JP5087720B1 - 部材を配置する方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、部材を基板（１００）上に配置する方法であって、以下の工程を具備する：基板（１００）、第１の液体、および部材分散液を準備する工程（ａ）、第１の液体を基板（１００）に連続的に＋Ｘ方向に沿って塗布して、第１の液体を、親水性ライン（１１２）および親水性本体領域（１１１）に交互に＋Ｘ方向に沿って配置する工程（ｂ）、親水性本体領域（１１１）に配置された第１の液体に部材分散液を接触させる工程（ｃ）、および基板（１００）から、第１の液体および第２の液体を除去することによって、部材を親水性本体領域（１１１）に配置する工程（ｄ）。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、部材を配置する方法に関する。
アクティブ型液晶表示素子および有機エレクトロルミネッセンス表示素子はガラス基板上に形成されている。基板上にマトリックス状に配置された画素は、当該画素の近傍に配置された薄膜トランジスタによって制御される。現在の技術を用いても、結晶半導体から構成される薄膜トランジスタはガラス基板上に形成され得ない。そのため、アモルファスシリコンまたはポリシリコン薄膜を用いる薄膜トランジスタが画素の制御に用いられている。薄膜トランジスタは大面積の基板上に安価に作製され得る。しかし、薄膜トランジスタは、結晶性シリコンよりも低い移動度のために高速で動作することが阻害されるという欠点を有する。この欠点を克服するため、あらかじめシリコンウェハ上に多数のトランジスタが作製された後、ウェハから切り出されて、そして基板上に配置される。
特許文献１は、図１０Ａに示すように、複数の親水性領域１１と、当該親水性領域１１を囲む撥水性領域１２とを具備した基板１０を準備することを開示している。次に、図１０Ｂに示すように、基板に配置される部材４０が水に実質的に溶解しない溶媒３０に分散され、部材分散液６０を準備する。図１０Ｂは、容器７０に入れられた部材分散液６０を模式的に示す。部材４０の一つの面は親水性であって基板１０と接合し、この面以外の部材４０の面は撥水性である。
次に、図１０Ｃに示されるように、第１のスキージ５１を用いて複数の親水性領域１１に水２０が配置される。その後、図１０Ｄに示すように、第２のスキージ５２を用いて、部材分散液６０が塗布され、部材分散液６０を親水性領域１１に配置された水２１と接触させる。この過程において、部材４０は親水性領域１１に配置された水２１の中に移動する。その後、水２１および部材分散液６０に含まれる溶媒が除去され、親水性領域１１に部材４０を固定する。なお、参照符号６１は、親水性領域１１に配置された部材分散液６０を指し示す。
米国特許第７７３０６１０号公報（特許第４１４９５０７号公報に対応） 特許第４５３１８６２号公報
特許文献１に記載の方法は、部材４０を基板１０に配置する優れた方法である。
本発明の目的は、部材が親水性領域に配置される確率を向上させる方法を提供することである。
本発明は、部材を基板上に配置する方法であって、以下の工程を具備する：
前記基板、第１の液体、および部材分散液を準備する工程（ａ）、ここで、
前記基板は、撥水性領域および複数の親水性領域を具備し、
前記撥水性領域は、前記複数の親水性領域を囲んでおり、
各前記親水性領域は、親水性本体領域および親水性ラインを具備し、
前記親水性ラインは、互いに平行に配置され、
Ｙ方向は、前記複数の親水性ラインの平行方向であり、
Ｚ方向は、前記基板の法線の方向であり、
＋Ｘ方向は、前記Ｙ方向および前記Ｚ方向のいずれにも直交する方向であり、
−Ｘ方向は、前記＋Ｘ方向の逆方向であり、
前記複数の親水性領域が、前記＋Ｘ方向および前記Ｙ方向に沿って配置されており、
各前記親水性領域に含まれる前記親水性ラインおよび前記親水性本体領域が前記＋Ｘ方向に沿ってこの順で配置されており、
前記親水性本体領域および前記親水性ラインは、前記＋Ｘ方向に沿って交互に配置されており、
Ｄ１は、各前記親水性領域に含まれる前記親水性本体領域および前記親水性ラインの間の前記＋Ｘ方向に沿った間隔を表し、
Ｄ２は、前記親水性本体領域の前記Ｙ方向に沿った長さを表し、
Ｄ３は、前記親水性ラインの前記Ｙ方向に沿った長さを表し、
Ｄ４は、前記親水性ラインの幅を表し、
Ｄ５は、前記Ｙ方向に沿って配置された２つの隣接する前記親水性ラインの間の間隔を表し、
Ｄ１／Ｄ２の値は０．１以上１．２以下であり、
Ｄ３の値は、５マイクロメートル以上であり、
Ｄ４の値は、前記部材の最小長よりも小さく、
Ｄ５の値は、１０マイクロメートル以上であり、
前記第１の液体は親水性であり、
前記部材分散液は、前記部材および第２の液体を含有し、
前記第２の液体は、前記第１の液体に溶解せず、
前記部材は親水性の表面を具備しており、
前記第１の液体を前記基板に連続的に前記＋Ｘ方向に沿って塗布して、前記第１の液体を、前記親水性ラインおよび前記親水性本体領域に交互に前記＋Ｘ方向に沿って配置する工程（ｂ）、
前記親水性本体領域に配置された前記第１の液体に前記部材分散液を接触させる工程（ｃ）、および
前記基板から、前記第１の液体および前記第２の液体を除去することによって、前記部材を前記親水性本体領域に配置する工程（ｄ）。
本明細書における用語「配置」は「実装」を含む。本明細書における「部材」の例は、電子部品である。
本発明は、部材が親水性領域に配置される確率を向上させる。
図１Ａは、親水性本体領域１１１、親水性ライン１１２、および撥水性領域１２０を具備する基板１００を示す。 図１Ｂは、親水性本体領域１１１、親水性ライン１１２、および撥水性領域１２０を具備する基板１００を示す。 図２Ａは、Ｄ１〜Ｄ５の値を説明するための上面図である。 図２Ｂは、Ｄ１〜Ｄ５の値を説明するための上面図である。 図３Ａは、Ｄ１〜Ｄ５の値を説明するための上面図である。 図３Ｂは、Ｄ１〜Ｄ５の値を説明するための上面図である。 図３Ｃは、Ｄ１〜Ｄ５の値を説明するための上面図である。 図４は、部材４００を含有する部材分散液６００を模式的に示す。 図５Ａは、部材の最小長を説明するための斜視図である。 図５Ｂは、部材の最小長を説明するための斜視図である。 図５Ｃは、部材の最小長を説明するための斜視図である。 図５Ｄは、部材の最小長を説明するための斜視図である。 図６Ａは、図６Ｂおよび図６Ｃと共に、撥水性領域１２１に塗布された第１の液体２００が基板１００上を移動する様子を示す。 図６Ｂは、図６Ａおよび図６Ｃと共に、撥水性領域１２１に塗布された第１の液体２００が基板１００上を移動する様子を示す。 図６Ｃは、図６Ａおよび図６Ｂと共に、撥水性領域１２１に塗布された第１の液体２００が基板１００上を移動する様子を示す。 図７Ａは、部材４００が配置される前の基板１００を示す。 図７Ｂは、工程（ｂ）を示す。 図７Ｃは、工程（ｃ）を示す。 図７Ｄは、部材４００が配置された後の基板１００を示す。 図８は、第１のスキージ５１０が基板１００を移動する様子を示す上面図である。 図９Ａは、比較例５による部材を配置する方法を説明するための上面図である。 図９Ｂは、比較例１１による部材を配置する方法を説明するための上面図である。 図１０Ａは、図１０Ｂ〜図１０Ｄと共に、特許文献１に記載された方法を示す。 図１０Ｂは、図１０Ａ、図１０Ｂ、および図１０Ｃと共に、特許文献１に記載された方法を示す。 図１０Ｃは、図１０Ａ、図１０Ｂ、および図１０Ｄと共に、特許文献１に記載された方法を示す。 図１０Ｄは、図１０Ａ〜図１０Ｃと共に、特許文献１に記載された方法を示す。
本発明の実施の形態が、以下、図面を参照しながら説明される。図面においては、本明細書の理解を促進するため、ハッチングが省略され得る。
（工程（ａ））
工程（ａ）では、基板１００、第１の液体２００、および部材分散液６００が準備される。
図１Ａおよび図１Ｂは、基板１００を示す。基板１００は、親水性領域１１０および撥水性領域１２０を表面に具備する。撥水性領域１２０は、親水性領域１１０を囲んでいる。
図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、＋Ｘ方向、−Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向が定義される。すなわち、Ｙ方向は、親水性ライン１１２の長さ方向である。Ｚ方向は、基板１００の法線の方向である。＋Ｘ方向は、＋Ｙ方向および＋Ｚ方向のいずれにも直交する方向である。−Ｘ方向は、＋Ｘ方向の逆方向である。親水性ライン１１２および親水性本体領域１１１は、＋Ｘ方向に沿ってこの順で配置されている。
本発明では、複数の親水性領域１１０が設けられる。図１Ａ、図１Ｂ、および図８に示されるように、正確に言えば、４以上の親水性領域１１０が＋Ｘ方向およびＹ方向に沿って配置される。より正確に言えば、＋Ｘ方向には２以上の親水性領域１１０が設けられ、かつＹ方向にも２以上の親水性領域１１０が設けられる。
各親水性領域１１０は、親水性本体領域１１１および親水性ライン１１２を具備する。各親水性領域１１０に含まれる親水性ライン１１２および親水性本体領域１１１は＋Ｘ方向に沿ってこの順で配置されている。＋Ｘ方向には２以上の親水性領域１１０が設けられるので、親水性本体領域１１１および親水性ライン１１２は、＋Ｘ方向に沿って交互に配置される。
親水性ライン１１２は互いに平行に配置される。図２Ａに示されるように、Ｙ方向に沿って隣接する複数の親水性領域１１０に含まれる親水性ライン１１２は、Ｙ方向に平行な１本の想像線８０４に含まれる。
親水性本体領域１１１および親水性ライン１１２の水に対するぬれ性は、撥水性領域１２０の水に対するぬれ性よりも高い。
次に、Ｄ１〜Ｄ５の値が説明される。
（Ｄ１）
図２Ａ〜図３Ｃに示されるように、Ｄ１は、親水性ライン１１２および親水性本体領域１１１の間の＋Ｘ方向に沿った間隔を表す。正確には、図２Ａおよび図２Ｂに示されるように、Ｄ１は、図２Ａおよび図２Ｂに示される想像線８０３に沿った、親水性ライン１１２および親水性本体領域１１１の間の間隔を意味する。想像線８０３は、親水性本体領域１１１の重心８０１と、親水性ライン１１２の重心８０２との間を結ぶ。
（Ｄ２）
図２Ａ〜図３Ｃに示されるように、Ｄ２は、親水性本体領域１１１のＹ方向に沿った長さを表す。Ｄ３は、親水性ライン１１２のＹ方向に沿った長さを表す。
（Ｄ１／Ｄ２の値）
本発明者は、Ｄ１／Ｄ２の値は、０．１以上１．２以下の範囲であることが必要であることを見出した。Ｄ１／Ｄ２の値が０．１未満である場合には、部材４００が親水性本体領域１１１に配置される確率が低下し得る（後述される比較例１を参照）。言い換えれば、（部材４００が配置された親水性本体領域１１１の数Ｎｐ）／（親水性本体領域１１１の数）の値が小さく、これは低効率を意味する。同様に、Ｄ１／Ｄ２の値が１．２を超える場合も、部材４００が親水性本体領域１１１に配置される確率が低下し得る（後述される比較例２〜４を参照）。
（Ｄ３の値）
本発明者はＤ３の値は、５μｍ以上であることが必要であることを見出した。Ｄ３の値が５μｍ未満であると、部材４００が親水性本体領域１１１に配置される確率が低下し得る（後述する比較例６〜９を参照）。Ｄ３の値は１０００μｍ以下であることが好ましい。
（Ｄ４の値）
本発明では、親水性ライン１１２の幅を表すＤ４の値は、部材４００の最小長よりも短いことが必要である。Ｄ４が部材４００の最小長と同じまたはそれ以上である場合には、親水性ライン１１２に部材４００が配置され得る。好ましくは、Ｄ４の値は部材４００の最小値の２分の１以下である。
ここで、「部材４００の最小長」が、図５Ａ〜図５Ｄを用いて、詳細に説明される。
図５Ａに示されるように、部材４００が、２つの面（Ｐ１）と、面積が面（Ｐ１）以上である２つの面（Ｐ２）と、面積が面（Ｐ２）よりも大きい２つの面（Ｐ３）とを備える直方体である場合において、各辺の長さを（Ｌ１）、（Ｌ２）、および（Ｌ３）とする。親水性本体領域１１１の形状および大きさが面（Ｐ３）の形状および大きさと同一である場合、部材４００の１つの面（Ｐ３）が、基板１００の親水性本体領域１１１が設けられている面に対向するように配置される。この場合、「部材４００の最小長」とは、マウントされる面である面（Ｐ３）を構成する辺の長さ（Ｌ１）と辺の長さ（Ｌ２）のうち、短い辺の長さ（Ｌ１）のことをいう。なお、本明細書における「形状および大きさが同一」の意味については、後述する。
図５Ｂに示されるように、部材４００を構成する面のうち、基板１００の親水性本体領域１１１に対向して配置する面（Ｐ３）の形状が三角形の場合、「部材４００の最小長」とは、三角形を構成する辺（Ｌ１）、辺（Ｌ２）、辺（Ｌ３）のうち、その長さが最も短い辺の長さ（Ｌ１）のことをいう。
図５Ｃに示されるように、部材４００を構成する面のうち、基板１００の親水性本体領域１１１に対向して配置する面（Ｐ３）の形状が六角形の場合、「部材４００の最小長」とは、六角形を構成する辺（Ｌ１）〜辺（Ｌ６）のうち、その長さが最も短い辺の長さ（Ｌ１）のことをいう。
図５Ｄに示されるように、部材４００を構成する面のうち、基板１００の親水性本体領域１１１に対向して配置する面（Ｐ３）の形状が円形の場合、「部材４００の最小長」とは、面（Ｐ３）の直径の長さ（Ｌ１）のことをいう。楕円の場合には短径をいう。
マウントされる部材４００の最小長は、１０μｍ以上であることが好ましい。また、部材４００が、前記面（Ｐ１）、前記面（Ｐ２）および前記面（Ｐ３）を備えた直方体である場合、マウントされる面である面（Ｐ３）の長辺（図５Ａでは長さ（Ｌ２）の辺）は、１０００μｍ以下であることが好ましい。
（Ｄ５の値）
図２Ａ〜図３Ｃに示されるように、Ｄ５は、Ｙ方向に沿って配置された２つの隣接する親水性ライン１１２の間の間隔を表す。本発明者は、Ｄ５の値は１０μｍ以上であることが必要であることを見出した。Ｄ５の値が１０μｍ未満であると、部材４００が親水性本体領域１１１に配置される確率が低下し得る（後述する比較例１１を参照）。図２Ａおよび図２Ｂに示されるように、複数の親水性ライン１１２がＹ方向に平行に描かれた１本の想像線８０４に含まれるように、複数の親水性ライン１１２は配置される。想像線８０４の幅はＤ４に等しい。
工程（ａ）では第１の液体が準備される。第１の液体は、第２の液体と共に、後に詳細に説明される。
工程（ａ）では、部材分散液６００を準備する。部材分散液６００は、部材４００および第２の液体３００を含有する。図４は、部材分散液６００を模式的に示す断面図である。図４は、容器７００に入れられた部材分散液６００を模式的に示す。部材分散液６００は、第２の液体３００および第２の液体３００中に分散させた部材４００を含有する。第２の液体３００には、水が実質的に溶解しない。具体的な第２の液体３００はヘキサンである。第２の液体３００の他の具体例は後述される。本明細書における用語「分散」とは、部材４００が第２の液体３００中で凝集していない状態を意味する。部材４００を分散させるために部材分散液６００は攪拌され得る。
第１の液体２００および第２の液体３００は、第１の液体２００と第２の液体３００との間の界面に働く界面張力、および、部材４００の表面に対する第１の液体２００と第２の液体３００に対するそれぞれのぬれ性を考慮して、適切に選択され得る。
第１の液体２００は第２の液体３００に実質的に溶解しないことを必要とする。第１の液体２００が第２の液体３００に実質的に溶解しないので、第１の液体２００に第２の液体３００が接触したときに、第１の液体２００は親水性本体領域１１１に安定にとどまる。そして、界面張力により部材４００は第１の液体２００の中に移動する。「実質的に溶解しない」とは、第２の液体１００ｍｌ中に溶解する第１の液体の重量によって定義される溶解度が１０ｇ以下、より好ましくは１ｇ以下であることを意味する。
第１の液体２００および第２の液体３００の組み合わせは、例えば、第１の液体２００として極性が大きい液体、および第２の液体３００として第１の液体２００よりも極性の小さい液体の組み合わせである。すなわち、第１の液体２００は親水性であり、かつ第２の液体３００は疎水性である。
第１の液体２００の例は、水である。水に代え、メタノール、エタノール、エチレングリコールおよびグリセリンのようなアルコール、水とアルコールとの混合液が用いられ得る。水は、大きい表面張力を有しており、従って、部材４００を親水性本体領域１１１に強固に保持することができるため、より好ましい。
第２の液体３００の例は、
ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカンのようなアルカン、
トルエン、ベンゼン、キシレンのような芳香族炭化水素類、
クロロメタン、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、モノクロロブタン、ジクロロブタン、モノクロロペンタンおよびジクロロペンタンのような塩素系溶媒、
ジエチルエーテル、石油エーテルのようなエーテル、
酢酸エチル、酢酸ブチルのようなエステル類、
シリコーンオイル、パーフルオロオクタン、パーフルオロノナン、または、
これらの混合液
である。
第２の液体３００は、塩素系溶媒であることが望ましい。
基板１００の材質は限定されない。無機材料、高分子樹脂材料、または、無機材料と高分子樹脂材料との複合材料から形成される基板が用いられ得る。無機材料として、アルミナのようなセラミックス、シリコンおよびガラスが使用され得る。高分子樹脂材料として、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、およびポリカーボネート樹脂が使用され得る。無機材料と高分子樹脂材料との複合材料として、例えば、ガラス、セラミックスまたは金属からなるファイバーと高分子樹脂材料とを含む複合材料が使用され得る。ＳＯＩ基板および化合物半導体基板も使用され得る。
公知の方法を用いて部材４００および部材分散液６００が調製され得る。特許文献１は、当該公知の方法を開示している。
第１の液体２００として水のような大きい極性を有する液体が用いられる場合、部材４００は高い表面エネルギーを有することが好ましい。より具体的には、当該表面エネルギーは４０ｍＪ／ｍ２以上である。
部材４００が小さい表面エネルギーを有する場合、部材４００の表面を処理して、その表面エネルギーを増大することが好ましい。部材４００が表面にシリコンを有する場合には、オゾン雰囲気中で紫外線を当該表面に照射し、その表面エネルギーを増大する。
部材４００の表面に、第１の液体２００に対して親和性を有する薄膜を形成し、部材４００の表面エネルギーを増大させ得る。第１の液体２００が水である場合には、当該薄膜の例は、親水膜である。例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、または酸化チタンの親水膜が、真空スパッタリング法または熱ＣＶＤ法によって部材４００の表面に形成され得る。親水膜が形成された後、部材４００の表面にオゾン雰囲気で紫外線が照射され得る。末端にアミノ基、カルボキシル基、または水酸基を有するシランカップリング剤で部材４００の表面が修飾され、部材４００の表面エネルギーを増大し得る。部材４００の表面が金属を有する場合には、末端にアミノ基、カルボキシル基または水酸基を有するチオールで表面が修飾され得る。
図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、親水性ライン１１２は、直線状でもよいし、曲線状であってもよい。
親水性本体領域１１１の形状は、その親水性本体領域１１１にマウントされる部材４００の形状に依存して決定され得る。親水性本体領域１１１の形状は、例えば、三角形、四角形、六角形のような多角形、円形、楕円形である。親水性本体領域１１１は、マウントされる部材４００の面（すなわち、基板１００にマウントされた状態で基板１００と対向する部材４００の面）の形状と同一の形状を有していることが好ましい。「同一の形状」とは、親水性本体領域１１１の形状およびマウントされる部材４００の面（基板１００にマウントされた状態で基板１００と対向する面）が、数学的概念における合同または相似関係にあることを意味する。
Ｓ１は、基板に配置されたときに、部材４００の基板と対向する表面の面積と定義される。Ｓ２は、１つの親水性本体領域１１１の面積と定義される。Ｓ２／Ｓ１の値は、０．６４以上１．４４以下の値を有することが好ましい。Ｓ２／Ｓ１の値が、０．６４よりも小さい場合、親水性本体領域１１１が著しく少ない水を有するため、部材４００が配置される確率が小さくなり得る。Ｓ２／Ｓ１の値が１．４４よりも大きい場合、親水性本体領域１１１が著しく多くの水を有する。そのため、１つの親水性本体領域１１１に複数の部材４００が配置され得る。
親水性本体領域１１１、親水性ライン１１２、および撥水性領域１２０は、例えば、フォトリソグラフィー法により、親水性の基板に選択的に撥水膜を形成することによって作製され得る。親水性本体領域１１１、親水性ライン１１２、および撥水性領域１２０を形成する方法は、国際公開第２０１０／０５８５１６号公報（これは、米国特許出願番号１２／８２７，２５５に対応する。この特許出願は本願に援用される）の段落番号００４９〜００５７に記載されている方法を読んだ当業者にとって明らかであろう。
本実施の形態では、親水性本体領域１１１は、親水性ライン１１２と同じ表面エネルギーを有していることが好ましい。しかし、撥水性領域１２０の表面エネルギーが、親水性本体領域１１１の表面エネルギーおよび親水性ライン１１２の表面エネルギーのいずれよりも低い限り、親水性本体領域１１１は、親水性ライン１１２とは異なる表面エネルギーを有し得る。
固体表面に対する水のぬれ性は、固体の表面エネルギーだけでなく、水の表面張力も関係する。親水性の固体の表面エネルギーの具体的な値は、４０ｍＪ／ｍ2以上であることが好ましい。６０ｍＪ／ｍ2以上１０００ｍＪ／ｍ2以下であることがより好ましい。撥水性の固体の表面エネルギーの具体的な値は、５ｍＪ／ｍ2以上４０ｍＪ／ｍ2未満であることが好ましい。５ｍＪ／ｍ2以上２５ｍＪ／ｍ2以下であることがより好ましい。
（工程（ｂ））
工程（ｂ）においては、図６Ａ〜図６Ｃおよび図７に示されるように、第１の液体２００を基板１００に＋Ｘ方向に沿って連続的に塗布する。このようにして、第１の液体２００を親水性ライン１１２および親水性本体領域１１１に交互に配置する。第１の液体２００は先に親水性ライン１１２に配置され、次に親水性本体領域１１１に配置される。参照符号２１１は、親水性本体領域１１１に配置された第１の液体２００を指し示す。参照符号２１２は、親水性ライン１１２に配置された第１の液体２００を指し示す。具体的には、第１のスキージ５１０が用いられる。この第１のスキージ５１０は、＋Ｘ方向に沿って移動する。
撥水性領域１２０は親水性本体領域１１１および親水性ライン１１２を囲んでいるので、工程（ｂ）において親水性本体領域１１１および親水性ライン１１２に配置された親水性の第１の液体２００（例えば、水）は、はみ出さない。
ここで、工程（ｂ）が、さらに詳細に説明される。
図６Ａ〜図６Ｃは、工程（ｂ）を模式的に示した上面図である。図６Ａに示されるように、第１のスキージ５１０が基板１００の一端側（図６Ａの左側）から他端側（図６Ａの右側）に移動する。この過程で、水は、親水性ライン１１２および親水性本体領域１１１のいずれにも配置される。加えて、水は、親水性ライン１１２と親水性本体領域１１１に挟まれた、撥水性領域１２１にも一時的に配置される。なぜなら、基板１００に水は連続的に塗布されるからである。撥水性領域１２１は、図６Ａにおいて円で囲まれた領域である。その後、図６Ｂおよび図６Ｃに示されるように、撥水性領域１２１に配置された水は移動し、親水性本体領域１１１に配置される。撥水性領域１２１の水に対する低いぬれ性が、水の移動を生じさせる。図６Ｃにおける矢印は、水の移動方向を模式的に指し示す。
この結果、親水性本体領域１１１に配置される水の体積は、増大し得る。親水性本体領域１１１に配置される水の体積の増大は、部材４００が親水性本体領域１１１に配置される確率を向上させる。
上記の説明から明らかなように、第１の液体２００（水）は撥水性領域１２１に一時的に配置されるため、第１の液体２００（水）は基板１００の表面に連続的に塗布されることが必要である。
一方、図１０Ａ〜図１０Ｄに示されるように、親水性ライン１１２が形成されていない基板１０が用いられる場合でも、第１の液体（水）は撥水性領域１２上にもぬり広げられる。しかし、部材が親水性領域１１に配置される確率は、本実施の形態による方法よりも低い（後述される比較例６を参照）。
（工程（ｃ））
次に、工程（ｃ）を説明する。
図７Ｂは、本実施形態のマウント方法を実施するためのマウント装置の構成および動作を模式的に示す。図７Ｂに示されるように、マウント装置は、第１のスキージ５１０および第２のスキージ５２０を具備する。工程（ｂ）において、第１のスキージ５１０により、基板１００が第１の液体２００に曝され、親水性ライン１１２および親水性本体領域１１１上に第１の液体２１１〜２１２を配置する。
次に、工程（ｃ）において、親水性本体領域１１１に配置された第１の液体２１１に部材分散液６００を接触させる。図７Ｂおよび図７Ｃに示されるように、第２のスキージ５２０により、基板１００が部材分散液６００に曝される。好ましくは、第１のスキージ５１０および第２のスキージ５２０は、その間隔を維持しながら基板１００上を＋Ｘ方向に沿って移動する。スキージを固定する手段および移動する手段は図示されていない。第２のスキージ５２０を用いることに代え、工程（ｂ）の後、基板１００を部材分散液６００に浸漬し、基板１００を部材分散液６００に曝され得る。
第１の液体２００（水）は、第２の液体３００に実質的に溶解しないので、第１の液体（水）２１１〜２１２は、親水性本体領域１１１および親水性ライン１１２上に安定にとどまる。この過程で、部材４００に働く界面張力のため、部材４００は、親水性本体領域１１１に配置された水２１１の内部に移動する。あるいは、部材４００は、第２の液体３００と水２１１とが形成する界面に移動する。なお、参照符号６１１は、親水性本体領域１１１に配置された部材分散液６００を指し示す。参照符号６１２は親水性ライン１１２に配置された部材分散液６００を指し示す。
図７Ｂおよび図７Ｃにおいては、第１のスキージ５１０および第２のスキージ５２０が＋Ｘ方向に沿って移動し、基板１００は移動しない。しかし、第１のスキージ５１０および第２のスキージ５２０が移動せず、基板１００が−Ｘ方向に沿って移動し得る。または、第１のスキージ５１０および第２のスキージ５２０が＋Ｘ方向に沿って移動し、かつ基板１００が−Ｘ方向に沿って移動し得る。工程（ｂ）では、基板１００の一端に第１の液体２００を配置される。その後、基板１００を傾け、第１の液体２００を親水性本体領域１１１および親水性ライン１１２に順に配置し得る。
（工程（ｄ））
最後に、工程（ｄ）を説明する。
基板１００から、第１の液体（水）２１１〜２１２および第２の液体３００が除去され、図７Ｄに示されるように、部材４００を親水性本体領域１１１に配置する。水２１１〜２１２および第２の液体３００は、公知の乾燥方法により除去される。例えば、自然乾燥、真空デシケータによる乾燥、空気またはガスを吹き付けての乾燥、あるいは加熱および／または減圧による乾燥のような周知の乾燥方法から選択される適切な乾燥方法が用いられ得る。乾燥の前に基板１００は洗浄され得る。
（実施例）
以下の実施例は、本発明による配置方法をさらに詳細に説明する。
（実施例１）
実施例１では、本発明による配置方法を用いて酸化シリコンプレートが基板に配置された。
＜基板の作製＞
まず、撥水性領域１２０に囲まれた複数の親水性本体領域１１１および複数の親水性ライン１１２が、シリコンからなる基板１００に以下のように形成された。
５２５μｍの厚みおよび４インチの直径を有するシリコンからなる基板１００が酸素雰囲気下においてプラズマ処理に曝され、基板１００の表面を酸化した。これにより、基板１００の全面が親水性となった。続いて、フォトリソグラフィー法により、親水性本体領域１１１および親水性ライン１１２に相当するポジ型レジストパターンが形成された。
乾燥雰囲気において、レジストパターンを有する基板１００が、１ｖｏｌ％の濃度のＣＦ3（ＣＦ2）7Ｃ2Ｈ4ＳｉＣｌ3（以下、ＦＳ−１７と略す）を含有するパーフルオロオクタン溶液に、２０分間浸漬された。その後、基板１００が純粋なパーフルオロオクタン中で洗浄され、次いで溶媒が除去された。さらにレジストパターンがアセトンにより除去された。
このようにして、撥水性領域１２０に囲まれた親水性本体領域１１１および親水性ライン１１２がシリコン基板１００上に形成された。
実施例１において形成された親水性本体領域１１１は、以下に詳細に記述される。
形状： 長方形（図２Ａ参照）
Ｘ方向に沿った幅： ４０μｍ
Ｙ方向に沿った長さ（Ｄ２）： ２０μｍ
Ｘ方向に沿って隣接する２つの親水性本体領域１１１の間の間隔： １２０μｍ
Ｙ方向に沿って隣接する２つの親水性本体領域１１１の間の間隔： １２０μｍ
実施例１において形成された親水性ライン１１２は、以下に詳細に記述される。
形状： 長方形（図２Ａ参照）
Ｘ方向に沿った幅（Ｄ４）： ５μｍ
Ｙ方向に沿った長さ（Ｄ３）： ２０μｍ
Ｄ１： ２μｍ
Ｄ５： １００μｍ
＜部材分散液＞
酸化シリコンプレートを含有する部材分散液６００は、以下の方法によって調製された。
まず、５２５μｍの厚みを有するシリコン基板の表面に、電子ビーム蒸着法により、１００ｎｍの厚みを有するアルミニウム薄膜が形成された。続いて、プラズマＣＶＤ法により２００ｎｍの酸化シリコン薄膜が形成された。
レジストパターンをマスクとして利用するドライエッチングにより、酸化シリコン薄膜の一部が除去された。酸素プラズマアッシャー処理によってレジストパターンが剥離され、複数の酸化シリコンプレートを形成した。各酸化シリコンプレートは、縦２０μｍ×横４０μｍ×高さ０．２μｍの大きさを有していた。続いて、５０℃のリン酸および硝酸の混合液（以下、「熱リン酸」）により、アルミニウム薄膜がエッチングされ、酸化シリコンプレートをリフトオフした。
次に、熱リン酸に分散した酸化シリコンプレートがフィルターを用いて吸引ろ過された。酸化シリコンプレートが付着したフィルターが、乾燥雰囲気において終夜、乾燥された。その後、１ｖｏｌ％の１−クロロエチルトリクロロシランを含有する１，４−ジクロロブタン溶液中に、フィルターが２時間浸漬された。酸化シリコンプレートは溶液中に分散した。乾燥窒素雰囲気においてフィルターを用いてシリコン酸化プレートは吸引ろ過された。未反応の１−クロロエチルトリクロロシランを洗浄により除去し、化学修飾された表面を有する酸化シリコンプレートをフィルター上に得た。フィルターは１，４−ジクロロブタン中に浸漬され、超音波が印加された。超音波の印加は、フィルターに付着した酸化シリコンプレートが１，４−ジクロロブタン中に分散することをもたらした。このようにして、部材分散液が調製された。
＜スキージ＞
第１のスキージ５１０の下面は、長さ２０ｍｍ、幅０．５ｍｍのスリットを具備していた。水を安定に保持するために、水を含む脱脂綿がスリット内に入れられた。
第２のスキージ５２０は、ポリエチレン製のナイフであった。
＜配置方法＞
図７Ｂに示すように、第１のスキージ５１０および第２のスキージ５２０が基板１００の一端側に配置された。第２のスキージ５２０の前方に、およそ５０μＬの体積を有する部材分散液６００がガラスピペットにより配置された。
第１のスキージ５１０の下面と基板１００との間隔は、およそ０．２ｍｍに維持された。
第２のスキージ５２０の下面と基板１００との間隔も、およそ０．２ｍｍに維持された。
第１のスキージ５１０と第２のスキージ５２０との間隔は１ｍｍに維持された。
その後、速度１０ｍｍ／秒で第１のスキージ５１０および第２のスキージ５２０を＋Ｘ方向に移動させた。この操作が１０回繰り返された。
基板１００への酸化シリコンプレートの配置状態が顕微鏡で観察された。具体的には、４２カ所の親水性本体領域１１１が選択された。選択された４２箇所の親水性本体領域１１１の中から、１個の酸化シリコンプレートが正確に配置された親水性本体領域の数（Ｎｐ）が数えられた。さらに、複数の酸化シリコンプレートが配置した親水性本体領域の数(Ｎ１)が数えられた。１つの酸化シリコンプレートが歪んで配置された親水性本体領域の数(Ｎ２)も数えられた。ＮｃはＮ１およびＮ２の和である。後述される表１を参照せよ。
（実施例２〜実施例５、および比較例１〜比較例６）
Ｄ１／Ｄ２の値の範囲を決定するために、実施例２〜５および比較例１〜比較例６は実施された。
実施例２〜実施例５および比較例１〜４では、表１に示されたＤ１の値を有する親水性本体領域１１１および親水性ライン１１２が形成されたこと以外は、実施例１と同様の実験が行われた。比較例５では、特許文献２に記載の方法に従って実施例１と同様の実験が行われた。（図９Ａを参照せよ。参照符号１１３は親水性本体領域を指し示す。参照符号１１４は親水性ラインを指し示す。）比較例６は、親水性ライン１１２が形成されなかったこと以外は、実施例１と同様の実験が行われた。
表１は、実施例１〜５および比較例１〜６におけるＮｐおよびＮｃの値を示す。
表１に示されるように、実施例１〜５によるＮｐの値は２０〜２８であった。
一方、比較例１〜６のＮｐの値は、１０〜１５であった。これは、親水性ライン１１２が設けられ、かつＤ１／Ｄ２の値が０．１０以上１．２０以下である場合、部材４００が親水性本体領域１１１に配置される確率が向上することを意味する。
（実施例６〜実施例２１、および比較例７〜比較例１５）
Ｄ３およびＤ５の値を決定するために、実施例６〜実施例２１、および比較例７〜比較例１５は実施された。実施例６〜実施例２１および比較例７〜１５では、表２に示されたＤ１〜Ｄ５の値を有する親水性本体領域１１１および親水性ライン１１２が形成されたこと以外は、実施例１と同様の実験が行われた。比較例１１では、図９Ｂに示されるように、Ｄ５の値は０であった。
表２に示されるように、実施例６〜２１によるＮｐは２０〜２５であった。
一方、比較例７〜１５のＮｐは、８〜１４であった。これは、Ｄ３が５μｍ以上であり、かつＤ５が１０μｍ以上であり、かつＤ１／Ｄ２の値が０．１０以上１．２０以下である場合、部材４００が親水性本体領域１１１に配置される確率が向上することを意味する。
本発明の部材配置方法は、電子素子を含む部材をマウントすること、および微小な柱形状の部材をマウントするために用いられ得る。本発明の部材のマウント方法は、電子機器または電子素子を製造するために用いられ得る。具体的には、本発明は、回路基板およびそれを含む電子機器を製造するために用いられ得る。さらに、本発明は回路基板およびそれを含む電子機器が修理されることを可能にする。

Claims (5)

  1. 部材を基板上に配置する方法であって、以下の工程を具備する：
    前記基板、第１の液体、および部材分散液を準備する工程（ａ）、ここで、
    前記基板は、撥水性領域および複数の親水性領域を具備し、
    前記撥水性領域は、前記複数の親水性領域を囲んでおり、
    各前記親水性領域は、親水性本体領域および親水性ラインを具備し、
    前記親水性ラインは、互いに平行に配置され、
    Ｙ方向は、前記複数の親水性ラインの平行方向であり、
    Ｚ方向は、前記基板の法線の方向であり、
    ＋Ｘ方向は、前記Ｙ方向および前記Ｚ方向のいずれにも直交する方向であり、
    −Ｘ方向は、前記＋Ｘ方向の逆方向であり、
    前記複数の親水性領域が、前記＋Ｘ方向および前記Ｙ方向に沿って配置されており、
    各前記親水性領域に含まれる前記親水性ラインおよび前記親水性本体領域が前記＋Ｘ方向に沿ってこの順で配置されており、
    前記親水性本体領域および前記親水性ラインは、前記＋Ｘ方向に沿って交互に配置されており、
    Ｄ１は、各前記親水性領域に含まれる前記親水性本体領域および前記親水性ラインの間の前記＋Ｘ方向に沿った間隔を表し、
    Ｄ２は、前記親水性本体領域の前記Ｙ方向に沿った長さを表し、
    Ｄ３は、前記親水性ラインの前記Ｙ方向に沿った長さを表し、
    Ｄ４は、前記親水性ラインの幅を表し、
    Ｄ５は、前記Ｙ方向に沿って配置された２つの隣接する前記親水性ラインの間の間隔を表し、
    Ｄ１／Ｄ２の値は０．１以上１．２以下であり、
    Ｄ３の値は、５マイクロメートル以上であり、
    Ｄ４の値は、前記部材の最小長よりも小さく、
    Ｄ５の値は、１０マイクロメートル以上であり、
    前記第１の液体は親水性であり、
    前記部材分散液は、前記部材および第２の液体を含有し、
    前記第２の液体は、前記第１の液体に溶解せず、
    前記部材は親水性の表面を具備しており、
    前記第１の液体を前記基板に連続的に前記＋Ｘ方向に沿って塗布して、前記第１の液体を、前記親水性ラインおよび前記親水性本体領域に交互に前記＋Ｘ方向に沿って配置する工程（ｂ）、
    前記親水性本体領域に配置された前記第１の液体に前記部材分散液を接触させる工程（ｃ）、および
    前記基板から、前記第１の液体および前記第２の液体を除去することによって、前記部材を前記親水性本体領域に配置する工程（ｄ）。
  2. 請求項１に記載の方法であって、
    前記工程（ｂ）において、第１のスキージを用いて前記第１の液体を前記基板に連続的に塗布しながら、前記第１のスキージを前記＋Ｘ方向に沿って移動させる。
  3. 請求項１に記載の方法であって、
    前記工程（ｂ）において、第１のスキージを用いて前記第１の液体を前記基板に連続的に塗布しながら、前記基板を前記−Ｘ方向に沿って移動させる。
  4. 請求項２に記載の方法であって、
    前記工程（ｂ）において、前記基板を前記−Ｘ方向に沿って移動させる。
  5. 請求項１に記載の方法であって、
    前記第１の液体は水である。
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