TWI574853B - Gravure printing and gravure printing - Google Patents

Description

凹版平版印刷用凹版及印刷配線基材

本發明係有關用於凹版平版印刷之凹版、及具有藉由使用此凹版之凹版平版印刷而形成的配線圖案之印刷配線基材。

近年來，作為建材領域、包裝領域、出版領域、電子領域等生活系統、電氣系統、資訊系統之各式各樣的領域中之工業製品的製造方法，使用凹版平版印刷之情形不斷增多。凹版平版印刷係使用各種油墨、樹脂、導電漿等之各種高黏度的塗布材料，於印刷對象物之表面廣範圍且穩定地印刷具有高解像力、高尺寸精度之優良圖像而採用的技術。

第1圖顯示一般之凹版平版印刷的製程。凹版平版印刷係一種轉印印刷方法，其具有：藉由刮墨刀(doctor)、刮墨板(squeegee)或刮刀(scraper)103將油墨102充填於由玻璃、樹脂、金屬等所製作之凹版平版印刷用凹版101的圖案部104內之製程(製程一)；一面使具有由矽酮等之樹脂形成表面的轉印層112之轉印體111接觸於已將油墨102充填於圖案部104內之凹版平版印刷用凹版101上一面旋轉，而使油墨塗膜113轉移於轉印層112上之製程(製程二)；及將轉印體111壓著 於被印刷體121，進而將殘留於轉印層112上之油墨塗膜113的印刷圖案122轉印於被印刷體121上之製程(製程三)。此凹版平版印刷係能於廣範圍內以高解像度及高尺寸精度在被印刷體之表面印刷各種油墨、樹脂、導電漿等的高黏度之塗布材料。

於藉由凹版平版印刷且使用導電性油墨、導電性漿等於廣範圍之面積內將IC卡天線(線圈狀之圖案)、太陽能電池背板之導電配線、電磁波屏蔽、觸控面板用之信號擷取配線等高精細地印刷於由聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、丙烯酸、玻璃等所構成之基材上的情況下，要求有下述之功能。

[1]能於廣範圍內進行均勻且穩定之高精細的細線印刷。

[2]印刷於被印刷體之細線不會斷線及短路。

[3]能印刷穩定之膜厚的細線。

為了使用具有上述功能之凹版平版印刷進行細線圖案的量產，需要確實地使填滿於凹版具備之所期圖案部內部的油墨轉移於具有油墨剝離性之轉印層上。此外，為了形成無斷線之細線圖案，需要預先以刮墨刀、刮墨板或刮刀等將油墨充填於所期圖案部內部，並對填滿於此圖案部內部之油墨面進行平整，於與具有油墨剝離性之轉印層的轉印體進行壓著時，以使此油墨面均勻地與轉印體接觸。

為了達成上述功能，例如，於專利文獻1記載有以下內容，即於厚膜印刷，尤其是微細圖像，或全 面圖像等之討厭針孔、斷線之圖案形成中，採用平版方式之多重印刷，藉以防止細線之不連續、印版之塞孔引起的針孔、印刷圖案之伸縮。

先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1 日本特開昭55-5856號公報

然而，專利文獻1記載之方法中，藉由進行多重塗布會使製程及操作變得複雜。此外，針對對充填於凹版之圖案部內部的油墨面進行平整以使此油墨面均勻地接觸於轉印體而確實地轉移至轉印層上之手段，專利文獻1中並無具體揭示。另一方面，於所欲印刷之圖案相對於印刷前進方向大致垂直且連續地存在之情況下，當一面使轉印體接觸於凹版上一面旋轉時，由於凹版之連續的圖案部內部所產生之轉印層的變形行為，在相對於轉印體之移動方向大致垂直且連續地存在之凹版的連續之各圖案部內部是不同的，因而會產生朝轉印層轉印之油墨塗膜的形狀連續變化之問題。於凹版平版印刷中，隨著越想形成高精細之細線圖案，此課題就變得越顯著。

因此，本發明之目的在於，防止連續於印刷方向之圖案，尤其是連續的細線圖案之形狀的變化，穩定地供給具有高精細之配線圖案的印刷配線基材。

作為用以解決上述課題之手段，本發明之一局面，係一種凹版平版印刷用凹版，其具有用以形成配線圖案之圖案部，該凹版平版印刷用凹版之特徵為：圖案部之一部分係朝相對於印刷方向大致垂直的方向延伸，且連續地並排設於印刷方向之複數個細線狀的圖案部，且滿足(a)及(b)之任一項，(a)於複數個細線狀之圖案部的印刷方向之上端設置假圖案部；(b)複數個細線狀之圖案部中的位於印刷方向之起始端的圖案部之線寬比位於印刷方向之終端的圖案部之線寬細。

以該複數個細線狀之圖案部的線寬為10μm以上、5mm以下，且線與線之間的距離為10μm以上、100μm以下為較佳。

此外，本發明之另一局面，係一種印刷配線基材，其具有藉由凹版平版印刷而形成之配線圖案，該印刷配線基材之特徵為：配線圖案之一部分係朝相對於印刷方向大致垂直的方向延伸，且連續地並排設於印刷方向之複數個細線狀的配線圖案，且滿足(a)及(b)之任一項，(a)於複數個細線狀之配線圖案的印刷方向之上端具有假圖案部；(b)複數個細線狀之配線圖案中的位於印刷方向之起始端的配線圖案之線寬比位於印刷方向之終端的配線圖案之線寬細。

以該複數個細線狀之配線圖案的線寬為10μm以上、5mm以下，且線與線之間的距離為10μm以上、100μm以下為較佳。

藉由使用本發明之凹版平版印刷用凹版，可對連續於印刷方向之細線狀的配線圖案進行無形狀之變化且再現性高之印刷。特別是隨著配線圖案之進一步變細，本發明之凹版平版印刷用凹版的效果更為顯著，因此適合於微細之配線圖案的形成。

101‧‧‧凹版平版印刷用凹版

102‧‧‧油墨

103‧‧‧刮墨刀、刮墨板或刮刀

104‧‧‧圖案部

111‧‧‧轉印體

112‧‧‧轉印層

113‧‧‧油墨塗膜

121‧‧‧被印刷體

122‧‧‧印刷圖案

210‧‧‧凹版平版印刷用凹版

211‧‧‧圖案部

212‧‧‧凹部

213‧‧‧凹部

310‧‧‧凹版平版印刷用凹版

311‧‧‧圖案部

312‧‧‧凹部

313‧‧‧假圖案部

410‧‧‧凹版平版印刷用凹版

411‧‧‧圖案部

412‧‧‧複數個凹部

413‧‧‧複數個凹部

510‧‧‧凹版平版印刷用凹版

511‧‧‧圖案部

512‧‧‧凹部

513‧‧‧假圖案部

610‧‧‧凹版平版印刷用凹版

611‧‧‧圖案部

612‧‧‧3條凹部

613‧‧‧3條凹部

第1圖為本發明之凹版平版印刷之製程圖。

第2圖為具備由先前之形狀所構成的圖案部之凹版平版印刷用凹版之俯視圖。

第3圖為顯示本發明之凹版平版印刷用凹版的一實施形態之俯視圖。

第4圖為顯示本發明之凹版平版印刷用凹版的一實施形態之俯視圖。

第5圖為顯示第1實施例之凹版平版印刷用凹版之俯視圖。

第6圖為顯示第2實施例之凹版平版印刷用凹版之俯視圖。

[用於實施發明的形態]

以下，參照圖式對本發明之實施形態進行說明。又，本發明之實施形態不限於以下所記載之實施形態，可根據熟悉該項技藝者之知識增加設計之變更等的變形，加上此種變形後之實施形態也包含於本發明的實施形態之範圍內。

[關於凹版平版印刷用凹版]

以下，參照第1圖，即前述之一般的凹版平版印刷之製程圖，對本發明之實施形態的凹版平版印刷之製程進行說明。

首先，如第1圖之製程一所示，於凹版平版印刷用凹版101上載放油墨102，一面利用刮墨刀、刮墨板或刮刀103將油墨102以一定壓力朝圖中的箭頭方向滾動一面移動於凹版平版印刷用凹版101上，藉此將油墨102充填於凹版平版印刷用凹版101之圖案部104內。

此時，凹版平版印刷用凹版101之圖案部104係由寬度為10μm~5mm左右且深度為5μm~20μm左右的槽所形成。此外，槽與槽之間的距離係10μm~100左右μm，又以20μm~50μm為較佳。本發明對具有寬度為10μm~100μm左右之槽，槽與槽之間的距離為10μm~100μm左右，尤其是20μm~50μm之凹版平版印刷用凹版特別有效，並且，藉由對連續於印刷方向之圖案，尤其是連續之細線圖案增加後述的假圖案或圖案修正，可進行設計之圖案的再現性高之印刷。

此外，凹版平版印刷用凹版101係以表面平整為較佳。藉此，可進行印刷卻不會發生油墨朝凹版表面之洩漏。此外，還可抑制刮墨刀等之缺口等。這裡，凹版平版印刷用凹版101之表面係指凹版平版印刷用凹版101中的與刮墨刀、刮墨板或刮刀103接觸之表面、或者凹版平版印刷用凹版101之圖案部104(槽)的內側表 面。又，凹版平版印刷用凹版101之表面可藉由粗面研磨加工、鏡面研磨加工、超精密研磨加工(研磨或拋光)進行平整。

作為凹版平版印刷用凹版101之圖案部104的形成方法，可舉出蝕刻法、電鑄法、噴砂法等。自這些形成方法的加工性之觀點考慮，以凹版平版印刷用凹版101係玻璃或銅、鎳等之金屬為較佳。此外，以表面形成鉻或碳之耐擦性塗膜為較佳。

此外，自需要將油墨102充填於凹版平版印刷用凹版101之圖案部104內且刮除凹版平版印刷用凹版101上之油墨102的角度考慮，要求刮墨刀、刮墨板或刮刀103具有某種程度之撓度。藉此，以刮墨刀、刮墨板或刮刀103係不鏽鋼等之金屬或聚胺基甲酸酯等的樹脂、陶瓷為較佳。

其次，如第1圖之製程二所示，使具有轉印層112之轉印體111於圖案部104內充填有油墨102之凹版平版印刷用凹版101上旋轉及移動，將凹版平版印刷用凹版101之圖案部104內的油墨102轉印於轉印層112上，於轉印層112上形成油墨塗膜113。作為形成轉印層112之材料，可使用公知之材料，其中又以矽酮橡膠為較佳。

此時，為了形成無形狀之變化且再現性高之配線圖案，需要使轉印層112之表面與充填於凹版平版印刷用凹版101之圖案部104的油墨102面在接觸面內均勻地接觸。然而，於相對於印刷方向大致垂直的方向延伸，且連續地並排設於印刷方向之複數個圖案部中， 由於轉印體之轉印層朝位於印刷方向之起始端的圖案部大量掉落，於下一接觸之圖案部中，轉印體之轉印無法充分地接觸於圖案部內部的油墨，進而產生無法使油墨充分地轉移之不良。也就是說，由於圖案部內部產生之轉印體之轉印層的變形行為在連續於印刷方向而存在之圖案部內部是不同的，因而油墨之轉移程度會於印刷方向上產生差異。藉此，於連續於印刷方向之配線圖案中，即使於印刷方向之起始端與終端為相同形狀的設計，形狀也會發生變化，進而造成設計上之配線圖案的再現性降低。

以第2圖所示之具有由習知之形狀構成的圖案部(相同形狀之圖案部)的凹版平版印刷用凹版對上述現象進行說明。如第2圖所示，於使用具有朝相對於Y方向垂直之方向(X方向)延伸，且連續地並排設置之複數個細線狀的圖案部211的凹版平版印刷用凹版210，將油墨充填於圖案部211之後，使轉印體朝Y方向旋轉及移動之情況下，轉印體之轉印層掉落圖案部211的起始端之凹部212，進而引起自相對於凹部212沿Y方向並排而設之凹部213或其他凹部轉移的油墨塗膜隨著朝向Y方向而漸漸變細之現象。結果，即使將藉由具有相同形狀之圖案部的凹版平版印刷用凹版而形成之油墨塗膜轉印於被印刷體，印刷方向之配線圖案之形狀仍發生變化，而無法再現設計上之配線圖案。尤其是，凹部212與在Y方向與凹部212相鄰之凹部213的形狀差異變得顯著。

因此，本發明之凹版平版印刷用凹版之圖案部，例如，像第3圖所示之凹版平版印刷用凹版310那樣，係於比圖案部311中之Y方向的起始端之凹部312更上端處配置假圖案部313。於使用具有假圖案部313之凹版平版印刷用凹版310而使轉印體朝Y方向旋轉及移動之情況下，藉由有目的性地使轉印體體之轉印層掉落假圖案部313，可使朝後面之圖案部311的接觸變得穩定。並且，可抑制自圖案部311轉移之油墨塗膜整體的線寬及形狀之變化，形成對設計具有高再現性之印刷物。

這裡，印刷方向係指將轉移至轉印體之轉印層表面的油墨塗膜轉印於被印刷體時之轉印體的移動方向。此印刷方向係與使充填於凹版平版印刷用凹版之圖案部的油墨轉移至轉印體之轉印層表面時之轉印體的移動方向相同。此外，凹版平版印刷用凹版之圖案部的印刷方向之起始端係指配置於轉印體的移動方向之最上游側之凹部的位置。換言之，該位置係指最初與轉印體接觸之凹版平版印刷用凹版的凹部之位置。具體而言，該位置係指配置有第2圖之凹部212、或第3圖之凹部312的位置。此外，凹版平版印刷用凹版之圖案部的印刷方向之終端，係指配置於轉印體之移動方向的最下游側之凹部的位置。換言之，該位置係指最後與轉印體接觸之凹版平版印刷用凹版的凹部之位置。此外，凹版平版印刷用凹版之圖案部的印刷方向之上端係指與配置於轉印體的移動方向之最上游側之凹部的印刷方向為相反方向 的位置，具體而言，該位置係指與第3圖之凹部312的在與印刷方向相反之方向上相鄰的假圖案部313之位置。

假圖案部可作為用以形成配線圖案之圖案部的一部分而配置，也可不配置假圖案部。也就是說，藉由假圖案部形成之圖案可導通，也可不導通。因此，假圖案部之形狀也可為斷線形狀等。

於凹版平版印刷用凹版之圖案部的一部分為朝相對於印刷方向大致垂直的方向延伸、且連續地並排設於印刷方向之複數個細線狀的圖案部時，本發明之效果尤其突出。於細線狀之圖案部朝相對於印刷方向大致垂直的方向延伸之情況下，由於圖案部與轉印體之寬度方向大致平行，轉印體之轉印層朝圖案部之掉落增多，進而容易受到圖案部內部所產生之轉印體的轉印層之變形行為的影響。又，相對於印刷方向大致垂直之方向係指只要圖案部朝會受到圖案部內部所產生之轉印體的轉印層之變形行為的影響之方向延伸，即使為嚴格地講不是相對於印刷方向大致垂直的方向亦可的意思。也就是說，只要圖案部朝相對於印刷方向垂直的方向延伸、或朝大致垂直之方向(具體而言，相對於印刷方向傾斜60度~120度左右之方向)延伸，即可較好地應用本發明。此外，於連續於印刷方向並排設置複數個細線狀之圖案部的情況下，由於受到轉印體之轉印層的影響之圖案部的面積(長度)增加，因而容易遭受圖案部內部所產生之轉印體的轉印層之變形行為。

此外，於凹版平版印刷用凹版不能配置假圖案部之情況下，作為較有效之方法，如第4圖所示，可使凹版平版印刷用凹版410之圖案部411的線寬自印刷方向(這裡為Y方向)的起始端朝終端變化。例如，將第4圖之圖案部411中的由印刷方向之起始端的凹部及位於其附近之凹部所構成之複數個凹部412的線寬形成為比整個圖案部411之平均線寬(用以形成所期之配線圖案的線寬之設計上的線寬)細10%，且將圖案部411中的由印刷方向之終端的凹部及位於其附近之凹部所構成之複數個凹部413的線寬形成為比上述平均線寬粗10%。藉此，可抑制自圖案部411轉移之整個油墨塗膜的線寬不一致。

第4圖所示之凹版平版印刷用凹版410之圖案部411，係對印刷方向之起始端附近、終端附近之圖案部(起始端附近、終端附近之各3個部位的凹部)之線寬進行調整，但只要至少位於印刷方向之起始端的圖案部之線寬係比位於印刷方向之終端的圖案部之線寬細即可。藉此，可抑制轉印體之轉印層朝位於印刷方向之起始端的圖案部之掉落而引起的對印刷圖案之線寬的影響。

除此之外，作為使凹版平版印刷用凹版之圖案部的線寬自印刷方向的起始端朝終端變化的具體方法，可舉出使圖案部的線寬自起始端朝終端漸漸地變化、或將圖案部之線寬僅起始端形成為比平均線寬細等。

最後，如第1圖之製程三所示，使轉印體111滾動而將油墨塗膜113轉印於被印刷體121上，藉以形成印刷圖案122，獲得印刷配線基材。

[關於印刷配線基材]

本發明之印刷配線基材係藉由使用上述本發明之凹版平版印刷用凹版的凹版平版印刷而製作。首先，使充填於本發明之凹版平版印刷用凹版的圖案部之油墨轉移至轉印體之轉印層上。接著，使形成之油墨塗膜轉印於基材上，藉此，於基材上形成印刷圖案。

形成於基材上之印刷圖案，係一部分朝相對於印刷方向大致垂直的方向延伸，且連續地並排設於印刷方向之複數個細線狀的配線圖案。然後，於此複數個細線狀之配線圖案的印刷方向之上端形成有假圖案。如此，本發明之印刷配線基材係形成有假圖案，因此具備配線圖案之形狀變化少且高精細的配線圖案。另一方面，於不能配置假圖案之情況下，形成有位於印刷方向之起始端的圖案之線寬比位於印刷方向之終端的圖案之線寬細的複數個細線狀的配線圖案。如此，由於本發明之印刷配線基材的圖案之線寬在印刷方向之起始端與終端是不同的，因而具有配線圖案之形狀變化少且高精細的配線圖案。又，配線圖案之形狀相當於凹版平版印刷用凹版的圖案部之形狀，因此，配線圖案之線寬係10μm~5mm左右，且線與線之間的距離係10μm~100μm左右，又以20μm~50μm為較佳。本發明對線寬為10μm~100μm左右，且線與線之間的距離為10μm~100 μm左右、尤其是20μm~50μm的細線狀配線圖案特別有效。

[實施例]

首先，準備3種類之具備測試用的圖案部之凹版平版印刷用凹版。第5圖顯示第1實施例之凹版平版印刷用凹版之概略構成。凹版平版印刷用凹版510係使用縱長120mm、橫寬120mm、高度3mm之玻璃，且利用蝕刻形成圖案部511者。圖案部511之寬度為30μm，且15條細線形成連續之形狀。圖案部511之深度為10μm。於印刷方向(Y方向)之上端形成有假圖案部512。

其次，使用第6圖對第2實施例之凹版平版印刷用凹版進行說明。凹版平版印刷用凹版610係與第5圖所示之第1實施例的凹版平版印刷用凹版510相同，使用縱長120mm、橫寬120mm、高度3mm之玻璃，且利用蝕刻形成圖案部611者。圖案部611之印刷方向(Y方向)的起始端側中之3條凹部612的寬度為27μm，終端側中之3條凹部613的寬度為33μm。

比較例之凹版平版印刷用凹版係與第1實施例及第2實施例為相同的材質及尺寸，但未配置假圖案部及自印刷方向之起始端朝終端變化的圖案部，且藉由蝕刻形成有一律由30μm寬度之粗細的細線所構成之圖案部。

為了使用此3種類之凹版平版印刷用凹版，於聚對苯二甲酸乙二酯基材上形成由導電性銀漿構成之配線圖案，進行了凹版平版印刷。

聚對苯二甲酸乙二酯基材係使用厚度為188μm、縱長為120mm、橫寬為120mm者。此外，作為導電性銀漿係使用以流變測量裝置所測得的、角速度10rad/秒下的黏度為9.5Pa.s之油墨。此外，油墨剝離性之轉印體係使用將以金陽社製之矽酮橡膠作為主體的橡膠硬度(JIS A)為45度、橡膠厚度為0.6mm之素材捲繞成圓筒者。此外，刮墨刀係使用MDC社製之標準型刮墨刀。

凹版平版印刷裝置係使用一般所使用之印刷裝置。印刷條件為，設刮墨刀速度為50mm/秒，轉印體速度為50mm/秒，轉印體與凹版平版印刷用凹版之接觸寬度、轉印體與聚對苯二甲酸乙二酯基材的接觸寬度一律為10mm。

第1實施例、第2實施例及比較例之印刷配線基材，係藉由以下之製程所製作。首先，藉由刮墨刀將上述導電性銀漿充填於所準備之凹版平版印刷用凹版的圖案部。接著，於充填有油墨之凹版平版印刷用凹版上，使上述轉印體朝凹版平版印刷用凹版之印刷方向(Y方向)旋轉及移動，於矽酮橡膠上形成導電性銀漿的塗膜。最後，使形成有導電性銀漿之塗膜的轉印體朝聚對苯二甲酸乙二酯基材之印刷方向旋轉及移動，將導電性銀漿之塗膜轉印於聚對苯二甲酸乙二酯基材上，進而形成配線圖案。

於上述條件下，以第1實施例、第2實施例及比較例之各個凹版平版印刷用凹版進行凹版平版印 刷，各製作20片第1實施例、第2實施例及比較例之印刷配線基材。經對第1實施例之印刷配線基材的配線圖案之平均線寬及標準差(σ)進行計算後，平均線寬為28.3μm，σ為2.51μm。此外，第2實施例中，平均線寬為29.5μm，σ=3.1μm。比較例之平均線寬為28.5μm，σ為6.6μm。又，有關印刷配線基材之配線圖案的平均線寬，係以顯微鏡測量各印刷配線基材的配線圖案之線寬，算出整個配線圖案之平均值作為平均線寬。此時，進行100點之測量。

經以顯微鏡對比較例之印刷配線基材進行確認後，確認了於印刷方向之起始端，配線圖案之線寬最粗，隨著離開起始端而漸漸變細的傾向。另一方面，第1實施例及第2實施例之配線圖案，雖線寬之不一致未完全消除，但如結果所示，其比比較例之配線圖案的線寬的不一致更小，其形狀更為穩定。

藉由使用本發明之凹版平版印刷用凹版，即使於形成高精細之配線圖案的情況下，也可製作產率良好且穩定之印刷配線基材。

310‧‧‧凹版平版印刷用凹版

311‧‧‧圖案部

312‧‧‧凹部

313‧‧‧假圖案部

Claims (4)

1. 一種凹版平版印刷用凹版，其具有用以形成配線圖案之圖案部，該凹版平版印刷用凹版之特徵為：該圖案部之一部分係朝相對於印刷方向大致垂直的方向延伸，且連續地並排設於印刷方向之複數個細線狀的圖案部，該複數個細線狀之圖案部中的位於印刷方向之起始端的圖案部之線寬比位於印刷方向之終端的圖案部之線寬細。
2. 如申請專利範圍第1項之凹版平版印刷用凹版，其中該複數個細線狀之圖案部的線寬為10μm以上、5mm以下，且線與線之間的距離為10μm以上、100μm以下。
3. 一種印刷配線基材，其具有藉由凹版平版印刷而形成之配線圖案，該印刷配線基材之特徵為：該配線圖案之一部分係朝相對於印刷方向大致垂直的方向延伸，且連續地並排設於印刷方向之複數個細線狀的配線圖案，該複數個細線狀之配線圖案中的位於印刷方向之起始端的配線圖案之線寬比位於印刷方向之終端的配線圖案之線寬細。
4. 如申請專利範圍第3項之印刷配線基材，其中該複數個細線狀之配線圖案的線寬為10μm以上、5mm以下，且線與線之間的距離為10μm以上、100μm以下。