JP2008182087A - 配線形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液滴吐出法に基づいて、基板に形成された孔にビア配線を良好に形成できる配線形成方法を提供する。
【解決手段】機能液の液滴で基板に配線を形成する方法は、基板に孔を形成し、機能液を受容可能な受容膜にて孔の内面を形成し、受容膜にて内面が形成された孔に液滴を供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は、配線形成方法に関する。

配線パターンを形成するための手法の一つとして、例えば特許文献１に開示されているような、機能液の液滴で基板に配線パターンを形成する液滴吐出法（インクジェット法）が知られている。また、配線パターンが形成される基板として、例えば特許文献２、特許文献３等に開示されているような、低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ：Low Temperature Co-fired Ceramics）基板が知られている。ＬＴＣＣ基板を用いて多層回路基板を形成する際には、焼成前のＬＴＣＣ基板、すなわちグリーンシートに液滴を供給する動作、それらグリーンシートを積層する動作、及びグリーンシートを焼成する動作等が実行される。ＬＴＣＣ多層回路基板は、積層したグリーンシートを９００℃以下の低温で焼成できるため、配線として銀、金等の低融点金属を使用することができ、配線の低抵抗化を図ることができる。
特開平１１−２４８９２６号公報 特開２００６−１１４５９３号公報 特開２００６−２６１１４６号公報

ところで、積層されたＬＴＣＣ基板同士を電気的に接続するために、ＬＴＣＣ基板（グリーンシート）には、ビアホール、スルーホール等の孔が形成される。液滴吐出法を用いて孔に配線（ビア配線）を形成する場合、その孔に機能液を良好に充填する必要がある。また、形成されるＬＴＣＣ多層回路基板が所望の性能を得るために、孔に液滴を供給したとき、孔の外側に液滴(機能液）が溢れたり漏れたりするのを抑制する必要がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、液滴吐出法に基づいて、基板に形成された孔に配線（ビア配線）を良好に形成できる配線形成方法及び配線形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は以下の構成を採用する。

本発明の第１の観点によると、機能液の液滴で基板に配線を形成する方法であって、前記基板に孔を形成し、前記機能液を受容可能な受容膜にて前記孔の内面を形成し、前記受容膜にて内面が形成された前記孔に前記液滴を供給する配線形成方法が提供される。

本発明の第１の観点によれば、機能液を受容可能な受容膜を孔に形成することによって、その受容膜で孔に供給された液滴（機能液）の液体成分を瞬時に吸収することができる。したがって、孔から液滴(機能液）が溢れるのを抑制しつつ、配線（ビア配線）を良好に形成できる。

本発明の配線形成方法において、前記基板を貫通する貫通孔を前記基板に形成する動作と、前記貫通孔の内面に前記受容膜を形成する動作とを含み、前記受容膜を形成する動作は、前記貫通孔の上端以外の前記基板の上面を第１フィルムで覆うとともに、前記貫通孔の下端以外の前記基板の下面を第２フィルムで覆った状態で、受容膜形成材料を含む液体に前記基板を浸ける動作を含む構成を採用できる。これによれば、孔に受容膜を円滑に形成できる。

本発明の配線形成方法において、前記液体に基板を浸けて前記受容膜を形成した後、前記基板から前記第１フィルム及び前記第２フィルムを離し、前記基板の下面に第３フィルムを配置して、貫通孔の下端を塞いだ状態で、貫通孔の上端より前記機能液の液滴を供給する構成を採用できる。これによれば、貫通孔から機能液が漏れるのを抑制しつつ、配線（ビア配線）を良好に形成できる。そして、孔に充填された機能液が固化した後、基板と第３フィルムとを離すことによって、基板を複数積層できる。

本発明の配線形成方法において、前記基板及び前記第３フィルムを加熱しつつ、吐出口から吐出された前記機能液の液滴を孔に供給し、前記基板及び前記第３フィルムの温度が、前記吐出口から吐出されるときの前記液滴の温度以上、且つ前記液滴に含まれる液体成分の沸点以下となるように、前記基板及び前記第３フィルムの温度を調整する構成を採用できる。これによれば、基板及び第３フィルムを加熱しつつ孔に液滴を供給することによって、孔に供給された液滴（機能液）の液体成分を瞬時に気化（揮発）させることができる。換言すれば、孔に供給した液滴の体積を瞬時に小さくすることができる。したがって、孔から液滴(機能液）が溢れるのを抑制しつつ、配線（ビア配線）を良好に形成できる。また、基板を加熱する動作と液滴を供給する動作とを並行して行うので、処理効率（スループット）を向上できる。また、液滴が基板及び第３フィルムの少なくとも一方に接触したときに、突沸の発生を抑制しつつ、液滴の液体成分を気化できる。

本発明の配線形成方法において、前記基板を貫通する貫通孔を前記基板に形成する動作と、前記貫通孔の内面に前記受容膜を形成する動作とを含み、前記受容膜を形成する動作は、前記基板の下面に第４フィルムを配置して、前記貫通孔の下端を塞いだ状態で、前記貫通孔の上端より受容膜形成材料を含む液体を前記貫通孔に供給する動作を含む構成を採用できる。これによれば、孔に受容膜を円滑に形成できる。

本発明の配線形成方法において、前記液体を供給して前記受容膜を形成した後、前記基板から前記第４フィルムを離し、前記基板の下面に第５フィルムを配置して、貫通孔の下端を塞いだ状態で、貫通孔の上端より前記機能液の液滴を供給する構成を採用できる。これによれば、貫通孔から機能液が漏れるのを抑制しつつ、配線（ビア配線）を良好に形成できる。そして、孔に充填された機能液が固化した後、基板と第５フィルムとを離すことによって、基板を複数積層できる。

本発明の配線形成方法において、前記基板及び前記第５フィルムを加熱しつつ、吐出口から吐出された前記機能液の液滴を孔に供給し、前記基板及び前記第５フィルムの温度が、前記吐出口から吐出されるときの前記液滴の温度以上、且つ前記液滴に含まれる液体成分の沸点以下となるように、前記基板及び前記第５フィルムの温度を調整する構成を採用できる。これによれば、基板及び第５フィルムを加熱しつつ孔に液滴を供給することによって、孔に供給された液滴（機能液）の液体成分を瞬時に気化（揮発）させることができる。換言すれば、孔に供給した液滴の体積を瞬時に小さくすることができる。したがって、孔から液滴(機能液）が溢れるのを抑制しつつ、配線（ビア配線）を良好に形成できる。また、基板を加熱する動作と液滴を供給する動作とを並行して行うので、処理効率（スループット）を向上できる。また、液滴が基板及び第５フィルムの少なくとも一方に接触したときに、突沸の発生を抑制しつつ、液滴の液体成分を気化できる。

本発明の配線形成方法において、前記機能液の液滴は、前記孔よりも小さい構成を採用できる。これによれば、孔の内側に液滴を円滑に供給できる。

本発明の配線形成方法において、低温同時焼成セラミックス基板に前記配線を形成する構成を採用できる。これによれば、ＬＴＣＣ多層回路基板を形成できる。

本発明の配線形成方法において、前記受容膜形成材料は、前記低温同時焼成セラミックス基板を形成するセラミックス材料と、前記機能液に対して親液性を有する樹脂材料とを混合したものである構成を採用できる。これによれば、基板と受容膜との密着性を高めることができるとともに、受容膜で機能液を良好に受容できる。

本発明の配線形成方法において、前記孔に前記機能液の液滴を供給した後、前記基板を焼成する動作を含む構成を採用できる。これによれば、基板及び配線に所望の機能を付加できる。また、受容膜の一部は、基板と同じセラミックス材料で形成されているので、焼成後において、受容膜のうち、樹脂成分は減少したり無くなる可能性があるものの、セラミックス成分は残留する。したがって、焼成後において、基板と配線との間に隙間ができる等の不具合の発生を抑制できる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。

＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る回路モジュール１を示す図である。図１において、回路モジュール１は、板状に形成されたＬＴＣＣ多層基板２と、ＬＴＣＣ多層基板２の上側にワイヤーボンディングで接続された半導体チップ３とを備える。

ＬＴＣＣ多層基板２は、シート状に形成された複数のＬＴＣＣ基板４の積層体である。ＬＴＣＣ基板４は、ガラスセラミック系材料の焼結体であって、その厚みは数百μｍである。

ＬＴＣＣ基板４は、抵抗素子、容量素子、コイル素子等の各種の回路素子５と、各回路素子５を電気的に接続する内部配線６と、スタックビア構造、サーマルビア構造等を含み、所定の孔径（例えば２０μｍ）を有した複数の孔（ビアホール、コンタクトホール）７と、孔７に形成されたビア配線８とを備える。孔７は、ＬＴＣＣ基板４を貫通するように形成されている。内部配線６及びビア配線８のそれぞれは、銀、銀合金等の金属微粒子の焼結体であって、液滴吐出法を用いて形成される。

図２は、ＬＴＣＣ多層基板２の製造工程の一例を示す模式図である。まず、原料となる、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、二酸化珪素（ＳｉＯ_２）等のセラミックス粉末と、ホウ珪酸ガラス等のガラス粉末とが混合され、混合粉末が生成される。

次に、混合粉末と、バインダー（結合剤）と、溶剤（分散剤）とが混合され、撹拌されることによって、スラリーが生成される。

次に、ドクターブレード等を備える成膜装置によって、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム等の支持フィルム上に上述のスラリーの膜が形成される。支持フィルム上に形成された膜は、支持フィルムとともにロールに巻き取られる。その後、膜は、支持フィルムとともに四角形状に裁断される。これにより、支持フィルム上にグリーンシートが形成される。

次に、グリーンシートにＣＯ_２レーザ、ＹＡＧレーザ等を照射することによって、そのグリーンシートに孔(ビアホール）が形成される。孔は、グリーンシートを貫通するように形成される。すなわち、本実施形態においては、グリーンシートには、そのグリーンシートを貫通する貫通孔が形成される。なお、支持フィルムには孔は形成されない。

なお、グリーンシートに孔７を形成する際に、一旦、グリーンシートと支持フィルムとを分離し、そのグリーンシートにＣＯ_２レーザ、ＹＡＧレーザ等を照射したり、孔あけ工具等を用いたりすることによって、そのグリーンシートに孔を形成してもよい。

グリーンシートに孔が形成された後、後述するように、その孔に受容膜が形成される。そして、グリーンシートの孔に受容膜が形成された後、液滴吐出法（インクジェット法）に基づいて、ビア配線８を形成するための機能液の液滴が孔に供給される。孔に機能液の液滴を供給する際には、グリーンシートの下面に支持フィルムを配置して、グリーンシートの下面側の孔の端を塞いだ状態で、グリーンシートの上面側の孔の端に機能液の液滴が供給される。

ビア配線８を形成するための機能液は、例えば特開２００５−３４８３７号公報に開示されているような、導電性微粒子を所定の分散媒に分散したものを含む。本実施形態においては、機能液の導電性微粒子は、銀の微粒子（有機銀化合物、酸化銀ナノ粒子を含む）を主成分とし、分散媒は、水を主成分とする。

孔に供給された液滴（機能液）が固化した後、グリーンシートと支持フィルムとが分離される。すなわち、グリーンシートより支持フィルムが剥がされる。そして、固化した機能液（膜）が孔に配置されたグリーンシートが複数形成された後、それらグリーンシートが積層される。複数のグリーンシートを積層する際、各グリーンシートのコネクタ同士が電気的に接続されるように、各グリーンシートが積層される。

グリーンシートの積層体を形成した後、その積層体は、例えばベルト炉等によって焼成処理され、焼結される。積層体は、例えば６００℃〜９００℃で焼成（焼結）される。これにより、グリーンシートはＬＴＣＣ基板４になるとともに、孔７にはビア配線８が形成され、ＬＴＣＣ多層基板２が形成される。

図３は、グリーンシートに配線を形成するための機能液の液滴を供給する液滴吐出装置(配線形成装置、インクジェット装置）１０の一例を示す図である。液滴吐出装置１０は、内部配線６及びビア配線８を含む各種配線を形成するための機能液の液滴をグリーンシートＰに供給可能である。以下の説明においては、液滴が供給されるグリーンシートＰを適宜、基板Ｐ、と称する。

図３において、液滴吐出装置１０は、液滴を吐出する吐出口１１を有する吐出ヘッド１２と、吐出ヘッド１２を移動する第１駆動装置１３と、基板Ｐを保持しながら移動可能なテーブル１４と、テーブル１４を移動する第２駆動装置１５と、テーブル１４に設けられ、テーブル１４に保持された基板Ｐを加熱可能な加熱装置１６と、液滴吐出装置１０全体の動作を制御する制御装置１７とを備えている。

本実施形態においては、第１駆動装置１３は、吐出ヘッド１２を、Ｘ軸方向に大きく移動することができるリニアモータ１３Ａを有する。また、第１駆動装置１３は、吐出ヘッド１２を、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向に微かに動かすことができる複数の微動モータ１３Ｂを有する。

第２駆動装置１５は、テーブル１４を、Ｙ軸方向に大きく移動することができるリニアモータ１５Ａを有する。また、第２駆動装置１５は、テーブル１４を、θＺ方向に微かに動かすことができる回転モータ１５Ｂを有する。

図４は、吐出ヘッド１２の一例を示す側断面図である。吐出ヘッド１２は、ヘッド本体１８と、ヘッド本体１８の下端に接続され、液滴を吐出する吐出口１１が形成された吐出面１９を有するプレート部材２０とを有する。ヘッド本体１８は、リザーバ２１と、リザーバ２１に接続された複数の収容室２２とを有する。リザーバ２１は、各収容室２２に機能液を供給可能である。吐出口１１は、複数の収容室２２に対応するように複数形成されている。収容室２２の上面は、振動板２３で形成されている。振動板２３に対して収容室２２と反対側には、ピエゾ素子２４が配置されている。ピエゾ素子２４は、振動板２３の上面に接続されている。ピエゾ素子２４の動作は、制御装置１７に制御される。

制御装置１７からピエゾ素子２４に入力された電気信号に基づいて、ピエゾ素子２４は膨張又は収縮する。ピエゾ素子２４が収縮すると、収容室２２の圧力が低下して、リザーバ２１から収容室２２に機能液が流入する。ピエゾ素子２４が膨張すると、収容室２２の圧力が増加して、吐出口１１から機能液の液滴が吐出される。また、印加電圧を変化させることにより、ピエゾ素子２４の変形量が制御される。また、印加電圧の周波数を変化させることにより、ピエゾ素子２４の変形速度が制御される。すなわち、ピエゾ素子２４への印加電圧を制御することにより、液滴の吐出条件が制御される。

次に、上述の液滴吐出装置１０を用いて、基板Ｐに形成された孔７にビア配線８を形成する動作の一例について、図５及び図６の模式図を参照して説明する。

本実施形態においては、配線を形成するための機能液の液滴を基板Ｐに供給する動作の前に、基板Ｐを貫通する貫通孔７Ｈを基板Ｐに形成する動作と、その貫通孔７Ｈの内面に受容膜３０を形成する動作とが実行される。機能液の液滴が供給される孔７の内面は、受容膜３０の内面によって形成される。受容膜３０は、機能液を受容可能な材料で形成される。

受容膜３０を形成するための材料（受容膜形成材料）としては、機能液に対して親液性を有するものが好ましい。上述のように、本実施形態の機能液は、水を主成分とする分散媒に導電性微粒子を分散したものであり、受容膜３０を形成するための材料（受容膜形成材料）としては、水に対して親液性（親水性）を有するものが好ましい。そのような材料としては、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ゼラチン等の樹脂材料が挙げられる。

本実施形態においては、受容膜形成材料として、ＬＴＣＣ基板を形成するセラミックス材料と、機能液に対して親液性を有する樹脂材料とを混合したものを用いる。上述のように、ＬＴＣＣ基板は、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、二酸化珪素（ＳｉＯ_２）等のセラミックス粉末を原料としている。本実施形態においては、受容膜形成材料として、アルミナ、酸化チタン、二酸化珪素を含むものを用いることができる。

一例として、ＬＴＣＣ基板がアルミナを含むものであり、機能液が水を含むものである場合には、受容膜形成材料として、少なくともアルミナ粒子とＰＶＡとを含むものが用いられる。

受容膜形成材料として、ＬＴＣＣ基板を形成するセラミックス材料と、機能液に対して親液性を有する樹脂材料とを混合したものを用いることにより、受容膜形成材料に含まれるセラミックス材料によって、ＬＴＣＣ基板（グリーンシート）と受容膜３０との密着性を高めることができる。また、受容膜形成材料に含まれる樹脂材料によって、受容膜３０で機能液を良好に受容できる。

本実施形態においては、貫通孔７Ｈの内面に受容膜３０を形成する動作は、図５（Ａ）に示すように、貫通孔７Ｈの上端以外の基板Ｐの上面を第１フィルムＦ１で覆うとともに、貫通孔７Ｈの下端以外の基板Ｐの下面を第２フィルムＦ２で覆った状態で、受容膜形成材料を含む液体Ｌｑに基板Ｐを浸ける動作を含む。液体Ｌｑは、例えば水に上述のアルミナ粒子とＰＶＡとを分散又は溶解したものである。液体Ｌｑは、槽３１に収容されており、基板Ｐは、第１フィルムＦ１及び第２フィルムＦ２と一緒に、液体Ｌｑに浸けられる。

貫通孔７Ｈの上端以外の基板Ｐの上面は第１フィルムＦ１で覆われており、貫通孔７Ｈの下端以外の基板Ｐの下面は第２フィルムＦ２で覆われているので、その状態で基板Ｐを液体Ｌｑに浸けても、基板Ｐの上面及び下面には液体Ｌｑは接触しない。一方、貫通孔７Ｈの内面は露出しているので、基板Ｐを液体Ｌｑに浸けることによって、貫通孔７Ｈの内面と液体Ｌｑとは接触する。

基板Ｐを液体Ｌｑに浸けた後、その基板Ｐを液体Ｌｑから出し、乾燥することによって、図５（Ｂ）に示すように、貫通孔７Ｈの内面には、受容膜３０が形成される。

そして、受容膜３０が形成された後、図５（Ｃ）に示すように、基板Ｐから第１フィルムＦ１及び第２フィルムＦ２を離す（剥がす）ことによって、孔７の内面が受容膜３０の内面で形成された基板Ｐが形成される。

そして、次の液滴吐出工程のために、図５（Ｄ）に示すように、基板Ｐの下面に第３フィルム（支持フィルム）Ｆ３が貼付される。

基板Ｐに受容膜３０が形成された後、液滴吐出装置１０によって、孔７に機能液の液滴を供給する動作が実行される。液滴吐出装置１０は、吐出口１１より吐出した機能液の液滴Ｄを基板Ｐに形成された孔７に供給して、孔７にビア配線８を形成する。

制御装置１７は、孔７に液滴Ｄを供給するために、第１駆動装置１３及び第２駆動装置１５の少なくとも一方を制御して、吐出口１１と基板Ｐの孔７とが対向するように、吐出ヘッド１２とテーブル１４との位置関係を調整する。

孔７は、基板Ｐを貫通するように形成されている。また、基板Ｐの下面には、第３フィルムＦ３が貼付されている。これにより、基板Ｐの下面側の孔７の下端は、第３フィルムＦ３で塞がれる。また、テーブル１４は、第３フィルムＦ３の下面を保持する保持面１４Ｈを有する。テーブル１４は、第３フィルムＦ３を介して、基板Ｐを保持する。

テーブル１４は、吐出口１１と対向する位置に基板Ｐに形成された孔７を配置可能である。制御装置１７は、第１駆動装置１３及び第２駆動装置１５の少なくとも一方を制御して、吐出ヘッド１２とテーブル１４との位置関係を調整して、吐出ヘッド１２の吐出口１１とテーブル４に第３フィルムＦ３を介して保持されている基板Ｐの孔７の上端とを対向させる。

また、制御装置１７は、加熱装置１６を用いて、基板Ｐを加熱する。加熱装置１６は、例えばテーブル１４の内部に配置されたヒータ機構を含み、保持面１４Ｈを加熱可能である。加熱装置１６は、保持面１４Ｈを加熱することによって、第３フィルムＦ３を介して、基板Ｐを加熱する。また、第３フィルムＦ３も、加熱装置１６によって加熱される。

そして、図６（Ａ）に示すように、制御装置１７は、吐出口１１と基板Ｐの孔７の上端とを対向させた状態で、加熱装置１６で基板Ｐを加熱しつつ、吐出口１１より液滴Ｄを吐出して、その液滴Ｄを孔７に供給する。制御装置１７は、基板Ｐの下面に第３フィルムＦ３を配置して、孔７の下端を塞いだ状態で、孔７の上端に吐出口１１からの液滴Ｄを供給する。

本実施形態においては、吐出口１１から吐出された直後であって、基板Ｐに接触する前の液滴Ｄの大きさ（直径）は、孔７の大きさ（直径、幅）よりも小さい。したがって、液滴Ｄは、基板Ｐの上面等に接触することなく、孔７の内側に円滑に供給される。

図６（Ｂ）に示すように、孔７に供給された液滴Ｄは、受容膜３０に接触する。受容膜３０は、接触した液滴Ｄ（機能液）の液体成分（本実施形態では水）を瞬時に吸収することができる。したがって、孔７から液滴Ｄ(機能液）が溢れるのを抑制できる。

また、本実施形態においては、孔７に供給された液滴Ｄは、加熱装置１６で加熱されている基板Ｐの孔７（受容膜３０）の内面、及び孔７の内側の第３フィルムＦ３の上面の少なくとも一方に接触する。加熱装置１６によって加熱されている基板Ｐ及び第３フィルムＦ３の少なくとも一方に液滴Ｄが接触することによって、孔７に供給された液滴（機能液）の液体成分は瞬時に気化（揮発）する。これにより、孔７に供給された液滴Ｄの体積は瞬時に小さくなる。したがって、孔７から液滴Ｄ(機能液）が溢れるのをより一層抑制できる。

図６（Ｃ）に示すように、孔７に供給された後の液滴Ｄの液体成分が気化することによって、その液滴Ｄ（機能液）は固化し、孔７の内側には、液滴Ｄに基づく膜ＤＬが形成される。本実施形態においては、１つの液滴Ｄによって孔７の内側に形成される膜ＤＬの高さ（厚み）は、孔７の高さ(深さ）よりも十分に小さい。

本実施形態においては、加熱装置１６は、基板Ｐ及び第３フィルムＦ３の温度が、吐出口１１から吐出されるときの液滴Ｄの温度以上、且つ液滴Ｄに含まれる液体成分の沸点以下となるように、基板Ｐ及び第３フィルムＦ３の温度を調整する。本実施形態においては、吐出ヘッド１２、吐出口１１近傍の温度は、例えば室温（例えば２２℃）に調整されている。換言すれば、吐出口１１近傍の温度が室温（２２℃）となるように、液滴吐出装置１０を収容するチャンバの内部の温度を調整する空調装置の目標温度が設定されている。したがって、本実施形態においては、吐出口１１から吐出されるときの液滴Ｄの温度は、約２２℃である。また、上述のように、本実施形態の機能液は、水を主成分とする分散媒に導電性微粒子を分散したものである。したがって、本実施形態においては、液滴Ｄに含まれる液体成分（水）の沸点は、約１００℃である。したがって、本実施形態においては、加熱装置１６は、基板Ｐ及び第３フィルムＦ３の温度が、２２℃以上、且つ１００℃以下となるように、基板Ｐ及び第３フィルムＦ３の温度を調整する。本実施形態においては、基板Ｐ及び第３フィルムＦ３の温度は、例えば８０℃〜９０℃に設定される。こうすることにより、液滴Ｄが基板Ｐ及び第３フィルムＦ３の少なくとも一方に接触したときに、液体成分（水）の突沸の発生を抑制しつつ、液滴Ｄの液体成分を気化できる。

そして、制御装置１７は、基板Ｐを加熱しつつ、孔７に液滴Ｄを供給する動作を複数回繰り返す。図６（Ｄ）に示すように、孔７に供給された液滴Ｄの液体成分は瞬時に気化され、先に孔７に形成されている膜ＤＬの上に新たな膜ＤＬが形成され、それら膜ＤＬが孔７の内側で順次積層される。１つの液滴Ｄによって孔７の内側に形成される膜ＤＬの高さ（厚み）は、孔７の高さ(深さ）よりも十分に小さいので、孔７から液滴Ｄ（機能液）が溢れることなく、膜ＤＬが積層される。

そして、基板Ｐを加熱しつつ、孔７に液滴Ｄを供給する動作を複数回繰り返すことによって、図６（Ｅ）に示すように、孔７は、液滴Ｄに基づく膜ＤＬで充填される。

なお、ここでは、ビア配線８を形成する場合について説明したが、もちろん、基板Ｐの上面に液滴Ｄを供給して、内部配線６を形成できる。

そして、基板Ｐに液滴Ｄを供給する動作（液滴Ｄに基づく膜ＤＬで孔７を充填する動作）を実行した後、基板Ｐと第３フィルムＦ３とが分離され、基板Ｐが複数積層される。基板Ｐの積層体は、加熱装置１６による加熱温度（本実施形態では８０℃〜９０℃）よりも高い温度（例えば６００℃〜９００℃）で焼成され、焼結される。

以上説明したように、本実施形態によれば、機能液を受容可能な受容膜３０を孔７に形成することによって、その受容膜３０で孔７に供給された液滴Ｄ（機能液）の液体成分を瞬時に吸収することができる。したがって、孔７から液滴Ｄ(機能液）が溢れるのを抑制しつつ、ビア配線８を良好に形成できる。

また、本実施形態においては、基板Ｐを加熱しつつ孔７に液滴Ｄを供給しているので、孔７に供給された液滴Ｄ（機能液）の液体成分を瞬時に気化（揮発）させることができる。したがって、孔７から液滴Ｄ(機能液）が溢れるのを抑制しつつ、ビア配線８を良好に形成できる。また、基板Ｐを加熱する動作と液滴Ｄを供給する動作とを並行して行うので、処理効率（スループット）を向上できる。

また、基板Ｐを加熱しつつ、その基板Ｐに液滴Ｄを供給することにより、ピニング現象を生じさせることができる。基板Ｐに供給された後の液滴Ｄの乾燥過程においては、液滴Ｄの周縁部における固形分濃度が飽和濃度に達すると、その周縁部において固形分が局所的に析出する。すると、その析出した固形分によって液滴Ｄの周縁部がピン止めされたような状態となり、それ以降の乾燥に伴う液滴Ｄの収縮（外径の収縮）が抑制される。このような、周縁部に析出した固形分によって乾燥に伴う液滴Ｄの収縮が抑制される現象（ピニング現象）を生じさせることによって、基板Ｐに形成されるビア配線８及び内部配線６のエッジ（外形）を良好に規定することができる。

なお、例えば特開２００５−２８２７６号公報、特開２００５−１４４３２４号公報等に開示されているように、基板Ｐの表面に配置された液滴Ｄの乾燥条件、対流条件等を調整して、基板Ｐに吐出（供給）された液滴Ｄに、ピニング現象を生じさせるようにしてもよい。

また、第３フィルムＦ３に支持された状態の基板Ｐに液滴Ｄを吐出することによって、保持面１４Ｈに液滴Ｄが付着したり、機能液が漏洩することを抑制できる。

また、本実施形態においては、受容膜３０は、ＬＴＣＣ基板（グリーンシート）と同じセラミックス材料を含むので、孔７に機能液の液滴Ｄを供給した後、基板Ｐを焼成した場合、その焼成後において、ＬＴＣＣ基板の孔の内面とビア配線８との間に隙間ができる等の不具合の発生を抑制できる。例えば、受容膜がＰＶＡ等の樹脂のみによって形成されている場合、焼成して受容膜を高温で加熱すると、受容膜の体積が大幅に減少したり、無くなったりしてしまう可能性がある。すると、焼成後において、ＬＴＣＣ基板の孔の内面とビア配線との間に隙間が形成されてしまったり、ＬＴＣＣ基板とビア配線との密着性が劣化したりする可能性がある。本実施形態によれば、受容膜３０の一部は、基板Ｐと同じセラミックス材料で形成されているので、焼成後において、受容膜３０のうち、樹脂成分は減少したり無くなる可能性があるものの、セラミックス成分は残留する。したがって、焼成後において、ＬＴＣＣ基板とビア配線との間に隙間ができたり、ＬＴＣＣ基板とビア配線との密着性が劣化したりする等の不具合の発生を抑制できる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の第１実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図７は、第２実施形態に係る受容膜３０の形成工程を説明するための図である。上述の第１実施形態と同様、配線を形成するための機能液の液滴を基板Ｐに供給する動作の前に、基板Ｐを貫通する貫通孔７Ｈを基板Ｐに形成する動作と、その貫通孔７Ｈの内面に受容膜３０を形成する動作とが実行される。

本実施形態においては、貫通孔７Ｈの内面に受容膜３０を形成する動作は、図７（Ａ）に示すように、基板Ｐの下面に第４フィルムＦ４を配置して、貫通孔７Ｈの下端を塞いだ状態で、貫通孔７Ｈの上端より受容膜形成材料を含む液体Ｌｑを貫通孔７Ｈに供給する動作を含む。本実施形態においては、液体Ｌｑは、液滴吐出装置１０によって、貫通孔７Ｈに供給される。液滴吐出装置１０は、テーブル１４の保持面１４Ｈで、第４フィルムＦ４を介して基板Ｐを保持し、吐出口１１より貫通孔７Ｈの上端に液体Ｌｑの液滴を供給する。図７（Ｂ）に示すように、貫通孔７Ｈに供給された液体Ｌｑは、貫通孔７Ｈの内面と接触する。

そして、基板Ｐを乾燥することによって、図７（Ｃ）に示すように、貫通孔７Ｈの内面に受容膜３０が形成される。また、受容膜３０の一部は、貫通孔７Ｈの内側の第４フィルムＦ４の上面にも形成される。

そして、受容膜３０が形成された後、図７（Ｄ）に示すように、基板Ｐから第４フィルムＦ４を離す（剥がす）ことによって、孔７の内面が受容膜３０の内面で形成された基板Ｐが形成される。基板Ｐから第４フィルムＦ４を離すことによって、その第４フィルムＦ４の上面の一部に形成されていた受容膜３０も、第４フィルムＦ４と一緒に基板Ｐから離れる。

そして、次の液滴吐出工程のために、図７（Ｅ）に示すように、基板Ｐの下面に第５フィルム（支持フィルム）Ｆ５が貼付される。

孔７に機能液の液滴Ｄを供給する動作は、上述の第１実施形態と同様である。すなわち、液滴吐出装置１０は、基板Ｐ及び第５フィルムＦ５を加熱しつつ、吐出口１１から吐出された機能液の液滴Ｄを孔７に供給する。制御装置１７は、加熱装置１６を用いて、基板Ｐ及び第５フィルムＦ５の温度が、吐出口１１から吐出されるときの液滴Ｄの温度以上、且つ液滴Ｄに含まれる液体成分の沸点以下となるように、基板Ｐ及び第５フィルムＦ５の温度を調整する。

なお、上述の各実施形態においては、基板Ｐが焼成前のＬＴＣＣ基板（グリーンシート）であり、基板Ｐに配線を形成する場合を例にして説明したが、基板Ｐとしては、グリーンシートのみならず、ガラス基板、半導体ウエハ等、製造するデバイスに応じて、適宜選択可能である。また、使用される機能液の導電性微粒子としても、銀のみならず、例えば特開２００５−３４８３７号公報等に開示されているような、金、白金、銅、パラジウム、及びニッケル等の金属微粒子であってもよいし、導電性ポリマーであってもよい。また、使用される分散媒も、導電性微粒子に応じて適宜選択可能である。また、配線パターンのみならず、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）の少なくとも一部を形成することもできる。

また、液滴吐出装置ＩＪを用いて製造可能なデバイスとしては、回路基板に限られず、例えばカラーフィルタ、配向膜等、液晶装置の少なくとも一部を形成することができるし、有機ＥＬ装置の少なくとも一部を形成することもできる。

第１実施形態に係る回路モジュールの一例を示す図である。 第１実施形態に係るＬＴＣＣ多層基板の製造工程の一例を示す模式図である。 液滴吐出装置の一例を示す図である。 吐出ヘッドの一例を示す側断面図である。 第１実施形態に係る受容膜形成工程を説明するための模式図である。 第１実施形態に係る配線形成工程を説明するための模式図である。 第２実施形態に係る受容膜形成工程を説明するための模式図である。

符号の説明

１…回路モジュール、２…ＬＴＣＣ基板、７…孔、８…ビア配線、１０…液滴吐出装置（配線形成装置）、１１…吐出口、１４…テーブル(保持部材）、１４Ｈ…保持面、１６…加熱装置、３０…受容膜、Ｄ…液滴、Ｆ１…第１フィルム、Ｆ２…第２フィルム、Ｆ３…第３フィルム、Ｆ４…第４フィルム、Ｆ５…第５フィルム、Ｌｑ…液体、Ｐ…基板

Claims (11)

1. 機能液の液滴で基板に配線を形成する方法であって、
   前記基板に孔を形成し、前記機能液を受容可能な受容膜にて前記孔の内面を形成し、
   前記受容膜にて内面が形成された前記孔に前記液滴を供給する配線形成方法。
2. 前記基板を貫通する貫通孔を前記基板に形成する動作と、
   前記貫通孔の内面に前記受容膜を形成する動作とを含み、
   前記受容膜を形成する動作は、
   前記貫通孔の上端以外の前記基板の上面を第１フィルムで覆うとともに、前記貫通孔の下端以外の前記基板の下面を第２フィルムで覆った状態で、受容膜形成材料を含む液体に前記基板を浸ける動作を含む請求項１記載の配線方法。
3. 前記液体に基板を浸けて前記受容膜を形成した後、前記基板から前記第１フィルム及び前記第２フィルムを離し、
   前記基板の下面に第３フィルムを配置して、貫通孔の下端を塞いだ状態で、貫通孔の上端より前記機能液の液滴を供給する請求項２記載の配線形成方法。
4. 前記基板及び前記第３フィルムを加熱しつつ、吐出口から吐出された前記機能液の液滴を孔に供給し、
   前記基板及び前記第３フィルムの温度が、前記吐出口から吐出されるときの前記液滴の温度以上、且つ前記液滴に含まれる液体成分の沸点以下となるように、前記基板及び前記第３フィルムの温度を調整する請求項３記載の配線形成方法。
5. 前記基板を貫通する貫通孔を前記基板に形成する動作と、
   前記貫通孔の内面に前記受容膜を形成する動作とを含み、
   前記受容膜を形成する動作は、
   前記基板の下面に第４フィルムを配置して、前記貫通孔の下端を塞いだ状態で、前記貫通孔の上端より受容膜形成材料を含む液体を前記貫通孔に供給する動作を含む請求項１記載の配線方法。
6. 前記液体を供給して前記受容膜を形成した後、前記基板から前記第４フィルムを離し、
   前記基板の下面に第５フィルムを配置して、貫通孔の下端を塞いだ状態で、貫通孔の上端より前記機能液の液滴を供給する請求項５記載の配線形成方法。
7. 前記基板及び前記第５フィルムを加熱しつつ、吐出口から吐出された前記機能液の液滴を孔に供給し、
   前記基板及び前記第５フィルムの温度が、前記吐出口から吐出されるときの前記液滴の温度以上、且つ前記液滴に含まれる液体成分の沸点以下となるように、前記基板及び前記第５フィルムの温度を調整する請求項６記載の配線形成方法。
8. 前記機能液の液滴は、前記孔よりも小さい請求項１〜７のいずれか一項記載の配線形成方法。
9. 低温同時焼成セラミックス基板に前記配線を形成する請求項１〜８のいずれか一項記載の配線形成方法。
10. 前記受容膜形成材料は、前記低温同時焼成セラミックス基板を形成するセラミックス材料と、前記機能液に対して親液性を有する樹脂材料とを混合したものである請求項９記載の配線形成方法。
11. 前記孔に前記機能液の液滴を供給した後、前記基板を焼成する動作を含む請求項１１記載の配線形成方法。

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