JP2014017360A - 配線形成方法および配線形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】静電吸引型のインクジェット方式を用いた配線形成において、製造速度が高速であり、製造数が増加した場合であっても生産効率に優れた配線形成方法を提供する。
【解決手段】描画材料により形成された描画パターン１２と、前記描画材料とは電気抵抗率の異なる非描画材料からなる非描画部１３とを基板上１１に有する原画板１０を形成する工程と、
液状の配線用材料を吐出する吐出ヘッド３０と原画板１０との間に電位差を発生させ、吐出ヘッド３０から飛翔させた配線用材料３４の液滴を描画パターン１２上に着弾させて配線パターン１４を形成する工程を含むことを特徴とする配線形成方法。
【選択図】図５

Description

本発明は、配線形成方法および配線形成装置に関する。

従来、電気回路の配線形成において、基体上に形成した導電膜をフォトリソグラフィ法によりエッチングを行う方法があるが、めっきやマスクの作製を含めて工程数が多く、近年の少量多品種のニーズに適応させることが困難になってきている。

現行のリソグラフィ技術に代わり、インクジェット方式により金属ナノ粒子を含有するインク（配線用材料）をパターン状に描画して配線を形成する技術が提案され、応用が期待されている（例えば、特許文献１参照）。インクジェット方式によれば、回路の設計変更や多品種少量生産にも随時対応して描画可能という利点がある。

一方、高粘度な金属ナノ粒子を含むインクにより微細形状（例えば、線幅５０μｍ以下）のパターンを描画するには、圧電素子を用いたインクジェット方式では困難である。そこで、高粘度の材料を微細形状に描画する方法として、吐出するインクなどの流体に電界を印加して吐出孔から飛翔させる静電吸引型のインクジェット技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

静電吸引型のインクジェット方式としては、例えば、溶液が供給されるノズルの先端に近接して基板を配設するとともに、ノズル内の溶液に電圧を印加することにより基板表面に超微細径の流体液滴を吐出する方法が広く用いられており、特許文献２には、ノズル先端における電界の集中により液滴を飛翔付着させ、乾燥固化により該液滴を堆積させるバンプの形成方法が記載されている。

静電吸引型のインクジェット方式では、用いる装置において高電圧の描画信号をかける必要があり、該信号を制御する駆動装置を要する。この駆動装置は高価であり、かつ装置全体の大型化を招くため、例えば、マルチノズル化による複数液滴の個別制御が可能なインクジェット装置の実現は困難であり、単ノズルによる描画が主流となっている。そのため、描画速度の高速化が困難となっている。

従来のめっきやエッチング工程を用いたリソグラフィ技術と比較して、インクジェット方式及び静電吸引型のインクジェット方式は、１枚目の描画（初期ロット製造）は圧倒的に速いが、上記のように単ノズルによる描画は描画速度が遅く、複製に時間を要するため、製造数の増加に伴い、結果的に製造速度は同程度か遅くなってしまう。すなわち、１枚目の製造速度は高速であり、少量の初期ロットの製造効率は優れるが、配線を形成する基板の製造枚数の増加に伴い生産効率が低下するという問題がある。

そこで、本発明は上記課題を鑑み、静電吸引型のインクジェット方式を用いた配線形成において、製造速度が高速であり、製造数が増加した場合であっても生産効率に優れた配線形成方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る配線形成方法は、描画材料により形成された描画パターンと、前記描画材料とは電気抵抗率の異なる非描画材料からなる非描画部とを基板上に有する原画板を形成する工程と、液状の配線用材料を吐出する吐出ヘッドと前記原画板表面との間に電位差を発生させ、前記吐出ヘッドから飛翔させた前記配線用材料の液滴を前記描画パターン上に着弾させて配線パターンを形成する工程を含むことを特徴とする配線形成方法である。

本発明の配線形成方法によれば、静電吸引型のインクジェット方式を用いた配線形成において、製造速度が高速であり、製造数が増加した場合であっても生産効率に優れた配線形成方法を提供することができる。

描画パターンが形成された原画板の一例を示す上面図及び断面図である。 描画パターンを形成する装置の概略の一例を示す断面図である。 描画パターンが形成された原画板の一例を示す上面図及び断面図である。 描画パターンを形成する装置の概略の一例を示す断面図である。 配線パターンを形成する装置の概略の一例を示す断面図である。 図５の装置の上面の模式図である。 配線パターンを形成する装置の概略の一例を示す断面図である。 図７の装置の上面の模式図である。 配線パターンの転写を行う機構の要部断面図である。 配線パターンが転写された複製板の一例を示す上面図及び断面図である。 中間転写体を介した配線パターンの転写を行う機構の要部断面図である。

本発明に係る配線形成方法は、描画材料により形成された描画パターンと、前記描画材料とは電気抵抗率の異なる非描画材料からなる非描画部とを基板上に有する原画板を形成する工程と、液状の配線用材料を吐出する吐出ヘッドと前記原画板との間に電位差を発生させ、前記吐出ヘッドから飛翔させた前記配線用材料の液滴を前記描画パターン上に着弾させて配線パターンを形成する工程を含む。

つまり、描画速度の速い直接描画方法（例えば、圧電素子を用いたインクジェット方式や静電吸引方式のインクジェット）の特徴を活かして描画パターンの形成を行って原画板を製造し、次いで該原画板に対し、連続作製速度の速い印刷技術により配線パターンの形成を行う。配線パターンの形成は、先行して形成された描画パターン上に静電吸引型のインクジェット方式を用いて配線用材料の液滴を着弾させ、着弾した配線用材料が堆積する現象を用いる。

配線形成方法は、例えば、上記の（１）描画パターンを形成する工程、及び（２）配線パターンを形成する工程、さらに（３）配線パターンを転写し、必要に応じて配線パターンの厚みを増加させた後、配線パターンを焼成し、配線（導電回路）を形成する工程からなる。

以下、本発明に係る配線形成方法及び配線形成装置について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下に示す実施例の実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

［実施形態１］
（１−１）描画パターンを形成する工程
図１及び図２に基づき、基板上に描画パターンを形成し、原画板を製造する工程の一実施形態について説明する。
図１は原画板の上面図（Ａ）及び断面図（Ｂ）であり、図２は該原画板を製造する装置の構成を模式的に示す断面図である。

図１に示す原画板１０は、絶縁性材料からなる縦１００ｍｍ、横１５０ｍｍの基板１１上に、導電性材料からなる描画材料３２により所望の形状に描画されてなる描画パターン１２が形成されている。描画パターン１２の線幅は、例えば、太い部位で約１００μｍ、細い部位で約２０μｍであり、厚みは１μｍ以下である。

基板１１は絶縁性で誘電率の高い材料からなり、該材料としては、例えば、ガラスや高分子材料（プラスチック材料）等が挙げられる。本実施形態では、ポリイミド（体積抵抗率：１０^１６Ω・ｃｍ、誘電率：３．４）からなる基板の例を示す。
基板１１を絶縁性材料とすることにより、電位差の発生や電荷付与手段（コロナ放電等）により高電位雰囲気状態をつくると、電気伝導性の大きい導電性材料からなる描画パターン１２へ電気力線の密度を高め、電界を集中させることが出来る。

描画パターン１２を形成する描画材料３２としては、例えば、はんだペーストや、金属ナノ粒子を含むインク等が挙げられる。本実施形態では、粒径７ｎｍ程度の金ナノ粒子を水又は溶剤中に分散させた金ナノインクからなる描画材料３２の例を示す。

図２に示す装置は、基板１１を任意の速度で任意の位置に移動させるためのＸ方向（図の横方向）移動ステージ２１、及びＹ方向（図の奥行き方向）移動ステージ２２、並びに吐出ヘッド３０を移動させて基板１１に対する位置を調整するためのＺ方向移動ステージ２３を備える。

吐出ヘッド３０と原画板１０表面との間に電界を発生させる手段として高圧電源４２、所望の描画パターンに応じて電圧の値を変化させる手段として電圧制御装置４１を備える。電圧制御装置４１は、移動ステージ２１、２２を駆動させる制御装置（図示せず）と連動して電圧の値を変化させている。

静電吸引の吐出ヘッド３０は、描画材料３２の液滴を飛翔させるための部材であり、ガラス製のキャピラリー３６と、キャピラリー３６の内部に挿入された高圧電源４２からの導線４３を有し、絶縁体４４により保持されている。
インクタンク３１から、キャピラリー３６の内部に描画材料３２が供給される。
本実施形態の装置は、インクタンク３１から配線用材料を供給することにより、後述する配線パターンを形成する工程に用いることができる。

原画板を製造する工程において、描画パターン１２を形成する方法としては、圧電素子によるインクジェット方式、静電吸引型インクジェット方式、及び電子写真方式などの方法から適宜選択することができるが、本実施形態では、静電吸引型インクジェット方式による描画パターン形成の例を示す。
図２に示す描画材料３２を注入した吐出ヘッド３０に高電圧を印加し、吐出ヘッド３０と基板１１との間に電界を発生させ、電界中の静電吸引力により吐出ヘッド３０から描画材料３２を飛翔させ、基板１１に着弾させる。このとき、電圧制御装置４１からの電圧変動と、移動ステージ２１，２２の駆動を連動させ、ベクタースキャン方式による描画を行い、所望の描画パターン１２を形成する。

［実施形態２］
（１−２）描画パターンを形成する工程
図３及び図４に基づき、基板上に描画パターンを形成し、原画板を製造する工程の一実施形態について説明する。
図３は原画板の上面図（Ａ）及び断面図（Ｂ）であり、図４は該原画板を製造する装置の構成を模式的に示す断面図である。

図３に示す原画板１０は、導電性の基板１１上に、導電性材料からなる描画材料３２により所望の形状に描画されてなる描画パターン１２が形成され、描画パターン１２以外の領域は絶縁性材料である非描画材料からなる非描画部１３が形成されている。原画板１０の大きさ及び描画パターン１２の線幅は、実施形態１と同様である。

基板１１は、導電性の材料からなり、本実施形態では、ステンレスからなる基板の例を示す。
非描画部１３は、絶縁性で誘電率の高い材料からなることが好ましく、例えば、ガラスや高分子材料（プラスチック材料）等が挙げられる。本実施形態では、非描画材料として、紫外線硬化型のアクリル樹脂（体積抵抗率：１０^１５Ω・ｃｍ、誘電率：３．１）からなる非描画部の例を示す。
描画パターン１２を形成する描画材料３２としては、例えば、はんだペーストや、金属ナノ粒子を含むインク等が挙げられ、本実施形態では、実施形態１と同様、粒径７ｎｍ程度の金ナノ粒子を水又は溶剤中に分散させた金ナノインクの例を示す。

基板１１は導電性材料からなり、描画パターン１２と導通し、描画パターン１２以外の基板１１上の領域は絶縁性材料である非描画材料から形成された非描画部１３で構成されているため、電位差の発生や電荷付与手段（コロナ放電等）により高電位雰囲気状態をつくると、実施形態１の方法で製造した原画板よりもさらに描画パターン１２へ電気力線の密度を高め、電界を集中させることが出来る。

図４に示す装置は、図２の装置と同様に、基板１１を任意の速度で任意の位置に移動させるためのＸ方向（図の横方向）移動ステージ２１、及びＹ方向（図の奥行き方向）移動ステージ２２、並びに吐出ヘッド３０を移動させて基板１１に対する位置を調整するためのＺ方向移動ステージ２３を備える。

吐出ヘッド３０と原画板１０表面との間に電界を発生させる手段として高圧電源４２、所望の描画パターンに応じて電圧の値を変化させる手段として電圧制御装置４１を備え、電圧制御装置４１は、移動ステージ２１、２２を駆動させる制御装置（図示せず）と連動して電圧の値を変化させている。基板１１はアース（電位０）されている。

静電吸引の吐出ヘッド３０は、描画材料３２の液滴を飛翔させるための部材であり、ガラス製のキャピラリー３６と、キャピラリー３６の内部に挿入された高圧電源４２からの導線４３を有し、絶縁体４４により保持されている。
インクタンク３１から、キャピラリー３６の内部に描画材料３２が供給される。
本実施形態の装置は、インクタンク３１から配線用材料を供給することにより、後述する配線パターンを形成する工程に用いることができる。

原画板を製造する工程において、まず、基板１１上に液状の絶縁性材料（紫外線硬化型アクリル樹脂）３３を塗布する。塗布方法としては、スキージやスピンコート等の公知の方法が挙げられるが、本実施形態においてはスピンコートにより塗布を行う。塗布する厚みとしては、描画パターン１２と同じ厚みとすることが好ましく、例えば０．１〜５．０μｍとすることができる。
絶縁性材料３３を塗布した表面に、描画パターン１２を形成する。描画パターン１２を形成する方法としては、圧電素子によるインクジェット方式、静電吸引型インクジェット方式、及び電子写真方式などの方法から適宜選択することができるが、本実施形態では、静電吸引型インクジェット方式による描画パターン形成の例を示す。

図４に示す描画材料３２を注入した吐出ヘッド３０に高電圧を印加し、吐出ヘッド３０と基板１１との間に電界を発生させ、電界中の静電吸引力により吐出ヘッド３０から描画材料３２を飛翔させ、絶縁性材料３３を塗布した基板１１上に着弾させる。着弾した描画材料３２は、その慣性力、重力、及び静電吸引力により、液状の絶縁性材料３３を押しのけるようにして食い込んで基板１１と接触し、電気的に導通した描画パターン１２が形成される。次いで、紫外線を照射することにより絶縁性材料３３は硬化して、非描画部１３が形成される。
描画パターン１２は、実施形態１と同様、電圧制御装置４１からの電圧変動と、移動ステージ２１，２２の駆動を連動させ、ベクタースキャン方式により形成される。

［実施形態３］
（２−１）配線パターンを形成する工程
図５及び図６に基づき、複製される配線パターン（複製パターン）１４を形成する工程の一実施形態について説明する。
図５は配線パターン１４を形成する装置の概略の一例を示す断面図、図６は上面の模式図である。

図５に示す装置は、原画板１０を任意の速度で任意の位置に移動させるためのＸ方向（図の横方向）移動ステージ２１、及びＹ方向（図の奥行き方向）移動ステージ２２、並びに吐出ヘッド３０を移動させて原画板１０に対する位置を調整するためのＺ方向移動ステージ２３を備える。

吐出ヘッド３０と原画板１０との間に電界を発生させる手段として高圧電源４２、所望の描画パターンに応じて電圧の値を変化させる手段として電圧制御装置４１を備え、電圧制御装置４１は、移動ステージ２１、２２を駆動させる制御装置（図示せず）と連動して電圧の値を変化させている。基板１１はアース（電位０）されている。

静電吸引の吐出ヘッド３０は、配線用材料３４の液滴を飛翔させるための部材であり、ガラス製のキャピラリー３６と、キャピラリー３６の内部に挿入された高圧電源４２からの導線４３を有し、絶縁体４４により保持されている。
インクタンク３１から、キャピラリー３６の内部に配線用材料３４が供給される。
配線用材料３４としては、焼成工程を経て導電性を示す材料であればよく、例えば金、銀、銅等が挙げられ、本実施形態では、粒径７ｎｍ程度の銀ナノ粒子を水又は溶剤中に分散させた銀ナノインクの例を示す。

図６に示すように、キャピラリー３６は等間隔に複数配置されている。本実施形態では１０ｍｍ間隔で１０本×１２本配置された例を示している。キャピラリー３６の内径（直径）としては、１〜５０μｍであることが好ましく、本実施形態では内径３０μｍの例を示している。

また、キャピラリー３６の先端から配線用材料３４を吐出する対象である原画板１０表面との距離は１０ｍｍとしている。
キャピラリー３６から吐出された配線用材料３４の着弾時の厚みムラを抑制するために、吐出ヘッド３０を移動ステージ２１，２２の移動方向に対して任意の角度で設置することができる。

図５に示す配線形成装置は、吐出された配線用材料３４のうち、原画板１０上に着弾することなく空間に浮遊している液滴を回収するための集塵部材（集塵機）３５を備えている。集塵部材３５は、吐出ヘッド３０に印加される電圧と逆の電圧が印加され、静電気力により液滴を吸引回収する。集塵部材３５は、例えば、図５中に矢印で示すＸ移動方向における吐出ヘッドの移動方向の後方に取り付けられる。

配線パターンを形成する工程は、図５に示す装置の移動ステージ２１上に原画板１０（実施形態２の方法で製造したもの）を載置する。なお、描画パターン１２はアースされている。
配線用材料３４の飛翔状態及び着弾状態に応じてキャピラリー３６の間隔、吐出ヘッド３０の設置角度、吐出ヘッド３０と原画板１０との距離、印加する電圧、移動ステージの送り速度等の条件を調整する。具体的には、導電性の基板をリファレンスとして、着弾する液滴の重なりムラが小さくなるように調整する。ここでは、例えば、移動ステージ２１の送りを速度５０ｍｍ／秒、印加する電圧を１ｋＶとする。

調整した条件で装置を稼働させ、吐出ヘッド３０の配線用材料３４に電位差と電界集中を発生させ、帯電させる。
吐出ヘッド３０から配線用材料３４の液滴が原画板１０へ向かって飛翔すると、飛翔中に電荷の斥力により液滴がより細かく（例えば、直径が１μｍ以下に）分散するとともに、分散間隔は等間隔に近づく。原画板１０上の描画パターン１２はアースされているが、その周囲は誘電率の高い非描画部１３が存在するため、電気力線は、電気の通りやすい描画パターン１２上に集中する。これにより、配線用材料３４は電気力線に沿って飛翔し、描画パターン１２上に着弾する。
こうして、描画パターン１２上に配線用材料３４が堆積し、配線パターン１４が形成される。配線パターン１４は、次の工程で別の被転写基板に転写される。

本実施形態では、実施形態２で製造した原画板１０を用いて配線パターン１４を形成する例を示したが、実施形態１で製造した原画板１０を用いることもできる。ただし、実施形態１で製造した原画板１０は電界集中が小さいため、設定条件の範囲が小さくなる。具体的には、電圧の許容範囲が０．１ｋＶ程度と小さくなる傾向を有し、微調整を必要とする。

［実施形態４］
（２−２）配線パターンを形成する工程
図７及び図８に基づき、複製される配線パターン（複製パターン）１４を形成する工程の一実施形態について説明する。
図７は配線パターン１４を形成する装置の概略の一例を示す断面図、図８は上面の模式図である。

図７に示す装置は、原画板１０を任意の速度で任意の位置に移動させるためのＸ方向（図の横方向）移動ステージ２１、Ｙ方向（図の奥行き方向）移動ステージ２２、吐出ヘッド３０を移動させて原画板１０に対する位置を調整するためのＺ方向移動ステージ２３を備える。

また、基板に向けて放電を行い、基板を帯電させる放電装置４５を備える。放電装置４５は、例えば、図７中に矢印で示すＸ移動方向における吐出ヘッドの移動方向の前方に取り付けられる。放電装置４５から放電を発生させるための手段として高圧電源４２、放電を発生させるための電圧を制御する手段として電圧制御装置４１を備える。

吐出ヘッド３０は、インクタンク３１から供給された配線用材料３４を貯留するインク貯留部３８に針状電極４６が配置されており、配線用材料３４はノズル３７から吐出される。ノズル３７は、絶縁性材料（例えば、プラスチック等）からなる。
針状電極４６の先端は、ノズル３７からわずかに（約５μｍ以下）突出しており、この構造により、先端に接している配線用材料３４に電界集中を起こしやすくなっている。
ノズルの孔径は直径３０μｍ程度が好ましく、針状電極４６の先端径は１μｍ以下が好ましい。

図８に示すように、吐出ヘッド３０のノズル３７の孔部は等間隔に複数配置されており、本実施形態では、１ｍｍ間隔に１００個×１００列配置されている。
吐出ヘッド３０の先端から配線用材料３４を吐出する対象である原画板１０表面との距離は０．５ｍｍとしている。また、実施形態３と同様に、吐出された配線用材料３４の着弾時の厚みムラを抑制するために、吐出ヘッド３０を移動ステージ２１，２２の移動方向に対して任意の角度で設置することができる。

また、実施形態３の装置と同様、吐出された配線用材料３４のうち、原画板１０上に着弾することなく空間に浮遊している液滴を回収するための集塵部材３５を備えている。
配線用材料３４としては、焼成工程を経て導電性を示す材料であればよく、例えば金、銀、銅等が挙げられ、本実施形態では、粒径７ｎｍ程度の銀ナノ粒子を水又は溶剤中に分散させた銀ナノインクの例を示す。

本実施態様の配線パターン１４を形成する工程は、原画板１０をコロナ放電等の電界付与手段により高電位雰囲気にし、次いで、配線用材料３４の液が供給された吐出ヘッド３０を原画板１０に近づけ、電気伝導性が高い箇所、すなわち描画パターン１２上に配線用材料３４の液滴を飛翔させ、着弾させる方法による。

まず、図７に示す装置の移動ステージ２１上に原画板１０（実施形態１の方法で製造したもの）を載置する。
配線用材料３４の飛翔状態及び着弾状態に応じて放電条件、ノズル３７の間隔、吐出ヘッド３０と原画板１０との距離、印加する電圧、移動ステージの送り速度等の条件を調整する。ここでは、例えば、放電装置４５と原画板１０との間隔を０．５ｍｍ、電圧を１ｋＶ、移動ステージ２１の送り速度を２０ｍｍ／秒とする。

調整した条件で装置を稼働させることにより、放電装置４５から原画板１０に向かって電荷を持った粒子の流れであるイオンフローが発生する。
原画板上の描画パターン１２は導電性材料であり、その周囲は誘電率の高い非描画部１３が存在するため、電気力線は電気の通りやすい描画パターン１２上に集中し、電気力線に沿って描画パターン１２上にイオンがより多く着弾し、描画パターンが帯電する。
この状態で、吐出ヘッド３０を移動させることにより電界が発生し、電界の集中により吐出ヘッド３０から配線用材料３４の液滴が原画板１０へ向かって飛翔する。
針状電極４６の先端から飛翔した液滴は微細（直径１μｍ以下）である。この液滴が描画パターン１２上に着弾し、描画パターン１２上に配線用材料３４が堆積し、配線パターン１４が形成される。配線パターン１４は、次の工程で別の被転写基板に転写される。

描画パターン１２と着弾した配線用材料３４とは親和性が高いことが好ましく、具体的には接触角が９０°以下であることが好ましい。高い親和性を有することにより、配線用材料３４が描画パターン１２上で濡れ広がり、均一な厚みの配線パターンが得られる。
配線用材料３４に対する親和性を向上させるために、描画パターン１２にプラズマ処理や紫外線オゾン処理等を行ってもよい。

［実施形態５］
（３−１）配線を形成する工程
図９及び図１０に基づき、複製された配線パターン１４を転写して、被転写基板上に配線パターン（転写パターン）１５を形成する工程を含む配線形成方法の一実施形態について説明する。
図９は、配線形成装置における配線パターンの転写を行う機構の要部断面図であり、図１０は、転写された配線パターンを有する複製板の上面図（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。

複製板５０を構成する被転写基板５１は、原画板１０上に形成された配線パターン（複製パターン）１４が転写される基板であり、本実施形態ではポリイミドからなる基板である。

図９に示す機構は、被転写基板１５の支持と位置決めを行うとともに、無負荷状態では被転写基板に接触しないように保持する支持体５２、被転写基板１５の裏面から圧力を発生させて、原画板１０に圧接させて配線パターン１４を被転写基板に転写させる圧着ローラー５３を備える。圧着ローラー５３の表面はゴム製である。

図９に示す機構は、上記の実施形態１〜４に示した配線形成装置に組み込むことができる。また、配線形装置はさらに、転写された配線パターン１５を焼成して配線を形成するための加熱装置を備えることができる。

配線を形成する方法としては、まず、装置に上記実施形態３又は４で製造した配線パターン１４が形成された原画板１０を配置し、配線パターン１４に被転写基板５１の被転写面を接触しないように対向させて配置する。この状態で圧着ローラー５３を回転移動させ、原画板１０と被転写基板５１とを圧接させる。本実施形態において、圧着ローラー５３の移動速度は１００ｍｍ／秒である。
原画板上に形成された配線パターンを転写して他の基板上に配線パターンを形成する方法により、高速の連続作製が可能となる。

配線パターン１４は、配線用材料３４が流動性をもたない状態で被転写基板５１へ転写することが好ましい。ここで、流動性をもたない状態とは、自己流動しない程度の高い粘度を有する状態（例えば、１０ｗｔ％程度の溶媒が含まれた状態）を意味する。液状であれば濡れて被転写基板５１へ転写しやすく、粘度が高ければ圧接による変形量を最小限に抑制することができ、精細な転写パターン１５が得られる。

被転写基板５１に配線パターン（転写パターン）１５が形成された複製板５２を図１０に示す。複製板５２に対し、必要に応じて焼成工程を行うことにより、配線（導電回路）が形成される。焼成温度としては、１５０℃程度が好ましい。

［実施形態６］
（３−２）配線を形成する工程
図１１に基づき、複製された配線パターン１４を転写して、被転写基板上に配線パターン（転写パターン）１５を形成する工程を含む配線形成方法の一実施形態について説明する。
図１１は、配線形成装置における配線パターンの転写を行う機構の要部断面図である。

複製板５０を構成する被転写基板５１は、実施形態６と同様であり、ポリイミドからなる基板である。

図１１に示す機構は、原画板１０を矢印で示す方向に搬送するステージ（図示せず）と、被転写基板５１を矢印で示す方向に搬送するステージ（図示せず）とを備え、さらに原画板１０上の配線パターン１４を転写する中間転写体５４を備える。中間転写体５４に転写された配線パターン１４は、被転写基板５１に転写され、被転写基板上に配線パターン１５が形成される。

図１１に示す機構は、上記の実施形態１〜４に示した配線形成装置に組み込むことができる。また、配線形装置はさらに、転写された配線パターン１５を焼成して配線を形成するための加熱装置を備えることができる。

配線を形成する方法としては、まず、上記実施形態３又は４で製造した原画板１０を、配線パターン１４が中間転写体５４に対向するように前記ステージ上に配置する。原画板１０を搬送するステージを移動させ、中間転写体５４に向けて原画板１０を搬送する。ここで、原画板１０の搬送速度と中間転写体５４の回転速度は同期しており、本実施態様において、原画板１０を搬送する前記ステージの移動速度は１００ｍｍ／秒としている。
中間転写体５４に原画板１０を圧接させることにより、原画板１０上の配線パターン１４が中間転写体５４に転写される。

一方、被転写基板５１も同様に、被転写面が中間転写体５４に対向するように前記ステージ上に配置する。被転写基板５１を搬送する前記ステージを移動させ、中間転写体５４に向けて被転写基板５１を搬送する。被転写基板５１を搬送する前記ステージの移動速度は、原画板１０を搬送する前記ステージの移動速度と同じ１００ｍｍ／秒としている。
中間転写体５４と被転写基板５１とが圧接することにより、中間転写体５４上の配線パターン１４は、被転写基板５１に転写される。

本実施形態によれば、原画板１０上に形成された配線パターン１４を転写して他の基板上に配線パターンを形成する方法により、配線パターンの高速の連続作製が可能となるとともに、加工が困難な撓みの小さな基板上への配線形成を容易に行うことができる。

配線パターン１４は、配線用材料３４が流動性をもたない状態で被転写基板５１へ転写することが好ましい。ここで、流動性をもたない状態とは、自己流動しない程度の高い粘度を有する状態（例えば、１０ｗｔ％程度の溶媒が含まれた状態）を意味する。液状であれば濡れて被転写基板５１へ転写しやすく、粘度が高ければ圧接による変形量を最小限に抑制することができ、精細な転写パターン１５が得られる。

被転写基板５１に配線パターン（転写パターン）１５が形成された複製板５２に対し、必要に応じて焼成工程を行うことにより、配線（導電回路）が形成される。焼成温度としては、１５０℃程度が好ましい。

［実施形態７］
（３−３）配線を形成する工程
配線を形成する工程において、上記実施形態５または６の配線パターンの転写を行い、配線パターンを焼成して配線（導電回路）を形成する工程に加え、必要に応じて配線パターンの厚みを増加させる工程を行うことができる。

例えば、配線パターンを形成する工程、すなわち液状の配線用材料３４を吐出する吐出ヘッド３０と、配線パターン１５が形成された被転写基板５１からなる複製板５０との間に電位を発生させ、吐出ヘッド３０から飛翔させた配線用材料３４の液滴を、配線パターン１５上に着弾させ、配線パターンの厚みを増加させる工程を繰り返し行うことができる。
これにより、形成される配線の電気伝導性を向上させることができ、また配線の厚みを増すことによりフリップチップ等の接合が容易となる。
配線の厚みとしては、１〜４０μｍとすることができる。

１０ 原画板
１１ 基板
１２ 描画パターン
１３ 非描画部
１４ 配線パターン（複製パターン）
１５ 配線パターン（転写パターン）
２１ 移動ステージ（Ｘ方向移動ステージ）
２２ 移動シテージ（Ｙ方向移動ステージ）
２３ 移動ステージ（Ｚ方向移動ステージ）
３０ 吐出ヘッド
３１ インクタンク
３２ 描画材料
３３ 絶縁性材料（周辺材料）
３４ 配線用材料
３５ 集塵部材（集塵機）
３６ キャピラリー
３７ ノズル
３８ インク貯留部
４１ 電圧制御装置
４２ 高圧電源
４３ 導線
４４ 絶縁体
４５ 放電装置
４６ 針状電極
５０ 複製板
５１ 被転写基板
５２ 支持体
５３ 圧着ローラ
５４ 中間転写体

特開２０１１−１３４８７８号公報 特許第４７９８５５７号公報

Claims (10)

1. 描画材料により形成された描画パターンと、前記描画材料とは電気抵抗率の異なる非描画材料からなる非描画部とを基板上に有する原画板を形成する工程と、
   液状の配線用材料を吐出する吐出ヘッドと前記原画板との間に電位差を発生させ、前記吐出ヘッドから飛翔させた前記配線用材料の液滴を前記描画パターン上に着弾させて配線パターンを形成する工程を含むことを特徴とする配線形成方法。
2. 前記原画板を電荷付与手段により高電位に帯電させることにより、前記吐出ヘッドと前記原画板表面との間に電位差を発生させることを特徴とする請求項１に記載の配線形成方法。
3. 形成された前記配線パターンを、被転写基板上に転写する工程を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の配線形成方法。
4. 形成された前記配線パターンを、中間転写体に転写し、該中間転写体から被転写基板上に転写する工程を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の配線形成方法。
5. 液状の配線用材料を吐出する吐出ヘッドと前記配線パターンが転写された被転写基板との間に電位差を発生させ、前記吐出ヘッドから飛翔させた前記配線用材料の液滴を前記配線パターン上に着弾させ、配線パターンの厚みを増加させる工程をさらに含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の配線形成方法。
6. 前記原画板を構成する基板が絶縁性材料からなることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の配線形成方法。
7. 前記原画板を構成する基板が導電性材料からなり、該基板表面の前記描画パターン以外の領域に、絶縁性材料からなる非描画部が形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の配線形成方法。
8. 前記描画パターンは、液体状の前記配線用材料との接触角が９０°以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の配線形成方法。
9. 描画パターンおよび／または前記描画パターン上に配線パターンを形成する装置であって、
   吐出ヘッドと、電圧印加手段と、基板移動手段と、前記吐出ヘッド移動手段とを少なくとも備え、
   前記電圧印加手段により、液滴を吐出する吐出ヘッドと基板との間に電位差を発生させ、
   前記基板移動手段及び前記吐出ヘッド移動手段により、前記基板及び前記吐出ヘッドを所望の位置に移動させながら、前記吐出ヘッドから飛翔させた液滴を前記基板上に着弾させて描画パターンおよび／または前記描画パターン上に配線パターンを形成することを特徴とする配線形成装置。
10. 形成された配線パターンを基板に転写する手段をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の配線形成装置。