JP5453292B2 - 電子装置を製造する方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子工学的用途での使用のための材料のチッププリント（ｔｉｐ ｐｒｉｎｔ）、スクレープコーティング（ｓｃｒａｐｅ ｃｏａｔｉｎｇ）、および電子装置を製造する方法に関する。

プリント回路基板（ＰＣＢ）は、チップ及び他の電子部品を保持し、且つ接続するように適応された平坦な基板である。該プリント回路基板は、銅線経路を介して構成部品を相互接続する複数の層からなる。通常、ＰＣＢは主として個別部品と電子超小型回路（例えばチップ）とを接続するものである。各チップは、半導体製造工程を通じて製造される数千から何億のトランジスタを含む。

一般に、半導体装置製作工程は、日常の電気装置および電子装置の中に内蔵される集積回路、トランジスタを製造するために用いられる。該製作工程は、真性半導体材料で作られている基板上に電子回路が段階的に形成される原板処理段階および化学処理段階を含む一連の複合段階から成る。ケイ素は、様々な化合物半導体とともに今日最も多く用いられている半導体材料である。いくつかの場合において、工程の開始からパッケージ化（一体化封止）準備完了のチップが出来上がるまでの全製造工程は、６〜８週間かかり、ファブリケーション・プラント（即ち、ファブ工場）と呼ばれる非常に特殊且つ費用のかかる施設内で行なわれる。

ファブ工場の運用において、チップの生産に関連する固定間接費は一般に高額であり、例えば単純な設計でも、ファブ工場およびその設備の減価償却により運用コストが相当なものになり得る。さらに、ＰＣＢの製造には莫大な初期費用と高額な設備とが要求され、電子装置システム製造の総費用が更に増大され得る。

従って、電子装置を製造するための方法とシステムを向上させる必要がある。

米国特許第６，２０７，００３ Ｂ１号明細書 米国特許出願第４，５４６，０６５ Ａ号明細書

発明者らは、電子装置（例えばトランジスタ、および他の電子部品）、ソーラーアレイ、光ディスプレイ・アレイなどがスクレープコーティングまたはチッププリント工程を用いて製造されることができる新規の工程を発見した。

一態様において、本発明は、（ａ）硬化可能材質にパターンを転写する（ｉｍｐａｒｔ）ためのパターン転写媒体を用いて基板に第１の硬化可能材料を移すステップ、（ｂ）前記第１の硬化可能材料が前記基板上で複数の基板予備成形体を形成するように、前記パターン転写媒体を構成するステップ、及び（ｃ）第２の固化可能な材料を前記基板予備成形体に移すことにより、前記基板上に複数の電気回路を形成するステップを含む電子装置形成方法を特徴とする。
本願明細書で用いられる「電子装置」という用語は、完成した電子装置及び該電子装置の複数の部品、例えば、印刷により作製される種類の半導体装置のドレン部分または回路中の導電接続部など、の両方を含むように意図されている。

いくつかの実装は、以下の特徴の１つ以上を含む。パターン転写媒体は、その表面上にパターンを担持し、該パターンの逆のパターンが第１の硬化可能材料の上に転写される。該方法は、基板予備成形体の一部に導電性材料をコーティングするステップを更に含む。該方法は、基板予備成形体の凹部分に導電性材料を充填するステップを更に含む。該方法は、硬化可能な材料を硬化させるステップを更に含む。第１の硬化可能材料および第２の固化可能な材料は、異なる組成を有する。第１の硬化可能材料は非導電性であり、第２の固化可能材料は導電性である。コーティングは、チッププリントを含む。凹部分の充填は、基板予備成形体をスクレープコーティングすることを含む。チッププリントは、基板予備成形体の凸部領域を接着剤で被覆し、次いで、該接着剤に導電性材料を塗布することを含む。前記パターン転写媒体は、パターンを転写するように適応された彫刻ロールである。前記基板が、連続したウェブ状の材料である。

別の態様において、本発明は、電子回路を形成する方法を特徴とする。該方法は、（ａ）凸部領域と凹部領域とを有する基板予備成形体を形成するために、基板に硬化可能材料を移すステップ、（ｂ）前記硬化可能材料を硬化させるステップ、及び（ｃ）電子回路の少なくとも一部を画定する形態で前記基板予備成形体の少なくとも一部に導電性コーティングを塗布するステップ、を含む。

いくつかの実装は、以下の特徴の１つ以上を含む。該方法は、導電性コーティングと異なるコーティングを予備成形体の少なくとも一部に塗布するステップが更に含む。該方法は、プリント回路と連通して電子装置を配置するステップを更に含む。該方法は、基板予備成形体と導電性コーティングとの間にコーティングを塗布するステップを更に含む。前記コーティングが絶縁体であり得る。前記導電性コーティングは、チッププリント工程を用いて凸部領域に塗布される。あるいは、前記導電性コーティングは、スクレープコーティング工程を用いて凹部領域に塗布される。基板は平坦なパネルシートを備え、また、前記回路は電気アレイを備える。該方法は、前記導電性コーティングの上に材料の層をグリッド形状で配置するステップを更に備える。

更なる態様において、本発明は、（ａ）１つ以上の基板予備成形体を画定しているコーティングを担持する基板であって、各予備成形体が凸部領域および凹部領域を有し、該凸部領域が電子装置の少なくとも一部を画定している基板と、（ｂ）前記基板予備成形体の前記凸部領域にのみ施された導電性コーティングと、を備える電子装置を特徴とする。

更に別の態様において、本発明は、（ａ）１つ以上の基板予備成形体を画定するコーティングを担持する基板であって、各基板予備成形体が凸部領域および凹部領域を有し、該凹部領域が電子装置の少なくとも一部を画定する基板と、（ｂ）基板予備成形体の凹部領域にのみ配置された導電性コーティングと、を備える電子装置を特徴とする。

また、別の態様において、本発明は、（ａ）基板予備成形体が電子回路の形状を画定するように構成された凹部領域を有しており、基板予備成形体を生成するために、パターン転写媒体を用いて基板上に第１の硬化可能材料を堆積するステップ、（ｂ）前記第１の硬化可能材料を硬化させるステップ、及び（ｃ）該予備成形体に導電性インクを塗布し、前記凹部領域を充填し、それによって１つ以上の電気配線経路を形成するステップを含む電子回路を形成する方法を特徴とする。

更なる態様において、本発明は、トランジスタを形成する方法であって、（ａ）硬化可能材料にパターンを転写するために、パターン転写媒体を用いて基板に第１の硬化可能材料を移すステップ、（ｂ）前記第１の硬化可能材料が前記基板上に基板予備成形体を形成するように、前記パターン転写媒体を構成するステップ、（ｃ）前記基板上の凸部分の上部に第２の層をチッププリントするステップ、（ｄ）前記基板予備成形体の凹部分を導電性材料で充填するステップ、及び（ｅ）第３の層を前記第２の層の上にコーティングし、それによって、前記第３の層が前記第２の層および前記凹部分の一部を覆うステップを含む方法を特徴とする。

更に別の態様において、本発明は、電子装置を形成する方法であって、（ａ）基板予備成形体が凸部領域と凹部領域とのパターンを備えており、基板上に複数の基板予備成形体を形成する第１の硬化可能材料層を有する基板を提供するステップ、及び（ｂ）前記基板予備成形体の所定の部分にのみ選択的に第２の材料を移すことによって、前記基板上に複数の電気回路を形成するステップを含む方法を特徴とする。

また、別の態様において、本発明は、電子機構（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｆｅａｔｕｒｅｓ）を形成する方法であって、凸部領域と凹部領域とを有する表面を備えているパターン転写媒体を提供するステップ、凹部領域だけにコーティング材料を充填させるために前記表面をスクレープコーティングするステップ、前記凹部領域内で前記電子機構を形成するために、前記コーティング材料を固化するステップ、及び前記凹部領域から前記電子機構を取り除くステップ、を含む方法を特徴とする。

別の態様において、本発明は、導電性グリッドを形成する方法であって、（ａ）基板上に複数の基板予備成形体を形成する第１の硬化可能材料層を有する第１の基板を提供するステップであって、基板予備成形体が平行な複数の列で凸部領域と凹部領域とのパターンを備えている、第１の基板を提供するステップ、（ｂ）前記基板予備成形体の所定の部分にのみ選択的に導電性コーティングを転写することによって、第１の基板上に複数の導電性ラインを形成するステップ、（ｃ）前記基板上に複数の基板予備成形体を形成する第１の硬化可能材料層を有している第２の基板を提供するステップであって、前記基板予備成形体が平行な複数の列で凸部領域及び凹部領域のパターンを備えている、第２の基板を提供するステップ、（ｄ）前記基板予備成形体の所定の部分のみに選択的に導電性コーティングを転写することによって、前記第２の基板上に複数の導電性ラインを形成するステップ、及び（ｅ）前記第２の基板上の平行な複数の列が第１の基板上の平行な複数の列に対して略垂直に配置される状態で、第１の基板の上に第２の基板を配置するステップ、を含む方法を特徴とする。

いくつかの実装は、以下の特徴の１つ以上を含む。第１の基板及び第２の基板は、単一の連続したウェブ状またはシート状の材料の一部である。第１の基板および第２の基板の上で平行な列を形成する手順は、同じウェブ状またはシート状の材料の上で同時に行なわれる。該方法は、平行な列を形成した後にシート状またはウェブ状の材料から第１の基板と第２の基板とを分離することを更に含む。あるいは、２つの基板は、別々に形成されてもよく、異なる材料とされてもよく、且つ／又は異なるコーティングでコーティングされてもよい。該方法は、第１の基板と第２の基板との間に絶縁材を配置することを更に含む。

以下、添付の図面および下記説明において本発明の１つ以上の実施形態を詳しく説明する。本発明に関するその他の特徴および利点については、該説明、図面、および特許請求の範囲項から明白になるであろう。

基板予備成形体を形成する工程を示す図である。 基板予備成形体を形成する別の工程を示す図である。 図１に示される工程において形成された基板予備成形体から電子回路を形成する工程を示す図である。 図１に示される工程において形成された基板予備成形体から電子回路を形成する工程を示す図である。 図１に示される工程において形成された基板予備成形体から電子回路を形成する代替的な工程を示す図である。 図１に示される工程において形成された基板予備成形体から電子回路を形成する代替的な工程を示す図である。 図１に示される工程において形成された基板予備成形体から電子構成部品を形成する工程を示す図である。 コーティングが彫刻ロールに直接的に塗布されて、電子回路を形成する別の工程を示す図である。 図６に示された彫刻ロール、および該彫刻ロールにコーティング材料を塗布するためのコーティング装置の概略正面図である。 一実装による太陽熱収集器アレイについての概略図である。 一実装による光ディスプレイ・グリッドアレイの概略図である。 一実装によるプリント回路の概略図である。 一実装による半導体装置の概略図である。

各種図面の類似した参照符号は、類似した要素を示すものである。

本発明の実施形態は、電子装置（例えば、トランジスタ、ソーラーアレイ、光ディスプレイ・アレイなどの部品）を製造するためにチッププリント工程且つ／又はスクレープコーティング工程を利用する方法とシステムとを提供する。いくつかの実施形態では、凹部領域および凸部領域（突出部）のパターンを含んでいる基板予備成形体は、電気接続のために１つ以上の材料層を受容するための基部として使用され得る。複数の材料層は、スクレープコーティング工程により凹部領域に、且つ又はチッププリントにより凸部領域に塗布され得る。スクレープコーティング工程を利用するにあたっては、ロールは、凹部領域をコーティング材料でフラッドコーティング（Ｆｌｏｏｄ Ｃｏａｔ）するために使用される。その後、基板予備成形体は擦り取られ、凹部領域以外の領域からコーティング材料を取り除く。チッププリント工程を利用するにあたっては、コーティング材料が突出部の上部表面にのみ塗布される。スクレープコーティング且つ／又はチッププリントに使用される材料は、導電性、半導性、または非導電性の特性を有してもよい。本発明のいくつかの実施形態においては、導電性、非導電性または半導性の材料を利用する、スクレープコーティング工程とチッププリント工程との組み合わせは、電子装置を製造するために使用される。

他の実装では、例えば、彫刻ロールまたはパターン化されたウェブなどの、パターン転写媒体は、基板予備成形体のアレイとして作用し、該基板予備成形体のアレイに、コーティング材料は、チッププリントまたはスクレープコーティングによってパターン転写媒体上に直接的に塗布されることができる。その後、コーティング材料は、基板に塗布され且つ固化され、そして、固化されたコーティング材料及び基板は、パターン転写媒体から剥離されることができる。

このようにして、電子装置は、チッププリント工程且つ／又はスクレープコーティング工程を利用することにより製造されることができる。これらの工程は、以下で詳しく説明されるであろう。

本願明細書に記載される方法及びシステムは、フレキシブル・ウェブ、シート状材料、ガラス基板、ガラス繊維基板、金属板、プラスチック板などのような幅広い種類の基板をチッププリントおよびスクレープコーティングするために使用される場合がある。

［基板予備成形体を形成する］
いくつかの実装では、基板予備成形体は、硬化可能な液体を基板上にコーティングするステップ、パターン転写面を使用して該コーティングにパターンを転写するステップと、該コーティングを硬化させるステップと、基板及び硬化されたコーティングをパターン転写面から剥離するステップと、を含む方法により形成される。いくつかの実装においては、全工程は、（例えば、図１に図解的に示されるように）一連の処理ステーションを通って引き出された連続したウェブ状の材料の上で行われる。

図１を参照するに、一工程において、ウェブ１１０（例えば、重合体フィルム）は、まず、コーティングヘッド１１４が液状コーティング１１６をウェブの表面１１７に塗布するコーティングステーション１１２を通過する。次に、コーティングされたウェブは、液状のコーティング１１６が彫刻ロール１２２に面している状態で、バッキングロール１２０と彫刻ロール１２２との間のニップ１１８を通過する。彫刻ロールは、その表面上にパターンを担持し、該パターンと逆のパターンが液状コーティングに転写される。通常、ニップ圧は比較的低く（例えば、「キス」圧程度）、ニップ圧は、コーティングが圧搾されてウェブから押し出されるのを防ぎつつ、彫刻されたテクスチャーをコーティングに転写することを可能にするように、コーティングの粘度に基づいて選択される。

ニップを通過した後、コーティングされ、且つパターン化されたウェブは、硬化ステーション１２４（例えば、電子線（ｅ―光線）またはＵＶ硬化装置または加熱装置）を通過する。コーティングは、彫刻ロールの表面と接触したままの状態で硬化される。一般に、電子線のエネルギーまたは化学線は、ウェブの背面１２６から適用され、ウェブを通過してコーティング１１６を硬化させ、それにより、ウェブ１１０の上にしっかりと付着した状態で、固化され且つテクスチャー加工されたコーティング１２８を形成する。この時点で、ウェブ１１０と硬化されたコーティング１２８とは、コーティング層（例えば、導電性または非導電性、或いは半導性の層）を基板上表面部に追加するために、後述される更なる処理段階のうちの１つを通じて処理される場合がある。あるいは、該ウェブ１１０と硬化されたコーティング１２８は、剥取ロール１３２で彫刻ロールから剥離され、巻取りロール１３０に巻き上げられてもよい。ＵＶ硬化が使用される場合には、硬化が示されるようにウェブの背面から行われることになっている場合には、ウェブは、紫外線に対して透明または半透明とされるべきである。

コーティング１１６は、如何なる適切な方法を利用して塗布され得る。適切な技法は、オフセット・グラビア、直接グラビア、ナイフオーバーロール式コーティング、カーテンコーティング、スプレーコーティングおよび他の印刷技術・コーティング技術を含む。コーティングは、図１に示されるように、基板がロールと接触する前にコーティングを直接的に塗布されることができる、あるいは、コーティングは、基板がコーティングされたロールに対して押圧されて、ロールに直接的に適用されることができる。

コーティングは熱硬化、電子線放射または紫外線により硬化され得る。電子線放射は、特定の所望パターンに要求される厚いコーティングを浸透できるので、いくつかの場合において好まれる。電子線放射ユニットは容易に入手でき、一般に線間電圧を昇圧できる変圧器と電子加速器から成るものである。電子線放射ユニットの製造メーカとしては、エネルギー・サイエンス株式会社（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｉｎｃ．）およびアイオワ州ダヴェンポート市内ＰＣＴエンジニアド・システムズ有限会社（ＰＣＴ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ， ＬＬＣ）が挙げられる。適切なＵＶ硬化器も、通常、（例えば、メリーランド州ゲーサーズバーグ市内フュージョン株式会社〈Ｆｕｓｉｏｎ， Ｉｎｃ．〉から）入手可能である。いくつかの実施形態において、コーティング材料は、パターン付けされた後に硬化ステーションを使用することなく固化される場合がある。

前述の彫刻ロールは、液状コーティングにパターンを転写するために使用し得るロール、リールまたは他の円筒面など、回転するエンドレス（無端）の表面上に設けられた複写面の一例である。また、平坦な複写面およびテクスチャー加工されたウェブを含むその他のタイプのパターン転写装置は、基板予備成形体を鋳造する型としても使用できる。２００７年４月４日出願の米国特許出願第１１／７４２，２５７号は、かかる基板予備成形体を製造する方法を提供する。なお、同出願の開示は参照することにより本書に援用されるものとする。

例えば、図２に示されるように、彫刻ロールの代わりに、テクスチャー加工されたウェブは、基板予備成形体上にパターンを転写するために使用されてもよい。図２を参照するに、基板予備成形体を製造するための機械４１０’は、供給ロール４１４から供給され、且つ巻取ロール４１６に巻き上げられるテクスチャー加工されたウェブ４１２を含む。テクスチャー加工されたウェブ４１２は、複写面４１８を提供し、該複写面４１８に対して基板が挟まれる。硬化可能コーティングは、コーティングステーション４２０で複写面４１８に塗布される。テクスチャー加工されたウェブおよび硬化可能コーティングは、硬化可能コーティングが硬化する場合に、硬化可能コーティングがテクスチャー加工されたウェブから剥離するように選択される。

一連のディスクリート回路基板または他の一般に硬質の電子基板として図２に示される基板４２２’は、基板がロール４２６’に対して挟まれているロール間隙４２４にて機械に投入される。回路基板はコンベヤまたは一連のローラー（図示せず）によって支持される。ロール４２６’は、基板４２２’の対向面に対してテクスチャー加工されたウェブ４１２のコーティング面を押圧する。このように形成された被挟合体（ｓａｎｄｗｉｃｈｅｓ）は、その後、例えばＵＶランプまたは電子線供給装置などの放射供給装置４３２を含む硬化ステーション４３０を通って移動する。放射供給装置は被挟合体の上方に取り付けられており、またテクスチャー加工された媒体は基板４２２’上にあり、それによって、基板がその下にあるコンベヤまたはローラによって支持される間、コーティングがテクスチャー加工媒体を通って硬化されることができる。

硬化後、テクスチャー加工されたウェブ４１２は、剥離ロール４１３のまわりに搬送されることによって、硬化されたコーティングを担持する基板からテクスチャー加工されたウェブ４１２を剥離される。硬化されたテクスチャー加工されたコーティングは、基板４２２’上に残り、完成した基板予備成形体４３５を画定する。図２に示される実装では、剥離中に、該基板の重量は、コンベヤまたはローラに対して基板を保持する。他の実装において、その他のタイプの剥離技法は、採用されてもよい。テクスチャー加工されたウェブ４１２は、巻取ロール４１６に巻き上げられ、複数回（例えば、５１回以上、または７０回以上）再利用されてもよい。

硬化がテクスチャー加工されたウェブ側から行われるので、基板は如何なる所望される材料、例えば、如何なる所望の厚さを有するセルロース化合物、セラミック、金属または繊維材とされる場合がある。その結果、幅広い種類の基板予備成形体は、該工程を使用して製造されることができる。

上述の複写面は、所望の電子回路、プリント回路、ソーラーコレクタ・アレイまたは光ディスプレイ・グリッドアレイなどの電気アレイの形状およびレイアウトと一致した各種パターンを備える場合がある。

コーティングおよび基板材料は［材料］の欄で後述されるであろう。

［基板予備成形体にコーティング材料を塗布する］
基板予備成形体が図１または図２に示されると共に上述される工程のうちの一工程を利用して形成された後、コーティング材料（例えば導電性インク）は、一つの層を形成するために、基板予備成形体に塗布される（ここで用いられる「層」という用語は、基板予備成形体のつながっていない凸部の上にチッププリント法を用いて形成されるような不連続層を含む意味で使用されている。）。導電性インクは、例えば図３〜図３Ａ及び図４〜図４Ａに示された工程のいずれかを使用して、塗布される場合がある。図３および図３Ａに示される工程は「スクレープコーティング（「ｓｃｒａｐｅ ｃｏａｔｉｎｇ」）」と呼ばれるものであり、図３の工程中に彫刻ロールにより適用されたパターンが所望の電子装置の形状のポジである（つまり、凹版ロール上のパターンがポジティブあるいは「ポジパターン」である）場合に、使用に適している。一方に、図４および図４Ａにおいて示される工程は「チッププリント（「ｔｉｐ ｐｒｉｎｔｉｎｇ」）」のことであり、ウェブに適用されたパターンが所望の電子装置形状のネガである場合に適している。

図３および図３Ａを参照するに、スクレープコーティング工程において、コーティング材料は、ウェブ１０上の硬化されたコーティング４２の凹部（又は複数の凹部）４０を充填するように基板予備成形体に適用される。スクレープ装置４８を使用して、導電性インク４４または他のコーティング材料は、硬化されたコーティング４２の上面部４６に塗布され、凹部４０内で充填するように上面部４６に亘って掻き落とされる（図３Ａ）。これにより、電子装置または電子装置の一部に対応する完成パターンを形成する。スクレープコーティングの後に、上面部４６は、コーティング材料の実質的に存在しない状態になる。

図４および図４Ａを参照するに、チッププリント工程において、コーティング材料は、硬化コーティング４２の凸部により画定された突出部５０（又は複数の突出部）だけにコーティングするように、基板予備成形体に塗布される。この場合には、図示されるように、導電性インク４４または他のコーティング材料は、（例えば回転式印刷ロール５４を使用して）突出部５０の上部表面５２に塗布される。あるいは、接着剤は、上部表面５２に塗布されてもよく、導電性粒子または導体箔は該接着剤に塗布されてもよい。チッププリント後に、参照符号５１で表される部分は、導電性インクまたは他のコーティング材料が実質的に存在しないままの状態である。

図３及び図３Ａ並びに図４及び図４Ａに示される如く、形成された凹部および突出部は、所望の回路の形状およびレイアウトと一致する各種パターンを有する場合がある。凹部または突出部は、用途に依存して、様々な形状および形式のパターンを含む場合がある。

例えば、いくつかの実装において、図７に示される如く、該パターンは、平行な複数の列（例えば、平行な複数のリッジ及びバレー）の形態とされる場合があり、該平行な複数の列は、導電性材料の並列線路を画定するために、例えばソーラーコレクタ・アレイを画定するために、導電性材料を使ってチッププリントまたはスクレープコーティングされる場合がある。

図８に示される如く完成品が光ディスプレイ・グリッドアレイの形態であることが望ましい場合、図７に示されるような平行な複数の導電性線路を有する２枚のシートは、他方上に一方を配置されることができ、そのうち一方のシートは、他方のシートに対して約９０°回転されることができ、それによって、一方のシートの複数の導電性経路は、他方のシートの複数の同先生経路に対して略垂直になる。２組の線路郡の間にある基板は、絶縁体として機能することができる、又は、別個の絶縁体は、短絡をさらに防ぐために２枚の基板の間に置かれる。所望される場合に、２枚のシートは、例えば、単一の連続したウェブ状材料の上に導電性材料の平行な複数の線を形成することによって、単一工程で作成される場合があり、連続ウェブ状材料はシート状に形成され、且つ複数のシートは、上述されるように配置される。

他の実装では図９に示される如く、パターンは、電気部品（例えば、マイクロチップなど）とともに将来使用するように適応されたプリント回路電気接続の形態とされる場合がある。例えば、マイクロチップは、入出力ポート８０１、８０２、および８０３でプリント回路８００と電気的に連通して配置される場合がある。

図５を参照するに、代替的な工程において、凹型基板予備成形体３０４を担持するウェブ３０２は、ナイフオーバーロール式コーティング装置のバッキングロール３００の表面の下を通過し、予備成形体を導電性インクで充填するコーティングステーション３０８で導電性インク３０６とともにフラッドコーティングされる。ウェブの凹部が導電性インク３０６でフラッドコーティングされた後、ブランケットロール３６０は、ウェブ３０２と係合する。巻取ロール３７０が各コーティングユニット３０９を含むウェブ３６４を巻き上げるときに、各コーティングユニット３０９は、ウェブ３０２から取り除かれ、ウェブ３６４に移される。場合によっては、各コーティングユニット３０９がウェブ３０２から取り除かれ、且つウェブ３６４に移された後に、チッププリント工程（図示せず）は、コーティングユニット３０９の上部表面上にコーティングを塗布するために使用される。

用途によって、これらの工程において使用されるインク且つ／又はコーティングは、１．０×１０^−９Ω・ｍから約１．０×１０^１５Ω・ｍの範囲の抵抗率を有する場合があり、またいくつかの用途においては、チッププリント工程において使用されるインクの抵抗率且つ／又はコーティングの抵抗率は、１．０×１０^１１Ω・ｍ以上とされる場合ある。他の実施形態では、導電性インクの代わりに、光沢材やフィルムなど他のコーティング材料は、使用されてもよい。

上述されるようなスクレープコーティング且つ／又はチッププリントを利用して、電子半導体装置は、基板上に作製され得る。例えば、図１０に示されるように、トランジスタ９００は、スクレープコーティング工程且つ／又はチッププリント工程の一つ以上の組み合わせを通じて作製され得る。

［予備成形体としてパターニング媒体を使用することにより電子機構を形成する］
図６を参照するに、別の実装では、電子機構（例えば層）は、コーティング材料がスクレープコーティングされる予備成形体としてパターニング媒体（図６では、彫刻ロール）を使用して、単一の処理ステーション２００でウェブ上に形成される。この工程において、予備成形体は、ウェブ上に形成されないが、その代わりに電子機構は、パターニング媒体上に直接的に形成され、次いでウェブ２０６上に配置される。

硬化可能導電性コーティング２０２が彫刻ロール２０４の領域に塗布され、その後、電子機構２０８を形成するためにウェブ２０６に移される。例えば、図６Ａを参照するに、彫刻ロールは、プリント回路２１４のパターンが彫り込まれる領域２１２を含む場合がある。コーティング装置２２０は、領域２１２に導電性コーティング２０２を供給する。図６を再び参照するに、その後、そのコーティングはロール間隙２２４でウェブ２０６に移され、電子線硬化装置またはＵＶ硬化装置２２６により硬化され、コーティングされたウェブは、剥離ロール２２８で彫刻ロールから剥離される。

彫刻ロールは、用途によって、様々な形状および形態とされる機構パターンを含む場合がある。所望される場合に、異なるパターニング媒体、例えば彫刻ロールではなく予備成形体のパターンを担持するウェブは、使用されてもよい。

［材料］
基板ウェブは、硬化可能コーティングが付着するボードまたはガラス製など如何なる所望の材料、例えば、紙またはフィルムなどとされる場合がある。コーティングが通常付着しない重合体フィルムは、例えば火炎処理、コロナ放電または接着促進剤の事前コーティングによって処理されることができる。適切な基板は、紙、ポリエステルフィルム、三酢酸セルロースのフィルム、二軸配向ポリスチレンおよびアクリル樹脂を含む。

電子線またはＵＶ硬化が使用される場合、上記参照される非導電性コーティングは、好ましくは、アクリル酸系オリゴマー、単官能モノマーおよび架橋用多官能モノマーを含む。紫外放射がアクリル酸機能コーティングを硬化させるために使用される場合、コーティングはまた、当技術分野で周知であるような光開始剤（ｐｈｏｔｏｉｎｉｔｉａｔｏｒ）を含むであろう。導電性コーティングは、結合剤としてこれらの成分を使用する場合があり、銀の充填剤または他の高導電性の充填剤がこれらの成分に追加される場合がある。

好ましいアクリル酸系オリゴマーは、アクリル酸系ウレタン、エポキシ、ポリエステル、アクリル樹脂およびシリコーンを含む。該オリゴマーは、実質的にコーティングの最終的な特性に寄与する。当業者は、所望の最終的な特性を達成するためにどのようにして適切なオリゴマーを選択するかについて気づいている。一般的に、本発明の離型シートの所望される最終的な特性は、柔軟性と耐久性とを提供するオリゴマーを必要とする。サイテック・サーフェス・スペシャルティーズ株式会社（Ｃｙｔｅｃ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）により販売されているエベクリル（Ｅｂｅｃｒｙｌ）６７００、４８２７、３２００、１７０１および８０、そしてサートーマー・カンパニー株式会社（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｉｎｃ．）によるＣＮ−１２０、ＣＮ−９９９およびＣＮ−２９２０など、広範囲にわたるアクリル酸系オリゴマーが市販されている。

一般的な単官能モノマーは、アクリル酸、Ｎ−ビニルピロリドン、（エトキシエトキシ）アクリル酸エチルまたはアクリル酸８−メチルノニルを含む。好ましくは、単官能モノマーは、アクリル酸８−メチルノニルである。単官能モノマーは、希釈剤として作用する、つまり、コーティングの粘度を低下させ、且つコーティングの柔軟性を増大させる。単官能モノマーの例としては、サートーマー・カンパニー株式会社により販売されているＳＲ−３９５とＳＲ−４４０、そしてサイテック・サーフェス・スペシャルティーズ株式会社により販売されているエベクリル１１１とＯＤＡ−Ｎ（アクリル酸オクチル／デシル）を含む。

架橋用として一般的に使われている多官能モノマーは、トリメチロールプロパントリアクリラート（ＴＭＰＴＡ）、プロポキシル化グリセリルトリアクリラート（ＰＧＴＡ）、トリプロピレンエチレングリコールジアクリラート（ＴＰＧＤＡ）、そしてジプロピレングリコールジアクリラート（ＤＰＧＤＡ）である。好ましくは、多官能モノマーは、ＴＭＰＴＡ、ＴＰＧＤＡおよびそれの混合物から成る化合物群から選択される。好ましい多官能モノマーは、架橋剤として作用し、硬化層に耐溶剤性を提供する。多官能モノマーの例としては、サートーマー・カンパニー株式会社により製造されているＳＲ − ９０２０、ＳＲ−３５１、ＳＲ−９００３およびＳＲ−９２０９、そしてサイテック・サーフェス・スペシャルティーズ株式会社により製造されているＴＭＰＴＡＮ、ＯＴＡ−４８０およびＤＰＧＤＡを含む。

好ましくは、コーティングは、硬化前に、アクリル酸系オリゴマーを２０−５０％、単官能モノマーを１５−３５％、および多官能モノマーを２０−５０％含んでいる。コーティングの処方は、硬化コーティングの最終的な標的粘度および所望の物理的性質に依存する。いくつかの実装において、好ましい粘度は、室温（２１℃−２４℃）で測定された、０．２〜５パスカル秒であり、より好ましくは、０．３〜１パスカル秒である。

また、コーティングの組成はまた、乳白剤や着色剤、スリップ／展開剤および帯電防止添加剤または摩耗防止添加剤など、その他の成分を含む場合がある。コーティングの不透明度は、例えば、二酸化チタンや硫酸バリウムおよび炭酸カルシウムなどの様々な色素を追加したり、空胴ガラス玉または固体ガラス玉を追加したり、あるいは水など混合できない液体を追加したりすることにより、変えることができる。不透明度の程度は、使用する添加物の量を変えることによって調節されることができる。

上記の如く、光開始剤または光開始剤パッケージは、コーティングがＵＶ硬化される場合に含まれる場合がある。適切な光開始剤は、サートーマー・カンパニー社により「ＫＴＯ−４６（登録商標）」という商品名で市販されている。光開始剤は、例えば０．５−２％の範囲のレベルで含まれる場合がある。

該導電性コーティング材料または他のコーティング材料は、（使用されるべき工程に応じて）チッププリントされることができ、またはスクレープコーティングされることができ、且つ所望の電気回路または電気部品を形成するのに適している如何なるコーティングとされる場合ある。該コーティング材料は、導電性でも、半導電性でも、または非導電性でもよく、硬化、焼成、および溶媒蒸発を含んでいる如何なる所望の方法によって固化可能とされる場合がある。

［その他の実施形態］
本発明の複数の実施形態は記載される。それにもかかわらず、様々な変更が、本発明の精神と技術的範囲から逸脱することなくなされることは理解される。

特定の形状が本願明細書に図示され、且つ記載されるけれども、電気的パターンの任意の所望される形状は、例えば円形や長円形、ダイヤモンド形を使用することができる。

また、複数のスクレープコーティング工程且つ／又はチッププリント工程の組み合わせは、使用されることができ、チッププリント且つ／又はスクレープコーティングされた異なる材料層は、基板予備成形体上にトランジスタまたはトランジスタの一部を形成するために、様々な抵抗率を有する場合がある。例えば、いくつかの実施形態において、一つの層は、絶縁体（例えば、絶縁層）によって覆われてもよく、また、絶縁層は、他の導電性層または半導性の層によって覆われてもよい。更に、異なる導電層は、他の工程（例えば、プレス段階）を通じて接続されることができ、その部分で、第１の層の一の領域は、第２の層の他の領域に接続される。このようにして、チッププリント且つ／又はスクレープコーティングは、様々な半導体装置の諸部分（例えばトランジスタの諸部分）を形成するために使用されることができ、該様々な半導体装置の諸部分は、次いで他の装置と電気的に連通して位置付けられる電子構成部品内に配置される。

よって、その他の実施形態は以下の特許請求の範囲に含まれる。

１１０ ウェブ
１１２ コーティングステーション
１１４ 塗装ヘッド
１１６ 液状コーティング
１１７ 表面
１１８ 隙間、ニップ
１２０ 補助ロール
１２２ 凹版ロール
１２４ 硬化ステーション
１２６ 背面
１２８ 硬化されたコーティング
１３０ 巻取りロール
１３２ 剥取ロール
４１０’ 機械
４１２ テクスチャー加工されたウェブ
４１４ 供給ロール
４１６ 巻取ロール
４１８ 複写面
４２０ コーティングステーション
４２２’ 基板
４２４ ロール間隙
４２６’ロール
４３２ 放射供給装置
４３５ 基板予備成形体
１０ ウェブ
４０ 凹部
４２ 硬化コーティング
４４ 導電性インク
４６ 上面部
４８ キサゲ掻き落し装置
５０ 突出部
５２ 上部表面
５１ コーティングが存在しない部分
５４ 回転式印刷ロール
８００ プリント回路
８０１ 入出力ポート
８０２ 入出力ポート
８０３ 入出力ポート
３００ 補助ロール
３０２ ウェブ
３０４ 凹型基板予備成形体
３０６ 導電性インク
３０８ コーティングステーション
３０９ コーティングユニット
３６４ ウェブ
３７０ 巻取ロール
２００ 一の処理ステーション
２０２ 硬化可能導電性コーティング
２０４ 凹版ロール
２０６ ウェブ
２０８ 電子機構
２１２ 部分
２１４ プリント回路
２２０ 塗布装置
２２６ 電子線装置またはＵＶ硬化装置
２２８ 剥離ロール

Claims (26)

1. 電子装置を形成する方法であって、
   （ａ）第１の硬化可能材料にパターンを転写するパターン転写媒体であって、凸部領域及び凹部領域を有するテクスチャー加工されたウェブであるパターン転写媒体を使用して、基板に第１の硬化可能材料を移すステップ、
   （ｂ）前記第１の硬化可能材料が前記基板上に複数の基板予備成形体を形成するように、前記パターン転写媒体を構成するステップ、及び
   （ｃ）第２の固化可能な材料を前記基板予備成形体に移すことによって、前記基板上に複数の電気回路を形成するステップ、
   を含む方法。
2. 前記パターン転写媒体がその表面上にパターンを担持し、該パターンと逆のパターンが前記第１の硬化可能材料の上に転写されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記基板予備成形体の一部を前記第２の固化可能な材料でコーティングするステップを更に含み、
   前記第２の固化可能な材料が導電性材料である、請求項１に記載の方法。
4. 前記基板予備成形体の凹部分を前記第２の固化可能な材料で充填するステップを更に含み、
   前記第２の固化可能な材料が導電性材料である、請求項１に記載の方法。
5. 前記第１の硬化可能材料を硬化させるステップを更に含む請求項１に記載の方法。
6. 前記第１の硬化可能材料が非導電性であり、前記第２の固化可能材料が導電性であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記コーティングはチッププリントを備えることを特徴とする請求項３に記載の方法。
8. 凹部分の充填は、前記基板予備成形体のスクレープコーティングを備えることを特徴とする請求項４に記載の方法。
9. 前記基板が、連続したウェブ状材料であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 前記基板予備成形体が凸部領域と凹部領域とを有し、前記第２の固化可能材料が、各電子回路の少なくとも一部を画定するように、前記基板予備成形体の少なくとも一部に塗布される導電性コーティングであることを特徴とする請求項６に記載の方法。
11. 前記導電性コーティングと異なるコーティングを、前記基板予備成形体の少なくとも一部に塗布するステップを更に含む請求項１０に記載の方法。
12. 電子装置を前記プリント回路と連通して配置するステップを更に含む請求項１０の方法。
13. 前記コーティング材料が絶縁体より成り、前記基板予備成形体と前記導電性コーティングとの間に塗布されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
14. 前記基板が平面パネルシートを備え、
    前記回路が電気的アレイを備え、
    前記方法は、前記導電性コーティングの上に他の平面パネルシートを配置し、前記平面パネルシートの前記電気的アレイがグリッドを形成することを更に含む、請求項１０に記載の方法。
15. 前記パターン転写媒体が前記第１の硬化可能材料と依然として接触したままの状態で、前記第１の硬化可能材料は、放射線を利用して硬化されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
16. 前記放射線が、前記第１の硬化可能材料を硬化するように、前記パターン転写媒体を通じて誘導されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 電子装置を形成する方法であって、
    （ａ）第１の硬化可能材料にパターンを転写するパターン転写媒体を使用して、基板に第１の硬化可能材料を移すステップと、
    （ｂ）前記第１の硬化可能材料が前記基板上で複数の基板予備成形体を形成するように、前記パターン転写媒体を構成するステップ、及び
    （ｃ）チッププリントを用いて前記基板予備成形体に導電性材料を転写することによって、前記基板上に複数の電気回路を形成するステップ、
    を含む方法。
18. 前記パターン転写媒体がその表面上に前記パターンを担持し、該パターンと逆のパターンが前記第１の硬化可能材料に転写されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 前記第１の硬化可能材料を硬化させるステップを更に含む請求項１７の方法。
20. 前記基板が、連続したウェブ状材料であるステップを特徴とする請求項１７に記載の方法。
21. 前記導電性材料と異なるコーティング材料を、前記基板予備成形体の少なくとも一部に塗布するステップを更に含む請求項１７の方法。
22. 複数の電気回路のうちの１つ以上の電気回路と連通して電子装置を配置するステップを更に含む請求項１７の方法。
23. 前記コーティング材料が絶縁体より成り、前記基板予備成形体と前記導電性コーティングとの間に塗布されることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
24. 前記基板が平面パネルシートを備え、
    前記回路が電気的アレイを備え、
    前記方法は、前記導電性コーティングの上に他の平面パネルシートを配置し、前記平面パネルシートの電気的アレイがグリッドを形成することを更に含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
25. 前記パターン転写媒体が前記第１の硬化可能材料に依然として接触したままの状態で、前記第１の硬化可能材料は、放射線を利用して硬化されることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
26. 前記放射線が、前記第１の硬化可能材料を硬化するために、前記パターン転写媒体を通じて誘導されることを特徴とする請求項２５に記載の方法。