JP2015016444A - Drawing pattern formation method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drawing pattern formation method in which thick wiring can be formed and dispersion liquid can be desiccated in a short time without imparting harmful effect on liquid flying etc. and without deteriorating an electric characteristic of wiring etc.SOLUTION: A drawing pattern formation method is the drawing pattern formation method in which a drawing pattern constituted of very fine particles is formed on a substrate by making drawing on the substrate with the use of drawing materials including the very fine particles and dispersion liquid, and comprises a first step in which drawing is made by using the drawing materials on the substrate which is cooled in advance below the melting point of the dispersion liquid, a second step in which an absorption member which is cooled in advance below the melting point of the dispersion liquid is contacted to the drawing materials applied to the substrate, and a third step in which the temperature of the absorption member is raised at or above the melting point of the dispersion liquid so that the dispersion liquid is absorbed by the absorption member, and, thereafter, the absorption member is separated from the substrate.

Description

本発明は、微細粒子と分散液を含む描画材料をインクジェット装置等の描画装置により描画して描画パターンを形成する描画パターン形成方法に関する。   The present invention relates to a drawing pattern forming method in which a drawing material containing fine particles and a dispersion is drawn by a drawing apparatus such as an ink jet apparatus to form a drawing pattern.

従来、電気回路の配線はマスクを用いためっき及びエッチング工程を含む複製技術にて形成されてきた。これらの工程は、少なくとも、めっき工程、マスクの作製、フォトリソグラフィ、エッチング、洗浄、及び乾燥の工程が必要であり、工程数が多いために昨今の少量多品種な顧客ニーズに合わせることが困難になってきた。これらの従来技術に代わる技術として、金属ナノ粒子材料を用いインクジェット方式等による随時描画可能な技術が期待され開発が行われている。   Conventionally, wiring of an electric circuit has been formed by a replication technique including a plating and etching process using a mask. These processes require at least a plating process, mask production, photolithography, etching, cleaning, and drying processes. Because of the large number of processes, it is difficult to meet the needs of today's small variety of customers. It has become. As a technique replacing these conventional techniques, a technique capable of drawing at any time by an ink jet method using a metal nanoparticle material is expected and developed.

しかしながら、インクジェット方式では、金属ナノ粒子を分散液にて薄く希釈した低粘度のインクを使用する必要がある。このため、インクが濡れ広がり、コーヒーステイン現象(=膜厚の不均一性)あるいはバルジ効果(=液滴の不均一な濡れ広がり)が生じる、またはクラック等が発生し電気特性が低下するという問題がある。また、分散液を乾燥させる必要があるため、その乾燥時間が生産性向上、またはコスト低減を阻害する要因となっている。通常、金属ナノ粒子にて配線基板を製作する場合、基板上にインクを描画後、分散液を蒸発させ、残りの粒子を焼成して配線を形成する。   However, in the inkjet method, it is necessary to use a low-viscosity ink obtained by thinly diluting metal nanoparticles with a dispersion. As a result, the ink spreads and the coffee stain phenomenon (= film thickness non-uniformity) or the bulge effect (= non-uniform liquid droplet wetting and spreading) occurs, or cracks occur and the electrical characteristics deteriorate. There is. Further, since it is necessary to dry the dispersion, the drying time is a factor that hinders productivity improvement or cost reduction. Usually, when manufacturing a wiring board with metal nanoparticles, after drawing ink on the board, the dispersion is evaporated and the remaining particles are baked to form the wiring.

ここで、比較のため画像形成用途について簡単に説明する。画像形成用途の場合、通常、記録媒体は、液が浸透する紙等の材料からなり、インクの溶媒または分散液は紙に吸収され、色素成分が紙表面に残る。その後、インク表面または記録用紙裏面から分散液を乾燥させる。OHP用紙等の非浸透基板の使用においても、OHP用紙の表面には受容層と呼ばれる分散液を浸透するような表面処理が施されており、それを介して分散液を乾燥させる。   Here, an image forming application will be briefly described for comparison. In the case of image formation, the recording medium is usually made of a material such as paper into which the liquid permeates, the ink solvent or dispersion is absorbed by the paper, and the dye component remains on the paper surface. Thereafter, the dispersion is dried from the ink surface or the recording paper back surface. Even in the use of a non-penetrating substrate such as OHP paper, the surface of the OHP paper is subjected to a surface treatment so as to penetrate a dispersion called a receiving layer, and the dispersion is dried through the surface treatment.

しかしながら、金属ナノ粒子をインクジェット等の方式で描画する配線基板等の製作においては、その基板がインクの非浸透材料で構成される。よって、描画直後のインクは未乾燥状態であり、その乾燥には分散液を蒸発させる必要がある。より早く分散液を蒸発させて乾燥させるには、加熱乾燥させるのが一般的である。但し、分散液の沸点以上に温度を上げると、乾燥後の粒子間にボイドやクラックが生じ、電気特性が低下するので、沸点以下での加熱乾燥を余儀なくされる。   However, in the production of a wiring board or the like on which metal nanoparticles are drawn by a method such as inkjet, the board is made of an ink non-penetrating material. Therefore, the ink immediately after drawing is in an undried state, and it is necessary to evaporate the dispersion for drying. In order to evaporate and dry the dispersion earlier, it is common to heat dry. However, if the temperature is raised above the boiling point of the dispersion, voids and cracks are generated between the dried particles, and the electrical characteristics are lowered, so that heating and drying at the boiling point or less are unavoidable.

なお、沸点が低い分散液を使用した場合は、インクジェットノズル側が直ぐに乾燥してしまい、ノズルに金属ナノ粒子が析出し描画に影響与えるので、使用されることは少ない。加熱温度が高い場合は、液滴が着弾する前に乾燥するためにミストが発生してしまう不具合が生じる。また、相対的にノズル部の温度が低いため、気化した分散液がノズルに結露してしまうため飛翔速度や方向に悪影響を与える。よって、インクの吐出に影響を与えない適度な温度が必要となり、結果として、乾燥時間が5〜10分の長時間となる問題がある。乾燥時間が長くなることにより生産効率が上がらず、コスト削減を実現することが難しい。   In addition, when the dispersion liquid with a low boiling point is used, since the inkjet nozzle side will dry immediately and a metal nanoparticle will precipitate on a nozzle and will affect drawing, it is rarely used. When the heating temperature is high, there is a problem that mist is generated because the droplets are dried before landing. In addition, since the temperature of the nozzle portion is relatively low, the vaporized dispersion liquid is condensed on the nozzle, which adversely affects the flight speed and direction. Therefore, an appropriate temperature that does not affect the ink ejection is required, and as a result, there is a problem that the drying time becomes a long time of 5 to 10 minutes. Prolonged drying time does not increase production efficiency and it is difficult to realize cost reduction.

特許文献1においては、金属インク組成物を反復して積層することにより金属配線を形成する方法において、乾燥剤を添加したインク組成物を用いることが開示されている。これにより、乾燥速度を調整して、金属配線にクラックが発生するのを防止し、線幅の均一化を向上させることができることが記載されている。しかし、乾燥速度を短縮して生産効率を上げるものではない。   In Patent Document 1, it is disclosed that an ink composition to which a desiccant is added is used in a method of forming a metal wiring by repeatedly laminating a metal ink composition. Thus, it is described that the drying rate can be adjusted to prevent cracks in the metal wiring and to improve the uniformity of the line width. However, it does not shorten the drying rate and increase the production efficiency.

また、特許文献2においては、形状の異なる金属ナノ粒子及び/又は金属酸化物ナノ粒子を含むインクを着弾させた直後にレーザー光を照射して、微小径の粒子と肥大化した粒子を混在させる回路基板の製造方法が開示されている。これにより、低抵抗かつ微細な配線パターンを得ることが記載されている。しかし、この方法は分散液を極力乾燥させないようにしているため、乾燥時間短縮の解決策にはならない。   Moreover, in patent document 2, laser light is irradiated immediately after landing the ink containing the metal nanoparticle and / or metal oxide nanoparticle from which a shape differs, and a micro diameter particle and the enlarged particle are mixed. A circuit board manufacturing method is disclosed. Thus, it is described that a low resistance and fine wiring pattern is obtained. However, this method is not a solution for shortening the drying time because the dispersion is prevented from being dried as much as possible.

また、特許文献3においては、基板上にインクの受容層を備えて導電パターンを形成する場合の受容層の塗工液の組成について開示されている。これにより、導電パターンと基板の密着を向上させることが可能であることが記載されている。しかし、毎回、基板上に受容層を作製する時間が必要であり、乾燥時間の短縮には至らない。
なお、あらかじめ、受容層がある基板にて分散液を吸収させる方法があるが、この方法では、配線パターンを一層のみ形成する場合には有効であるが、配線パターンの多層化には適さない。
Patent Document 3 discloses the composition of the coating liquid for the receiving layer in the case where an ink receiving layer is provided on the substrate to form a conductive pattern. Thus, it is described that the adhesion between the conductive pattern and the substrate can be improved. However, it takes time to produce the receiving layer on the substrate each time, and the drying time is not shortened.
Although there is a method of absorbing the dispersion liquid in advance on a substrate having a receiving layer, this method is effective when only one wiring pattern is formed, but is not suitable for multilayering of wiring patterns.

また、描画によるパターン形成方法ではないが、特許文献4においては、シリコーン組成物の架橋状態を調整して、分散液および微細粒子の透過状態を制御する方法を用いて、パターンが表出されたシリコーン組成物からなる透過膜を作製し、該透過膜から金属ナノ粒子溶液をにじみ出させて基板上にパターンを転写する方法が開示されている。しかし、この方法においても、乾燥時間の短縮についての提案がされていない。   Moreover, although it is not a pattern formation method by drawing, in patent document 4, the pattern was expressed using the method of adjusting the bridge | crosslinking state of a silicone composition and controlling the permeation | transmission state of a dispersion liquid and a fine particle. A method is disclosed in which a permeable membrane made of a silicone composition is prepared, a metal nanoparticle solution is oozed from the permeable membrane, and a pattern is transferred onto a substrate. However, even in this method, no proposal for shortening the drying time has been made.

また、金属ナノ粒子を用いた電気回路の配線の他の課題として、配線の肉厚化が挙げられる。金属ナノ粒子を用いた電気回路の配線の電気抵抗は、めっきにより製造される金属配線より1桁〜2桁程度抵抗値が高くなるという問題がある。抵抗値を下げるため、配線幅を広げることが考えられるが、他配線との接触を考慮すると限界がある。そのため、配線の肉厚化が必要となるが、前述の従来技術ではその課題の解決には至っていない。   Another problem with wiring of electric circuits using metal nanoparticles is increasing the thickness of the wiring. The electric resistance of the wiring of the electric circuit using the metal nanoparticles has a problem that the resistance value is higher by about one to two digits than the metal wiring manufactured by plating. In order to lower the resistance value, it is conceivable to widen the wiring width, but there is a limit when considering contact with other wiring. For this reason, it is necessary to increase the thickness of the wiring, but the above-described conventional technology has not yet solved the problem.

特許文献5に、金属配線とは異なるが、肉厚化に関する発明が記載されている。これは、バイオチップ等の生体試料を、基板上に、均一な膜厚にして固定することを目的とするものである。生体試料の凝固点以下に冷却された基板上に生体試料をノズルから吐出し基板上に着弾とともに生体試料を冷却固化させ、真空凍結乾燥させる方法である。しかしながら、真空凍結乾燥させるには、非常に時間(数時間)がかかる点と、形状を保ったまま水分のみが蒸発するために生体試料に空隙が生じてしまう点が課題である。特に、金属配線ではその空隙が抵抗値を高めてしまう欠点がある。   Patent Document 5 describes an invention relating to thickening, which is different from metal wiring. This is intended to fix a biological sample such as a biochip with a uniform film thickness on a substrate. This is a method in which a biological sample is discharged from a nozzle onto a substrate cooled below the freezing point of the biological sample, and the biological sample is cooled and solidified along with landing on the substrate, followed by vacuum freeze drying. However, there are problems in that it takes a very long time (several hours) to freeze-dry in vacuum and that a void is generated in the biological sample because only moisture evaporates while maintaining the shape. In particular, the metal wiring has a drawback that the gap increases the resistance value.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、例えばインクジェット方式等により、インクを飛翔させながら電気回路の配線を描画する描画パターン形成方法において、インクの飛翔等に悪影響を与えず、また、配線の電気特性を劣化させること無く、肉厚な配線を形成し、かつ短時間で分散液を乾燥させることが可能な描画パターン形成方法を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above circumstances. For example, in a drawing pattern forming method for drawing wiring of an electric circuit while flying ink by an inkjet method or the like, there is no adverse effect on the flying of the ink. An object of the present invention is to provide a drawing pattern forming method capable of forming a thick wiring and drying a dispersion in a short time without deteriorating the electrical characteristics of the wiring.

本発明は、上記課題を解決し目的を達成するために、基板上に、微細粒子と分散液とを含む描画材料を描画し、前記基板上に前記微細粒子からなる描画パターンを形成する描画パターン形成方法であって、
予め前記分散液の融点未満に冷却した前記基板上に前記描画材料を描画する第1の工程と、
予め前記分散液の融点未満に冷却した吸収部材を、前記基板上に描画された描画材料に接触させる第2の工程と、
前記吸収部材の温度を前記分散液の融点以上に昇温し、前記分散液を前記吸収部材に吸収させた後、前記基板から前記吸収部材を離間させる第3の工程と、を備えることを特徴とするものである。
In order to solve the above problems and achieve the object, the present invention draws a drawing material containing fine particles and a dispersion on a substrate, and forms a drawing pattern made of the fine particles on the substrate. A forming method comprising:
A first step of drawing the drawing material on the substrate previously cooled to below the melting point of the dispersion;
A second step of bringing the absorbing member cooled in advance to a temperature lower than the melting point of the dispersion into contact with the drawing material drawn on the substrate;
And a third step of separating the absorbing member from the substrate after the temperature of the absorbing member is raised to the melting point of the dispersion or higher and the dispersion is absorbed by the absorbing member. It is what.

本発明の描画パターン形成方法によれば、予め分散液の融点未満に冷却した基板上に描画材料を描画するので、描画材料の濡れ広がりを防止して肉厚の描画パターンを形成することができる。また、融点未満に冷却した吸収部材を基板上の描画パターンに接触させた状態で、吸収部材の温度を融点以上に昇温して分散液を吸収するので、基板上に描画されたパターンの濡れ広がりを防止して厚さを維持しつつ、乾燥時間を短縮することができる。   According to the drawing pattern forming method of the present invention, since the drawing material is drawn on the substrate that has been cooled to below the melting point of the dispersion in advance, it is possible to prevent the drawing material from spreading and form a thick drawing pattern. . Also, with the absorbing member cooled below the melting point in contact with the drawing pattern on the substrate, the temperature of the absorbing member is raised to the melting point or higher to absorb the dispersion, so that the pattern drawn on the substrate gets wet. The drying time can be shortened while preventing the spread and maintaining the thickness.

描画パターン形成方法の一実施形態の第1の工程を示す概略図である。It is the schematic which shows the 1st process of one Embodiment of the drawing pattern formation method. 描画材料の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of drawing material. 描画パターン形成方法の一実施形態の第2の工程を示す概略図である。It is the schematic which shows the 2nd process of one Embodiment of the drawing pattern formation method. 描画パターン形成方法の一実施形態の第3の工程を示す概略図である。It is the schematic which shows the 3rd process of one Embodiment of the drawing pattern formation method.

以下、本発明の描画パターン形成方法について説明する。
本発明の描画パターン形成方法は、基板上に、微細粒子と分散液とを含む描画材料を描画し、前記基板上に前記微細粒子からなる描画パターンを形成する描画パターン形成方法であって、
予め前記分散液の融点未満に冷却した前記基板上に前記描画材料を描画する第1の工程と、
予め前記分散液の融点未満に冷却した吸収部材を、前記基板上に描画された描画材料に接触させる第2の工程と、
前記吸収部材の温度を前記分散液の融点以上に昇温し、前記分散液を前記吸収部材に吸収させた後、前記基板から前記吸収部材を離間させる第3の工程と、を備え、前記分散液を前記吸収部材に吸収させて、前記基板上に前記微細粒子を残留させるものである。
The drawing pattern forming method of the present invention will be described below.
The drawing pattern forming method of the present invention is a drawing pattern forming method for drawing a drawing material containing fine particles and a dispersion on a substrate, and forming a drawing pattern comprising the fine particles on the substrate,
A first step of drawing the drawing material on the substrate previously cooled to below the melting point of the dispersion;
A second step of bringing the absorbing member cooled in advance to a temperature lower than the melting point of the dispersion into contact with the drawing material drawn on the substrate;
And a third step of separating the absorbing member from the substrate after the temperature of the absorbing member is raised to the melting point of the dispersion or higher and the dispersion is absorbed by the absorbing member. The liquid is absorbed by the absorbing member, and the fine particles remain on the substrate.

上記第1の工程および第2の工程における、「融点未満」の温度は、融点未満から該融点より10℃低い温度までの範囲が好ましい。融点より10℃を超えて低い場合は、一部液体で存在する分散液が吸収部材に吸収され、吸収部材内で凝固(凍結)するため、吸収部材の弾性力が失われ、基板上の描画パターンが剥がれる等の悪影響が出てくるためである。   The temperature of “below the melting point” in the first step and the second step is preferably in the range from less than the melting point to a temperature 10 ° C. lower than the melting point. When the temperature is lower than the melting point by more than 10 ° C., the dispersion liquid partially existing in the liquid is absorbed by the absorbing member and solidifies (freezes) in the absorbing member, so that the elastic force of the absorbing member is lost and drawing on the substrate is performed. This is because adverse effects such as peeling of the pattern come out.

また、上記第3の工程における、「融点以上」の温度は、「融点から1℃高い温度までの範囲が好ましい。基板上の描画材料の分散液が完全に溶解しており吸収部材での吸収が十分可能な温度であることが好ましい。あまりに高くすると、基板上の描画パターンが濡れ広がり、パターンの厚膜化を実現することができない。また、沸点近くまで高くすると、基板上の描画材料の分散液が沸騰し、クラック等が生じてパターンの膜質が悪くなるので好ましくない。   Further, in the third step, the temperature “above the melting point” is preferably “a range from the melting point to a temperature higher by 1 ° C. The drawing material dispersion on the substrate is completely dissolved and is absorbed by the absorbing member. If the temperature is too high, the drawing pattern on the substrate spreads out and the film cannot be thickened. This is not preferable because the dispersion liquid boils, cracks and the like occur and the film quality of the pattern deteriorates.

―基板―
基板としては、分散液が浸透しない材料からなるものであればよく、高分子樹脂基板、セラミックス基板、半導体シリコン基板、金属基板、ガラス基板等を挙げることができる。高分子樹脂基板としては、例えばポリイミド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、アセタール樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、セルロース樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂等を挙げることができる。
また、セラミックス基板としては、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、ホウ化ジルコニウム、チタン酸アルミニウム、シリカ、アルミナ等を挙げることができる。
-substrate-
The substrate is not particularly limited as long as it is made of a material that does not allow the dispersion to penetrate, and examples thereof include a polymer resin substrate, a ceramic substrate, a semiconductor silicon substrate, a metal substrate, and a glass substrate. Examples of the polymer resin substrate include polyimide resin, phenol resin, melamine resin, polyolefin resin, polyamide resin, polyester resin, acrylic resin, acetal resin, polyether sulfone resin, cellulose resin, polyethylene terephthalate resin, polycarbonate resin, and the like. Can do.
Examples of the ceramic substrate include silicon carbide, silicon nitride, aluminum nitride, zirconium boride, aluminum titanate, silica, and alumina.

微細粒子とは、微細粒子はナノメートルオーダーの粒子を示す。例えば、平均粒径100nm以下の粒子を示す。微細粒子の低温焼成やインクジェットによる吐出のしやすさを考慮すると、実用的には5〜20nmの範囲である。ナノ銀粒子(平均粒径12nm)、ナノ金粒子、ナノ白金粒子、ナノアルミニウム粒子、ナノタングステン粒子、ナノ銅粒子等を用いることができる。   With a fine particle, a fine particle shows a particle | grain of nanometer order. For example, particles having an average particle size of 100 nm or less are shown. Considering ease of low-temperature firing of fine particles and ink jetting, the practical range is 5 to 20 nm. Nano silver particles (average particle size 12 nm), nano gold particles, nano platinum particles, nano aluminum particles, nano tungsten particles, nano copper particles, and the like can be used.

また、導電性微細粒子に限らず、非導電性の微細粒子も本発明に用いることが可能である。例えば、無機顔料、有機顔料、あるいはセラミックス等の微細粒子を挙げることができる。無機顔料としては、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化クロム、鉄黒、コバルトブルー等を挙げることができる。また、有機顔料としては、アゾ系顔料、フタロシアニン顔料等を挙げることができる。また、セラミックスとしては、アルミナ、ジルコニア等を挙げることができる。   Further, not only conductive fine particles but also nonconductive fine particles can be used in the present invention. Examples thereof include fine particles such as inorganic pigments, organic pigments, and ceramics. Examples of inorganic pigments include titanium dioxide, zinc oxide, iron oxide, chromium oxide, iron black, and cobalt blue. Examples of organic pigments include azo pigments and phthalocyanine pigments. Examples of ceramics include alumina and zirconia.

―分散液―
なお、分散液は微細粒子が分散されれば良く、SP値が吸収部材のSP値に近い値が望ましい。有機溶剤系であればテトラデカン、シキロヘキサン、四塩化炭素、トルエン、ベンゼン、メチルエチルケトン等を用いることができる。特に融点が室温に近いアルカンのテトラデカン(沸点254℃、融点5.9℃)、ペンタデカン(沸点268〜270℃、融点9.9℃)、ヘキサデカン(沸点287℃、融点18℃)、ヘプタデカン(沸点302℃、融点21℃)などが設備環境等を考慮すると非常に好ましい。
―Dispersion―
In addition, the dispersion liquid should just disperse | distribute a fine particle, and the value whose SP value is near the SP value of an absorption member is desirable. In the case of an organic solvent system, tetradecane, cyclohexane, carbon tetrachloride, toluene, benzene, methyl ethyl ketone and the like can be used. In particular, alkane tetradecane (boiling point 254 ° C., melting point 5.9 ° C.), pentadecane (boiling point 268-270 ° C., melting point 9.9 ° C.), hexadecane (boiling point 287 ° C., melting point 18 ° C.), heptadecane (boiling point). 302 ° C., melting point 21 ° C.) and the like are very preferable considering the equipment environment.

―吸収部材―
吸収部材は、分散液(インク)を吸収する材料からなるものであり、膨潤度が高いゴム系が望ましく、シリコーンゴム、天然ゴム、他のポリマー、有機高分子多孔質体等を用いることもできる。有機高分子多孔質体としては、例えば、ポリエステル多孔質体、ポリカーボネート多孔質体、ポリウレタン多孔質体等を挙げることができる。
水系の溶剤であれば、吸収部材としては、紙おむつ等に使用されるような水分吸収率の高い高分子吸収ポリマー、例えば、ポリアクリル酸ナトリウム等のポリアクリル酸塩、デンプン−ポリアクリロニトリル加水分解物、デンプン−ポリアクリロニトリル酢酸架橋物、架橋カルボキシメチルセルロース、酢酸ビニル−アクリル酸メチル共重合体ケン化物等が望ましい。
-Absorbing member-
The absorbing member is made of a material that absorbs the dispersion (ink), and is preferably a rubber system having a high degree of swelling. Silicone rubber, natural rubber, other polymers, organic polymer porous bodies, and the like can also be used. . Examples of the organic polymer porous material include a polyester porous material, a polycarbonate porous material, and a polyurethane porous material.
If it is a water-based solvent, the absorbent member may be a polymer absorbent polymer having a high water absorption rate such as used in paper diapers, for example, polyacrylates such as sodium polyacrylate, starch-polyacrylonitrile hydrolysate Starch-polyacrylonitrile acetic acid cross-linked product, cross-linked carboxymethyl cellulose, vinyl acetate-methyl acrylate copolymer saponified product and the like are desirable.

吸収部材は、分散液の溶解パラメーターと近い溶解パラメーター(SP値)を有することが望ましい。分散液の溶解パラメーターと±2以内、さらには、±1以内の範囲で近似していることが望ましい。吸収部材のSP値が、分散液のSP値と近いと、分散液の吸収部材への膨潤速度や量が大きくなる。シリコーンゴム(SP値8近傍)の場合は、分散液としてn−オクタン、シクロヘキサン、四塩化炭素、トルエン、ベンゼン等はSP値が近似しており、望ましい。   The absorbent member preferably has a solubility parameter (SP value) close to that of the dispersion. It is desirable to approximate the dispersion parameter of the dispersion within a range of ± 2 or even within a range of ± 1. When the SP value of the absorbent member is close to the SP value of the dispersion, the swelling speed and amount of the dispersion into the absorbent member increase. In the case of silicone rubber (near SP value 8), n-octane, cyclohexane, carbon tetrachloride, toluene, benzene, and the like as dispersions are desirable because they have similar SP values.

吸収部材は、微細粒子との濡れ性を低くして、基板から吸収部材を剥離することを容易にし、微細粒子のみを良好に残留させるために、高い表面張力を有することが望ましい。吸収部材の表面張力は基板より大きいことが望ましい。
吸収部材の厚さは、吸収部材の種類、分散液の種類、及びパターニング形状等によって適宜選択可能である。
It is desirable that the absorbent member has a high surface tension in order to reduce wettability with the fine particles, facilitate peeling of the absorbent member from the substrate, and leave only fine particles satisfactorily. The surface tension of the absorbing member is preferably larger than the substrate.
The thickness of the absorbing member can be appropriately selected depending on the type of absorbing member, the type of dispersion, the patterning shape, and the like.

吸収部材の空隙は、分散液は透過させるが、微細粒子を透過させない大きさである。シリコーンゴムの空隙の大きさは、統計的に2nm以下である。吸収部材の空隙の大きさとして、微細粒子の大きさから、例えば、有機高分子では100nm以下の範囲が望ましく、さらには5nm以下の範囲がさらに望ましい。   The voids of the absorbing member are sized so as to allow the dispersion liquid to pass therethrough but not allow fine particles to pass therethrough. The size of the voids in the silicone rubber is statistically 2 nm or less. From the size of the fine particles, for example, the organic polymer preferably has a range of 100 nm or less, and more preferably 5 nm or less, as the size of the gap of the absorbing member.

有機高分子の場合、この大きさは、架橋構造の網目の大きさによって決まる。この網目の大きさは、モノマーの分子量あるいは構造、架橋構造、または重合度を調節することによって制御することができる。またさらには、上記のような架橋構造等による制御を行うことによって、所望の溶解パラメーターや膨潤度を得ることも可能である。微細粒子はナノメートルオーダーであるが、分散液は、その大きさはオングストローム(0.1ナノメートル)オーダーであるので、その大きさの違いを利用して、分散液を分離することが可能である。   In the case of organic polymers, this size is determined by the size of the network of the crosslinked structure. The size of the network can be controlled by adjusting the molecular weight or structure of the monomer, the crosslinked structure, or the degree of polymerization. Furthermore, it is also possible to obtain a desired solubility parameter and swelling degree by performing control based on the crosslinked structure as described above. Although the fine particles are on the order of nanometers, the size of the dispersion is on the order of angstroms (0.1 nanometer), so it is possible to separate the dispersion using the difference in size. is there.

以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない限りこれらの実施例を適宜改変したものも本発明の範囲内である。
本発明の実施例である、基板上に電気回路を描画する方法について、図1から図4を参照して、工程毎に説明する。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not limited to these Examples at all. Any appropriate modification of these embodiments is within the scope of the present invention without departing from the gist of the present invention.
A method of drawing an electric circuit on a substrate, which is an embodiment of the present invention, will be described step by step with reference to FIGS.

[第1の工程]
図1に本発明の描画パターン形成方法の第1の工程の概略図を示す。
―移動ステージ11―
移動ステージ11は、描画パターンを形成する際に、基板14を吐出装置16と相対的に移動させる。また、第2の工程および第3の工程の乾燥装置への基板14の移動も担う。移動ステージ11は移動制御手段(不図示)により制御されている。
[First step]
FIG. 1 shows a schematic diagram of the first step of the drawing pattern forming method of the present invention.
-Movement stage 11-
The moving stage 11 moves the substrate 14 relative to the ejection device 16 when forming a drawing pattern. In addition, the substrate 14 is also transferred to the drying apparatus in the second step and the third step. The moving stage 11 is controlled by movement control means (not shown).

―温度調整板12―
温度調整板12は、基板14の温度を調整する装置である。温度調整板12の内部には配管13が設けられており、該配管13内を冷却装置(不図示)により冷却された液媒体が循環することにより基板14の温度が調整される。本実施例では、温度調整板12は銅からなり、配管13の内部には、エチレングリコールが循環している。
―基板14―
描画により電気回路を形成する基板である。本実施例では、厚み1mmのガラスを用いた。
-Temperature adjustment plate 12-
The temperature adjustment plate 12 is a device that adjusts the temperature of the substrate 14. A pipe 13 is provided inside the temperature adjustment plate 12, and the temperature of the substrate 14 is adjusted by circulating a liquid medium cooled by a cooling device (not shown) in the pipe 13. In this embodiment, the temperature adjustment plate 12 is made of copper, and ethylene glycol circulates inside the pipe 13.
―Substrate 14―
A substrate on which an electric circuit is formed by drawing. In this example, glass having a thickness of 1 mm was used.

―描画材料(インク)15―
電気回路を形成する材料である。本実施例では、図2に示すように、微細粒子(ナノメタル粒子)と分散液とからなるインクを用いた。インクは、ハリマ化成製のNSP−Jを使用した。微細粒子15aはナノ銀粒子(平均粒径12nm)65RH%、分散液15bはテトラデカン(沸点254℃、融点5.9℃、SP値7.7)である。
―吐出装置16―
描画材料を吐出するピエゾ方式のインクジェットヘッドを備え、該インクジェットヘッドにより基板上に描画材料を着弾させる装置である。
-Drawing material (ink) 15-
It is a material that forms an electric circuit. In this example, as shown in FIG. 2, ink composed of fine particles (nanometal particles) and a dispersion was used. The ink used was NSP-J manufactured by Harima Chemicals. The fine particles 15a are nano silver particles (average particle size 12 nm) 65RH%, and the dispersion 15b is tetradecane (boiling point 254 ° C., melting point 5.9 ° C., SP value 7.7).
―Discharge device 16―
The apparatus includes a piezo-type inkjet head that discharges a drawing material, and deposits the drawing material on a substrate by the inkjet head.

―動作―
(1)温度調整板12を0℃に設定することで基板14を冷却する。
(2)移動ステージ11はステージ速度50mm/sに設定する。
(3)吐出装置16内の描画材料15の温度は22℃である。この状態で移動ステージ11を移動させながら、吐出装置16で1kHzの周波数にて描画材料15を基板14上に吐出させて、描画パターンを形成した。
―Operation―
(1) The substrate 14 is cooled by setting the temperature adjustment plate 12 to 0 ° C.
(2) The moving stage 11 is set to a stage speed of 50 mm / s.
(3) The temperature of the drawing material 15 in the discharge device 16 is 22 ° C. While moving the moving stage 11 in this state, the drawing material 15 was discharged onto the substrate 14 at a frequency of 1 kHz by the discharge device 16 to form a drawing pattern.

なお、製造環境は、結露を抑制するために雰囲気温度10℃、湿度5RH%とした。少なくとも第1の工程および第2の工程は低湿度の環境下にて行う。これにより、空気中の水分の結露が発生せず、描画パターンを形成することができる。結露すると、基板14と描画材料15の間に水または氷の層ができ、密着力が低下し描画パターンが剥がれてしまうからである。
上記のように形成した描画パターンの着弾時の描画パターン幅は50μm程度であり、高さは13μm程度であった。
なお、上記「低湿度」とは、10RH%以下が好ましい。10RH%を超えると、結露が生じやすくなるため好ましくない。
また、基板14の温度は、分散液14bがテトラデカンの場合は融点未満から融点より10℃低い温度までの範囲が好ましい。
The manufacturing environment was set to an atmospheric temperature of 10 ° C. and a humidity of 5 RH% in order to suppress condensation. At least the first step and the second step are performed in a low humidity environment. Thereby, the dew condensation of the water | moisture content in air does not generate | occur | produce, but a drawing pattern can be formed. This is because condensation forms a water or ice layer between the substrate 14 and the drawing material 15, which decreases the adhesion and peels off the drawing pattern.
The drawing pattern width at the time of landing of the drawing pattern formed as described above was about 50 μm and the height was about 13 μm.
The “low humidity” is preferably 10 RH% or less. If it exceeds 10 RH%, condensation tends to occur, which is not preferable.
Further, the temperature of the substrate 14 is preferably in the range from less than the melting point to 10 ° C. lower than the melting point when the dispersion 14b is tetradecane.

比較のため、上記と同様の方法により室温(22℃)で描画した場合は、描画パターン幅は300μm程度に濡れ広がり、その時の高さは測定困難であった。また、温度調整板を4℃に設定した場合は、描画材料の基板への着弾後約1秒後に描画材料が固化した。着弾時の描画材料は液状であるため、その時の描画パターンは室温(22℃)の時と同じく濡れ広がった状態であった。着弾時の描画材料の挙動は何れも高速度カメラにて撮影を行った。また、温度調整板12の温度を0℃、ステージ速度を0にして、10滴吐出したときの描画材料の高さは100μmであった。重ねるにつれて一滴の高さは少しずつ小さくなる傾向であった。   For comparison, when drawing was performed at room temperature (22 ° C.) by the same method as described above, the drawing pattern width spread to about 300 μm, and the height at that time was difficult to measure. When the temperature adjusting plate was set to 4 ° C., the drawing material solidified about 1 second after the landing of the drawing material on the substrate. Since the drawing material at the time of landing was in a liquid state, the drawing pattern at that time was in a wet and spread state as at room temperature (22 ° C.). The behavior of the drawing material at the time of landing was taken with a high-speed camera. Further, the height of the drawing material when the temperature adjustment plate 12 was discharged at a temperature of 0 ° C. and the stage speed was 0 was 10 μm. The height of each drop tended to decrease little by little as they overlapped.

このように、描画材料の融点未満の基板上に吐出した場合、描画材料が着弾したと同時に1/4程に潰れながらも盛り上がった状態で描画され、また、描画材料上に積み重ねていくことができる。
吐出装置内の描画材料の温度および基板温度を下げることで更に着弾時の描画パターンの高さを高くすることができる。
本実施例では一層のみの描画パターンについて説明したが、複数回描画材料を吐出して、積層した描画パターンを形成しても良い。描画材料を複数層に重ね書きした後に、第2の工程、第3の工程を行うことで、更なる描画材料の肉厚化が可能である。また、第2の工程、及び第3の工程が一回で済むので、時間短縮が可能である。
As described above, when discharged onto a substrate having a melting point lower than that of the drawing material, the drawing material is drawn while being crushed to about 1/4 at the same time as being landed, and can be stacked on the drawing material. it can.
By lowering the temperature of the drawing material in the discharge device and the substrate temperature, the height of the drawing pattern upon landing can be further increased.
In this embodiment, the drawing pattern of only one layer has been described. However, a drawing pattern may be formed by discharging a drawing material a plurality of times. After the drawing material is overwritten in a plurality of layers, the thickness of the drawing material can be further increased by performing the second step and the third step. In addition, since the second step and the third step are performed only once, the time can be reduced.

[第2の工程]
図3に、本発明の描画パターン形成方法の第2の工程の概略図を示す。
―乾燥装置―
乾燥装置は、図3(a)に示すように、基板14を載置した温度調整板12と、支持体21により支持された吸収部材22と、温度調整器23と、温度調整器23の上部に位置する高さ移動ステージ24とを備える。高さ移動ステージ24は、温度調整器23の高さ方向の移動を制御する。温度調整器23は吸収部材の上部に位置し、吸収部材22の温度を制御する。支持体21は、吸収部材22の支持および基板14との位置制御を行う。温度調整器23にはペルチェ素子を用いた。
[Second step]
FIG. 3 shows a schematic diagram of the second step of the drawing pattern forming method of the present invention.
―Drying device―
As shown in FIG. 3A, the drying apparatus includes a temperature adjustment plate 12 on which the substrate 14 is placed, an absorption member 22 supported by a support body 21, a temperature regulator 23, and an upper portion of the temperature regulator 23. And a height moving stage 24 located at the position. The height moving stage 24 controls the movement of the temperature regulator 23 in the height direction. The temperature regulator 23 is located at the upper part of the absorbing member and controls the temperature of the absorbing member 22. The support 21 performs support of the absorbing member 22 and position control with the substrate 14. A Peltier element was used for the temperature regulator 23.

―吸収部材22―
吸収部材22はシリコーンゴム(信越シリコーン製シリコーンゴム、SP値(溶解パラメーター、Solubility Parameter)最大値:8)を用いた。シリコーンゴムを用いたのは、分散液15bに用いられるテトラデカンのSP値(溶解パラメーター、Solubility Parameter)と値が近い為である。SP値が近いとシリコーンゴムへの膨潤速度や量が大きくなることがわかっている。また、シリコーンゴムは分子構造を成しているために、ナノ銀粒子は分子間に進入することはできない。また、シリコーンゴムは表面張力が大きいために、ナノ銀粒子との濡れ性が低いために、基板からの剥離の際に、ナノ銀粒子は基板側に残ることができる。
図3(a)に示すように、吸収部材22の基板14とは反対側に、円柱状の凸部22aを設けた。凸部22aを設けることにより吸収部材22の表面積を上げて乾燥速度を速める効果を狙っている。吸収部材22の厚みは2mm、円柱の直径は0.3mm、高さは1mm、ピッチは0.5mmである。
-Absorbing member 22-
Silicone rubber (Shin-Etsu silicone silicone rubber, SP value (solubility parameter) maximum value: 8) was used as the absorbing member 22. The reason why silicone rubber is used is that the SP value (solubility parameter) of tetradecane used in the dispersion 15b is close to the value. It is known that when the SP value is close, the swelling speed and amount of the silicone rubber increase. Further, since the silicone rubber has a molecular structure, the nano silver particles cannot enter between the molecules. In addition, since the silicone rubber has a high surface tension, the wettability with the nano silver particles is low, so that the nano silver particles can remain on the substrate side when peeling from the substrate.
As illustrated in FIG. 3A, a columnar convex portion 22 a is provided on the opposite side of the absorbing member 22 from the substrate 14. By providing the convex portion 22a, the effect of increasing the surface area of the absorbing member 22 and increasing the drying speed is aimed. The thickness of the absorbing member 22 is 2 mm, the diameter of the cylinder is 0.3 mm, the height is 1 mm, and the pitch is 0.5 mm.

―動作―
(1)まず、図3(a)に示すように、基板14は上記第1の工程同様に温度調整板12により0℃に維持した。図1の描画パターンは一層のみの場合について示しているが、複数回積層した描画パターンも、下記の動作にて、同様に形成することができる。
(2)そして、温度調整器23にて吸収部材22の温度を0℃にした。
(3)次に、図3(b)に示すように、高さ移動ステージ24を下方に移動させて温度調整器23ごと吸収部材22を描画パターンが形成された描画材料15に接触させた。
―Operation―
(1) First, as shown in FIG. 3A, the substrate 14 was maintained at 0 ° C. by the temperature adjusting plate 12 as in the first step. Although the drawing pattern of FIG. 1 shows only one layer, a drawing pattern laminated a plurality of times can be similarly formed by the following operation.
(2) The temperature of the absorbing member 22 was set to 0 ° C. with the temperature regulator 23.
(3) Next, as shown in FIG. 3B, the height moving stage 24 was moved downward to bring the absorbing member 22 together with the temperature regulator 23 into contact with the drawing material 15 on which the drawing pattern was formed.

接触時点で圧力制御に切り替え0.05MPaにする。圧力は、0.01〜0.1MPaの範囲が好ましい。描画材料15を吸収部材22にて加圧するので、描画パターンを平坦化することができ、また、空隙の発生を抑制することができる。また、描画材料15と基板14との密着力を向上させることができる。ナノ銀粒子15aからなる描画パターンの密度を大きくすることができ、パターンのボイドやクラックの発生を抑制することができる。   Switch to pressure control at the time of contact and set to 0.05 MPa. The pressure is preferably in the range of 0.01 to 0.1 MPa. Since the drawing material 15 is pressurized by the absorbing member 22, the drawing pattern can be flattened and the generation of voids can be suppressed. In addition, the adhesion between the drawing material 15 and the substrate 14 can be improved. The density of the drawing pattern composed of the nano silver particles 15a can be increased, and generation of pattern voids and cracks can be suppressed.

上記第2の工程の(1)および(2)において、基板14および吸収部材22の温度は、描画材料15の分散液15bの融点が5.9℃であるので、それ未満の温度である0℃に設定されている。なお、融点よりも10℃超えて低い場合は、吸収部材22内の分散液15bが凝固(あるいは凍結)してしまい、吸収部材22に反りが発生して描画材料15との接触状態のばらつきが生じて好ましくない。詳細は不明であるが、吸収部材22内の分散液15bは融点以下でも液状で存在していることを本発明者らは実験的に確認している。よって、描画材料15と吸収部材22の接触箇所は融点未満の極近傍でも液状にあり、多少であるが、吸収部材22に分散液15bが吸収される傾向である。   In the second step (1) and (2), the temperature of the substrate 14 and the absorbing member 22 is 0 because the melting point of the dispersion 15b of the drawing material 15 is 5.9 ° C. It is set to ℃. If the temperature is lower than the melting point by 10 ° C., the dispersion 15b in the absorbing member 22 is solidified (or frozen), and the absorbing member 22 is warped, resulting in variations in the contact state with the drawing material 15. It is not desirable to occur. Although details are unknown, the present inventors have experimentally confirmed that the dispersion liquid 15b in the absorbing member 22 exists in a liquid state even below the melting point. Therefore, the contact portion between the drawing material 15 and the absorbing member 22 is in a liquid state even in the very vicinity below the melting point, and the dispersion liquid 15b tends to be absorbed by the absorbing member 22 to some extent.

シリコーンゴム製の吸収部材において、吸収部材内の分散液はその融点から10℃低い温度近傍までは凝固(あるいは凍結)しないがそれ以下となると凝固(あるいは凍結)し、シリコーンゴムの弾性力が失われ、剥がれ等の悪影響が出てくる。そのため、第1の工程および第2の工程での基板および吸収部材の温度は、描画材料の融点未満から融点より10℃低い温度までの範囲にすることで、剥がれ等の影響を抑制することができる。   In an absorbent member made of silicone rubber, the dispersion in the absorbent member does not solidify (or freeze) up to a temperature lower by about 10 ° C. than its melting point, but solidifies (or freezes) when the temperature is lower than that and loses the elastic force of the silicone rubber. Adverse effects such as peeling and peeling. Therefore, the temperature of the substrate and the absorbing member in the first step and the second step is set to a range from less than the melting point of the drawing material to 10 ° C. lower than the melting point, thereby suppressing the influence of peeling and the like. it can.

第2の工程の(2)の前に、吸収部材22を真空下(10Pa)にて吸収部材22内部のガスを抜き出した。脱気は10Pa〜1000Paで行うことが好ましい。これにより、吸収部材22内に分散液が吸収される際の抵抗が抑制され、更に、分散液15bの吸収速度を上げることができる。   Prior to the second step (2), the gas inside the absorbing member 22 was extracted from the absorbing member 22 under vacuum (10 Pa). It is preferable to perform deaeration at 10 Pa to 1000 Pa. Thereby, the resistance when the dispersion liquid is absorbed in the absorbing member 22 is suppressed, and the absorption speed of the dispersion liquid 15b can be increased.

なお、(3)における加圧は、描画パターンの高さ方向の平坦化および分散液15bが吸収部材22に吸収される際に描画パターンの高さが減少するのに追従させることと、基板14と描画材料15の密着力を上げる効果がある。   Note that the pressurization in (3) causes the drawing pattern to be flattened in the height direction and to follow the decrease in the height of the drawing pattern when the dispersion liquid 15b is absorbed by the absorbing member 22 and the substrate 14. And the effect of increasing the adhesion of the drawing material 15.

[第3の工程]
図4に、本発明の描画パターン形成方法の第3の工程の概略図を示す。乾燥装置は、上記第2の工程と同様であるので、同要素には同符号を付し説明は省略する。
[Third step]
FIG. 4 shows a schematic diagram of the third step of the drawing pattern forming method of the present invention. Since the drying apparatus is the same as in the second step, the same elements are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

―動作―
(1)まず、図4(a)に示すように、第2の工程で形成された描画パターンの描画材料15に吸収部材22を接触させた状態で、温度調整板12および温度調整器23の温度を上昇させた。温度調整板12は5℃に維持した。温度調整器23は7℃に維持した。これらの設定温度に達する時間は約30秒であった。
(2)続いて、設定温度に達してから約5秒間、吸収部材22を描画材料15に接触させ続けた。ここで、分散液の吸収が行われる。
(3)その後、図4(b)に示すように、高さ移動ステージ24を上方に移動させて温度調整器23ごと吸収部材22を描画パターンから離した。
(4)描画パターンが形成された基板14を温度調整板12から取り出した(不図示)。
(5)その後、温度調整器23の温度を上げ、吸収部材22の分散液15bを蒸発させ乾燥させた。
―Operation―
(1) First, as shown in FIG. 4A, in the state where the absorbing member 22 is in contact with the drawing material 15 of the drawing pattern formed in the second step, the temperature adjustment plate 12 and the temperature regulator 23 The temperature was raised. The temperature adjustment plate 12 was maintained at 5 ° C. The temperature regulator 23 was maintained at 7 ° C. The time to reach these set temperatures was about 30 seconds.
(2) Subsequently, the absorbing member 22 was kept in contact with the drawing material 15 for about 5 seconds after reaching the set temperature. Here, the dispersion is absorbed.
(3) Thereafter, as shown in FIG. 4B, the height moving stage 24 was moved upward to separate the absorbing member 22 from the drawing pattern together with the temperature regulator 23.
(4) The board | substrate 14 with which the drawing pattern was formed was taken out from the temperature control board 12 (not shown).
(5) Thereafter, the temperature of the temperature controller 23 was raised, and the dispersion liquid 15b of the absorbing member 22 was evaporated and dried.

ここで、第3の工程の(1)において、温度調整板12と温度調整器23に温度差を設けている。基板の温度を調整する温度調整板12の温度(5℃)より、吸収部材22の上部に位置する温度調整器23の温度(7℃)を高く設定した。これは、吸収部材22側から描画材料15の分散液15bが融解し、描画されたパターンの吸収部材22側から確実に分散液15bを吸収させるためである。
これにより、第3の工程において、吸収部材22の温度は、基板14より吸収部材22の方が高いので、吸収部材22側から分散液を融解させ、吸収部材22に分散液15bを吸収させることができる。逆だと、基板14側から分散液の融解が始まり、吸収部材22に吸収される前に基板14上に濡れ広がってしまう恐れがある。
Here, in (1) of the third step, a temperature difference is provided between the temperature adjustment plate 12 and the temperature adjuster 23. The temperature (7 ° C.) of the temperature adjuster 23 located above the absorbing member 22 was set higher than the temperature (5 ° C.) of the temperature adjustment plate 12 that adjusts the temperature of the substrate. This is because the dispersion liquid 15b of the drawing material 15 is melted from the absorption member 22 side, and the dispersion liquid 15b is reliably absorbed from the absorption member 22 side of the drawn pattern.
Thereby, in the third step, the temperature of the absorbing member 22 is higher in the absorbing member 22 than in the substrate 14, so that the dispersion liquid is melted from the absorbing member 22 side and the absorbing member 22 absorbs the dispersion liquid 15 b. Can do. On the other hand, the dispersion liquid starts to melt from the substrate 14 side and may spread on the substrate 14 before being absorbed by the absorbing member 22.

[描画パターンの評価]
以上の工程にて得られた描画パターンの形状は、線幅が50μmで、高さは8μmであった。描画パターンの膜質は、空隙の無い良好なものであった。
なお、比較のため、第1の工程を室温で行い、その後、描画パターンが形成された基板をホットプレート上に載置して乾燥させた場合の描画パターンの状態について観察した。この時の描画パターンは、線幅が170〜340μmと波打っており、また、高さにおいても、0(測定不可)近傍〜2μmと波打っていた(すなわち、バルジ現象が発生した)。
よって、本発明の描画パターン形成方法にて、線幅が狭く厚膜の配線が形成可能であることを確認することができた。
[Evaluation of drawing pattern]
The shape of the drawing pattern obtained through the above steps was a line width of 50 μm and a height of 8 μm. The film quality of the drawing pattern was good without voids.
For comparison, the first step was performed at room temperature, and then the state of the drawing pattern when the substrate on which the drawing pattern was formed was placed on a hot plate and dried was observed. The drawing pattern at this time was wavy with a line width of 170 to 340 μm, and also with a height of 0 (not measurable) to 2 μm (that is, a bulge phenomenon occurred).
Therefore, it was confirmed that the drawing pattern forming method of the present invention can form a thick wiring with a narrow line width.

本実施例では配線形状の描画パターンについて記載したが、本発明の描画パターン形成方法は配線形状に限らず他の厚膜化を要するパターンにも効果的である。
また、本発明は、分散液の乾燥に、基板や環境温度を高くすることが無いため、インクジェット等による描画においては、インクの飛翔に悪影響を与えることがない。
In the present embodiment, the wiring pattern drawing pattern is described, but the drawing pattern forming method of the present invention is effective not only for the wiring shape but also for other patterns requiring thickening.
Further, in the present invention, since the substrate and the environmental temperature are not increased in drying the dispersion liquid, the ink flying is not adversely affected in drawing by ink jet or the like.

11 移動ステージ
12 温度調整板
13 配管
14 基板
15 描画材料
16 吐出装置
21 支持体
22 吸収部材
22a 凸部
23 温度調整器
24 高さ移動ステージ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Movement stage 12 Temperature adjustment board 13 Piping 14 Board | substrate 15 Drawing material 16 Discharge device 21 Support body 22 Absorbing member 22a Convex part 23 Temperature controller 24 Height movement stage

特開2012−007140号公報JP 2012-007140 A 特開2011−198826号公報JP 2011-198826 A 特開2010−284801号公報JP 2010-284801 A 特開2007−062302号公報JP 2007-063022 A 特許第4941719号公報Japanese Patent No. 4941719

Claims (10)

基板上に、微細粒子と分散液とを含む描画材料を描画し、前記基板上に前記微細粒子からなる描画パターンを形成する描画パターン形成方法であって、
予め前記分散液の融点未満に冷却した前記基板上に前記描画材料を描画する第1の工程と、
予め前記分散液の融点未満に冷却した吸収部材を、前記基板上に描画された描画材料に接触させる第2の工程と、
前記吸収部材の温度を前記分散液の融点以上に昇温し、前記分散液を前記吸収部材に吸収させた後、前記基板から前記吸収部材を離間させる第3の工程と、を備えることを特徴とする描画パターン形成方法。
A drawing pattern forming method of drawing a drawing material containing fine particles and a dispersion on a substrate and forming a drawing pattern made of the fine particles on the substrate,
A first step of drawing the drawing material on the substrate previously cooled to below the melting point of the dispersion;
A second step of bringing the absorbing member cooled in advance to a temperature lower than the melting point of the dispersion into contact with the drawing material drawn on the substrate;
And a third step of separating the absorbing member from the substrate after the temperature of the absorbing member is raised to the melting point of the dispersion or higher and the dispersion is absorbed by the absorbing member. A drawing pattern forming method.
前記第1の工程および前記第2の工程における前記基板および前記吸収部材の温度は、前記分散液の融点未満から前記融点より10℃低い温度までの範囲であることを特徴とする請求項1に記載の描画パターン形成方法。   The temperature of the substrate and the absorbing member in the first step and the second step is in a range from less than the melting point of the dispersion to a temperature lower by 10 ° C. than the melting point. The drawing pattern formation method of description. 前記吸収部材は、微細な空隙を有する材料からなり、前記分散液は透過させるが、前記微細粒子は透過させないことを特徴とする請求項1または2に記載の描画パターン形成方法。   The drawing pattern forming method according to claim 1, wherein the absorbing member is made of a material having fine voids, and allows the dispersion liquid to pass therethrough but does not allow the fine particles to pass therethrough. 前記吸収部材は、前記描画材料を加圧しながら前記分散液を吸収することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の描画パターン形成方法。   The drawing pattern forming method according to claim 1, wherein the absorbing member absorbs the dispersion while pressurizing the drawing material. 前記第3の工程における前記吸収部材は、予め真空脱気されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の描画パターン形成方法。   5. The drawing pattern forming method according to claim 1, wherein the absorbing member in the third step is vacuum degassed in advance. 前記第3の工程において、前記吸収部材の温度は、前記基板より高いことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の描画パターン形成方法。   The drawing pattern forming method according to claim 1, wherein in the third step, the temperature of the absorbing member is higher than that of the substrate. 前記第1の工程で前記描画材料を複数層に重ね書きした後に、前記第2の工程および前記第3の工程を行うことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の描画パターン形成方法。   The drawing according to any one of claims 1 to 6, wherein the second step and the third step are performed after the drawing material is overwritten in a plurality of layers in the first step. Pattern forming method. 前記第1の工程、および前記第2の工程は、低湿度の環境下にて行うことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の描画パターン形成方法。   The drawing pattern forming method according to claim 1, wherein the first step and the second step are performed in a low humidity environment. 前記吸収部材が吸収した前記分散液を蒸発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8のいずれか1項に記載の描画パターン形成方法。   The drawing pattern forming method according to claim 1, further comprising a step of evaporating the dispersion liquid absorbed by the absorbing member. 前記分散液を吸収した前記吸収部材を加熱することを特徴とする請求項9に記載の描画パターン形成方法。   The drawing pattern forming method according to claim 9, wherein the absorbing member that has absorbed the dispersion is heated.
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