片。
- 如請求項1至5中任一項之附有導電圖案之基板的製造方法,其中前述彈性體片中,與膜接觸的面經離型處理或凹凸加工。
- 如請求項1至6中任一項之附有導電圖案之基板的製造方法,其中將前述基材的側面隔著前述膜按壓於前述彈性體片,並隔著前述膜將前述基材的兩面加壓,並且將該按壓部及該加壓部加熱,藉此將前述圖案轉印至前述基材的側面到至少一邊的基材表面。
- 如請求項1至7中任一項之附有導電圖案之基板的製造方法,其中在將前述彈性體片中與按壓前述基材側面之面相反側的面上更具有一層以上的其他彈性體片。
- 如請求項8之附有導電圖案之基板的製造方法,其中前述彈性體片為第一彈性體片,前述其他彈性體片的橡膠硬度低於前述第一彈性體片的橡膠硬度。
- 如請求項1至9中任一項之附有導電圖案之基板的製造方法,其中前述按壓部的溫度為100~200℃。
- 如請求項1至10中任一項之附有導電圖案之基板的製造方法,其中前述包含有機成分與導電性粒子之組成物的圖案可藉由將感光性導電糊予以塗布、曝光、顯影而獲得,前述圖案的寬度為10~50μm。
- 一種轉印裝置,其將形成於膜上的導電圖案轉印至基材的側面、或是側面到至少一邊的基材表面; 該轉印裝置具備: 支撐機構,保持彈性體片,該彈性體片配置於前述膜中與前述導電圖案形成面相反側的面上; 按壓機構,使基材的側面與該圖案形成面相對向,隔著前述膜將前述基材的側面按壓於前述彈性體片;及 加熱機構,加熱該按壓部。
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