JP6680878B2

JP6680878B2 - 回路形成方法

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Publication number: JP6680878B2
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Inventors: 謙磁塚田; 政利藤田; 良崇橋本; 佑竹内; 明宏川尻; 雅登鈴木; 克明牧原
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Description

本発明は、金属微粒子を含有する金属含有液を吐出する吐出装置を用いて回路を形成する回路形成方法に関する。

近年、下記特許文献に記載されているように、金属微粒子を含有する金属含有液を吐出する吐出装置を用いて回路を形成する技術が開発されている。具体的には、例えば、吐出装置によって金属含有液が、回路パターンに応じて線状に吐出される。そして、その金属含有液がレーザ等により焼成されることで、金属含有液が配線となり、回路が形成される。

特開２０１１−１９８９２３号公報

上記特許文献に記載されている技術を利用して、複数の配線が接続される場合には、例えば、基材の上に第１の配線が形成された後に、その第１の配線と交わるように、第２の配線の形成予定位置に、金属含有液が吐出される。つまり、第１の配線の上面と、基材の上面の第２の配線の形成予定位置とに渡って、金属含有液が吐出される。ただし、配線の上面の濡れ性と、基材の上面の濡れ性とは、異なっているため、配線の上面に吐出された金属含有液と、基材の上面に吐出された金属含有液とが分離する虞がある。そして、そのように分離した金属含有液が焼成されると、断線した配線、つまり、第１の配線に接続されていない状態の第２の配線が形成されるため、好ましくない。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、第１の配線と第２の配線とが適切に接続された回路を形成することである。

上記課題を解決するために、本発明の回路形成方法は、金属微粒子を含有する金属含有液を吐出する吐出装置を用いて、第１の配線と、前記第１の配線に接続される第２の配線とを含む回路を形成する回路形成方法であって、前記第１の配線の形成予定位置に金属含有液を吐出する第１吐出工程と、前記第１の配線と前記第２の配線との接続予定部を除いて、前記第１吐出工程において吐出された金属含有液を焼成することで、前記第１の配線を形成する第１焼成工程と、前記接続予定部を含む前記第２の配線の形成予定位置に、金属含有液を吐出する第２吐出工程と、前記第２吐出工程において吐出された金属含有液を焼成することで、前記第１の配線に接続された前記第２の配線を形成する第２焼成工程とを含むことを特徴とする。

また、本発明の回路形成方法は、金属微粒子を含有する金属含有液を吐出する吐出装置を用いて、第１の配線と、前記第１の配線に接続される第２の配線とを含む回路を形成する回路形成方法であって、前記第１の配線の形成予定位置に金属含有液を吐出する第１吐出工程と、前記第１吐出工程において吐出された金属含有液を焼成することで、前記第１の配線を形成する第３焼成工程と、前記第１の配線と前記第２の配線との接続予定部に、金属含有液を吐出する第３吐出工程と、前記第３吐出工程において吐出された金属含有液を含む前記第２の配線の形成予定位置に、金属含有液を吐出する第４吐出工程と、前記第４吐出工程において吐出された金属含有液を焼成することで、前記第１の配線に接続された前記第２の配線を形成する第４焼成工程とを含むことを特徴とする。

また、本発明の回路形成方法は、金属微粒子を含有する金属含有液を吐出する吐出装置を用いて、第１の配線と、前記第１の配線に接続される第２の配線とを含む回路を形成する回路形成方法であって、前記第１の配線の形成予定位置に金属含有液を吐出する第１吐出工程と、前記第１吐出工程において吐出された金属含有液を焼成することで、前記第１の配線を形成する第３焼成工程と、前記第１の配線と前記第２の配線との接続予定部と、前記吐出装置により吐出された液滴の径より短いクリアランスのある状態で、前記第２の配線の形成予定位置に金属含有液を吐出する第５吐出工程と、前記第５吐出工程において吐出された金属含有液を焼成することで、前記第１の配線と前記クリアランスの有る状態の前記第２の配線を形成する第５焼成工程と、前記第１の配線と前記第２の配線とに跨るように、前記クリアランスに金属含有液を吐出する第６吐出工程と、前記第６吐出工程において吐出された金属含有液を焼成することで、前記第１の配線と前記第２の配線とを接続する第６焼成工程とを含むことを特徴とする。

また、本発明の回路形成方法は、金属微粒子を含有する金属含有液を吐出する吐出装置を用いて、第１の配線と、前記第１の配線に接続される第２の配線と、前記第１の配線と前記第２の配線との一方に接続される第３の配線とを含む回路を形成する回路形成方法であって、前記第１の配線の形成予定位置に金属含有液を吐出する第１吐出工程と、前記第１吐出工程において吐出された金属含有液を焼成することで、前記第１の配線を形成する第３焼成工程と、前記第１の配線と前記第２の配線との接続予定部と、前記吐出装置により吐出された液滴の径より短いクリアランスのある状態で、前記第２の配線の形成予定位置に金属含有液を吐出する第５吐出工程と、前記第５吐出工程において吐出された金属含有液を焼成することで、前記第１の配線と前記クリアランスの有る状態の前記第２の配線を形成する第５焼成工程と、前記第１の配線と前記第２の配線との一方と前記第３の配線との接続予定部と、前記吐出装置により吐出された液滴の径より短いクリアランスのある状態で、前記第３の配線の形成予定位置に金属含有液を吐出する第７吐出工程と、前記第７吐出工程において吐出された金属含有液を焼成することで、前記第１の配線と前記第２の配線との一方と前記クリアランスの有る状態の前記第３の配線を形成する第７焼成工程と、前記第１の配線と前記第２の配線とに跨るように、前記クリアランスに金属含有液を吐出するとともに、前記第１の配線と前記第２の配線との一方と前記第３の配線とに跨るように、前記クリアランスに金属含有液を吐出する第８吐出工程と、前記第８吐出工程において吐出された金属含有液を焼成することで、前記第１の配線と前記第２の配線とを接続するとともに、前記第１の配線と前記第２の配線との一方と前記第３の配線とを接続する第８焼成工程とを含むことを特徴とする。

本発明の回路形成方法では、第１の配線の接続予定部を未焼成とし、その未焼成の接続予定部と第２の配線の形成予定位置とに跨って、金属含有液が吐出される。つまり、未焼成の第１の配線の上面と、基材の上面の第２の配線の形成予定位置とに渡って、金属含有液が吐出される。未焼成の第１の配線の上面の濡れ性と、基材の上面の濡れ性とは、同等であるため、未焼成の配線の上面に吐出された金属含有液と、基材の上面に吐出された金属含有液とは分離せず、第１の配線と第２の配線とを適切に接続することが可能となる。

また、本発明の回路形成方法では、第１の配線を形成した後に、第１の配線の接続予定部に金属含有液が吐出される。そして、その金属含有液と第２の配線の形成予定位置とに跨って、金属含有液が吐出される。吐出された金属含有液の上面の濡れ性と、基材の上面の濡れ性とは、同等であるため、金属含有液の上面に吐出された金属含有液と、基材の上面に吐出された金属含有液とは分離せず、第１の配線と第２の配線とを適切に接続することが可能となる。

また、本発明の回路形成方法では、第１の配線と第２の配線とを所定のクリアランスがある状態で形成した後に、そのクリアランスに、第１の配線と第２の配線とに跨る状態で、金属含有液が吐出される。なお、クリアランスは、吐出装置によって吐出される金属含有液の液滴の径より小さくされる。このため、クリアランスに吐出された金属含有液の液滴は、第１の配線と第２の配線とに跨った状態とされる。第１の配線と第２の配線とに跨った状態の金属含有液の液滴は、第１の配線及び第２の配線の両方に向かって引き寄せられるため、第１の配線と第２の配線との何れに向かっても流れない。これにより、第１の配線と第２の配線とは、金属含有液の液滴によって接続された状態で維持され、第１の配線と第２の配線とを適切に接続することが可能となる。

また、本発明の回路形成方法では、第１の配線と第２の配線と第３の配線とが互いに所定のクリアランスのある状態で纏めて形成された後に、各クリアランスに纏めて金属含有液が吐出され、各クリアランスに吐出された金属含有液が纏めて焼成される。なお、クリアランスは、吐出装置によって吐出される金属含有液の液滴の径より小さくされる。これにより、各クリアランスにおいて、金属含有液の液滴が２本の配線に跨った状態とされ、各配線を適切に接続することが可能となる。また、この回路形成方法では、クリアランスのある状態での配線の形成工程と、各配線のクリアランスへの金属含有液の吐出工程と、金属含有液の焼成工程との各々の工程が、纏めて実行される。これにより、各工程を効率的に実行し，スループットの向上を図ることが可能となる。

回路形成装置を示す図である。制御装置を示すブロック図である。樹脂積層体が形成された状態の回路を示す断面図である。樹脂積層体の上に配線が形成された状態の回路を示す断面図である。樹脂積層体の上の配線に金属インクが吐出された状態の回路を示す断面図である。金属インクが分離した状態の回路を示す断面図である。第１の配線の形成予定位置に吐出された金属インクを示す模式図である。乾燥された状態の金属インクを示す模式図である。接続予定部を除いて焼成された金属インクを示す模式図である。第１の配線と、その第１の配線に接続された状態で吐出された金属インクとを示す模式図である。接続された状態の第１の配線と第２の配線とを示す模式図である。第１の配線を示す模式図である。接続予定部に金属インクが吐出された状態の第１の配線を示す模式図である。第１の配線の形成予定位置に吐出された金属インクと、その金属インクと所定のクリアランスがある状態で第２の配線の形成予定位置に吐出された金属インクとを示す模式図である。第１の配線と、その第１の配線と所定のクリアランスがある状態で形成された第２の配線とを示す模式図である。吐出された金属インクによって接続された状態の第１の配線と第２の配線とを示す模式図である。Ｔ字型に接続された状態の第１の配線と第２の配線とを示す模式図である。第１の配線の形成予定位置および突出部に吐出された金属インクを示す模式図である。乾燥した状態の金属インクを示す模式図である。突出部を除いて焼成された金属インクを示す模式図である。第１の配線と、その第１の配線に接続された状態で吐出された金属インクとを示す模式図である。突出部を含む第１の配線を示す模式図である。突出部に金属インクが吐出された状態の第１の配線を示す模式図である。突出部及び第１の配線の形成予定位置に吐出された金属インクと、突出部と所定のクリアランスがある状態で第２の配線の形成予定位置に吐出された金属インクとを示す模式図である。突出部を含む第１の配線と、突出部と所定のクリアランスがある状態で形成された第２の配線とを示す模式図である。吐出された金属インクによって接続された状態の第１の配線と第２の配線とを示す模式図である。突出部及び第１の配線の形成予定位置に吐出された金属インクと、その金属インクの端部と所定のクリアランスがある状態で第２の配線の形成予定位置に吐出された金属インクと、突出部と所定のクリアランスがある状態で第３の配線の形成予定位置に吐出された金属インクとを示す模式図である。突出部を含む第１の配線と、第１の配線の端部と所定のクリアランスがある状態で形成された第２の配線と、突出部と所定のクリアランスがある状態で形成された第３の配線とを示す模式図である。吐出された金属インクによって接続された状態の第１の配線と第２の配線と第３の配線とを示す模式図である。接続された状態の第１の配線と第２の配線と第３の配線とを示す模式図である。

回路形成装置の構成
図１に回路形成装置１０を示す。回路形成装置１０は、搬送装置２０と、第１造形ユニット２２と、第２造形ユニット２４と、制御装置（図２参照）２６とを備える。それら搬送装置２０と第１造形ユニット２２と第２造形ユニット２４とは、回路形成装置１０のベース２８の上に配置されている。ベース２８は、概して長方形状をなしており、以下の説明では、ベース２８の長手方向をＸ軸方向、ベース２８の短手方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方に直交する方向をＺ軸方向と称して説明する。

搬送装置２０は、Ｘ軸スライド機構３０と、Ｙ軸スライド機構３２とを備えている。そのＸ軸スライド機構３０は、Ｘ軸スライドレール３４とＸ軸スライダ３６とを有している。Ｘ軸スライドレール３４は、Ｘ軸方向に延びるように、ベース２８の上に配設されている。Ｘ軸スライダ３６は、Ｘ軸スライドレール３４によって、Ｘ軸方向にスライド可能に保持されている。さらに、Ｘ軸スライド機構３０は、電磁モータ（図２参照）３８を有しており、電磁モータ３８の駆動により、Ｘ軸スライダ３６がＸ軸方向の任意の位置に移動する。また、Ｙ軸スライド機構３２は、Ｙ軸スライドレール５０とステージ５２とを有している。Ｙ軸スライドレール５０は、Ｙ軸方向に延びるように、ベース２８の上に配設されており、Ｘ軸方向に移動可能とされている。そして、Ｙ軸スライドレール５０の一端部が、Ｘ軸スライダ３６に連結されている。そのＹ軸スライドレール５０には、ステージ５２が、Ｙ軸方向にスライド可能に保持されている。さらに、Ｙ軸スライド機構３２は、電磁モータ（図２参照）５６を有しており、電磁モータ５６の駆動により、ステージ５２がＹ軸方向の任意の位置に移動する。これにより、ステージ５２は、Ｘ軸スライド機構３０及びＹ軸スライド機構３２の駆動により、ベース２８上の任意の位置に移動する。

ステージ５２は、基台６０と、保持装置６２と、昇降装置（図２参照）６４とを有している。基台６０は、平板状に形成され、上面に基板が載置される。保持装置６２は、基台６０のＸ軸方向の両側部に設けられている。そして、基台６０に載置された基板のＸ軸方向の両縁部が、保持装置６２によって挟まれることで、基板が固定的に保持される。また、昇降装置６４は、基台６０の下方に配設されており、基台６０を昇降させる。

第１造形ユニット２２は、ステージ５２の基台６０に載置された基板（図３参照）７０の上に配線を造形するユニットであり、第１印刷部７２と、乾燥部７３と、焼成部７４とを有している。第１印刷部７２は、インクジェットヘッド（図２参照）７６を有しており、基台６０に載置された基板７０の上に、金属インクを線状に吐出する。金属インクは、金属の微粒子が溶剤中に分散されたものである。なお、インクジェットヘッド７６は、例えば、圧電素子を用いたピエゾ方式によって複数のノズルから導電性材料を吐出する。

乾燥部７３は、赤外線ランプ（図２参照）７７を有している。赤外線ランプ７７は、基板７０の上に吐出された金属インクに赤外線を照射する装置であり、赤外線の照射によって、金属インクに含まれる溶剤が気化し、金属インクは乾燥した状態となる。また、焼成部７４は、レーザ照射装置（図２参照）７８を有している。レーザ照射装置７８は、基板７０の上に吐出された金属インクにレーザを照射する装置であり、レーザが照射された金属インクは焼成し、配線が形成される。なお、金属インクの焼成とは、エネルギーを付与することによって、溶剤の気化や金属微粒子保護膜の分解等が行われ、金属微粒子が接触または融着をすることで、導電率が高くなる現象である。そして、金属インクが焼成することで、金属製の配線が形成される。

また、第２造形ユニット２４は、ステージ５２の基台６０に載置された基板７０の上に樹脂層を造形するユニットであり、第２印刷部８４と、硬化部８６とを有している。第２印刷部８４は、インクジェットヘッド（図２参照）８８を有しており、基台６０に載置された基板７０の上に紫外線硬化樹脂を吐出する。なお、インクジェットヘッド８８は、例えば、圧電素子を用いたピエゾ方式でもよく、樹脂を加熱して気泡を発生させノズルから吐出するサーマル方式でもよい。

硬化部８６は、平坦化装置（図２参照）９０と照射装置（図２参照）９２とを有している。平坦化装置９０は、インクジェットヘッド８８によって基板７０の上に吐出された紫外線硬化樹脂の上面を平坦化するものであり、例えば、紫外線硬化樹脂の表面を均しながら余剰分の樹脂を、ローラもしくはブレードによって掻き取ることで、紫外線硬化樹脂の厚みを均一させる。また、照射装置９２は、光源として水銀ランプもしくはＬＥＤを備えており、基板７０の上に吐出された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する。これにより、基板７０の上に吐出された紫外線硬化樹脂が硬化し、樹脂層が造形される。

また、制御装置２６は、図２に示すように、コントローラ１２０と、複数の駆動回路１２２とを備えている。複数の駆動回路１２２は、上記電磁モータ３８，５６、保持装置６２、昇降装置６４、インクジェットヘッド７６、赤外線ランプ７７、レーザ照射装置７８、インクジェットヘッド８８、平坦化装置９０、照射装置９２に接続されている。コントローラ１２０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え、コンピュータを主体とするものであり、複数の駆動回路１２２に接続されている。これにより、搬送装置２０、第１造形ユニット２２、第２造形ユニット２４の作動が、コントローラ１２０によって制御される。

回路形成装置の作動
回路形成装置１０では、上述した構成によって、基板７０の上に回路パターンが形成される。具体的には、ステージ５２の基台６０に基板７０がセットされ、そのステージ５２が、第２造形ユニット２４の下方に移動される。そして、第２造形ユニット２４において、図３に示すように、基板７０の上に樹脂積層体１３０が形成される。樹脂積層体１３０は、インクジェットヘッド８８からの紫外線硬化樹脂の吐出と、吐出された紫外線硬化樹脂への照射装置９２による紫外線の照射とが繰り返されることにより形成される。

詳しくは、第２造形ユニット２４の第２印刷部８４において、インクジェットヘッド８８が、基板７０の上面に紫外線硬化樹脂を薄膜状に吐出する。続いて、紫外線硬化樹脂が薄膜状に吐出されると、硬化部８６において、紫外線硬化樹脂の膜厚が均一となるように、紫外線硬化樹脂が平坦化装置９０によって平坦化される。そして、照射装置９２が、その薄膜状の紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する。これにより、基板７０の上に薄膜状の樹脂層１３２が形成される。

続いて、インクジェットヘッド８８が、その薄膜状の樹脂層１３２の上に紫外線硬化樹脂を薄膜状に吐出する。そして、平坦化装置９０によって薄膜状の紫外線硬化樹脂が平坦化され、照射装置９２が、その薄膜状に吐出された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射することで、薄膜状の樹脂層１３２の上に薄膜状の樹脂層１３２が積層される。このように、薄膜状の樹脂層１３２の上への紫外線硬化樹脂の吐出と、紫外線の照射とが繰り返され、複数の樹脂層１３２が積層されることで、樹脂積層体１３０が形成される。

上述した手順により樹脂積層体１３０が形成されると、ステージ５２が第１造形ユニット２２の下方に移動される。そして、第１印刷部７２において、インクジェットヘッド７６が、樹脂積層体１３０の上面に金属インクを、配線の形成予定位置、つまり、回路パターンに応じて線状に吐出する。次に、乾燥部７３において、赤外線ランプ７７が、金属インクに赤外線を照射する。これにより、金属インクに含まれる溶剤が気化し、金属インクが乾燥した状態となる。そして、焼成部７４において、乾燥した状態の金属インクに、レーザ照射装置７８がレーザを照射する。これにより、金属インクが焼成し、図４に示すように、樹脂積層体１３０の上に配線１３６が形成される。このように、回路形成装置１０では、紫外線硬化樹脂によって樹脂積層体１３０が形成され、金属イオンによって配線１３６が形成されることで、基板７０の上に回路パターンが形成される。

また、回路パターンのパターンに応じて、配線１３６に、別の配線、つまり、第２の配線が接続される場合がある。このような場合には、第１印刷部７２において、インクジェットヘッド７６が、図５に示すように、配線１３６への接続予定位置と重なった状態で、第２の配線の形成予定位置に金属インク１３８を吐出する。そして、金属インクの乾燥及び焼結によって、第２の配線が形成される。ただし、第２の配線が、配線１３６への接続箇所において断線する虞がある。

詳しくは、第２の配線を形成するべく、配線１３６への接続予定位置と重なった状態で、第２の配線の形成予定位置に金属インク１３８が吐出される際に、配線１３６の上面と樹脂積層体１３０の上面とに跨って、金属インク１３８が吐出される。なお、配線１３６の上面は濡れ性が高く、接触角は５度以下である。一方、樹脂積層体１３０の上面は濡れ性が低く、接触角は約２５度である。このため、配線１３６の上面の吐出された金属インク１３８は濡れ広がり、樹脂積層体１３０の上に吐出された金属インク１３８が配線１３６に向かって引き寄せられる。この際、樹脂積層体１３０の上に吐出された金属インク１３８が配線１３６に向かって流れ、図６に示すように、配線１３６の上面の吐出された金属インク１３８と、樹脂積層体１３０の上面の吐出された金属インク１３８とが分離する虞がある。そして、分離した状態の金属インク１３８が焼成されると、配線１３６への接続箇所において断線した第２の配線が形成される。

このようなことに鑑みて、回路形成装置１０では、従来の手法とは異なる手法に従って、第１の配線および、その第１の配線に接続される第２の配線が形成される。詳しくは、第１造形ユニット２２の第１印刷部７２において、インクジェットヘッド７６によって、図７に示すように、第１の配線の形成予定位置に金属インク１５０が吐出される。なお、インクジェットヘッド７６は、金属インク１５０を液滴状に吐出するため、吐出された金属インク１５０は円形で図示されている。

次に、乾燥部７３において、インクジェットヘッド７６によって吐出された金属インク１５０の全体に、赤外線ランプ７７によって赤外線が照射される。これにより、金属インク１５０が乾燥した状態となる。なお、乾燥前の金属インク１５０と、乾燥後の金属インクとを区別するべく、乾燥前の金属インク１５０を黒色で図示し、乾燥後の金属インクを灰色で図示する。このため、赤外線の照射により、乾燥前の金属インク１５０が、図８に示すように、乾燥した状態の金属インク１５２となる。

そして、焼成部７４において、乾燥した状態の金属インク１５２に、レーザ照射装置７８によってレーザが照射され、金属インク１５２が焼成される。ただし、乾燥した状態の金属インク１５２の全体にレーザは照射されず、第１の配線と第２の配線との接続予定部を除いた金属インク１５２に、レーザが照射される。これにより、図９に示すように、第１の配線と第２の配線との接続予定部では、金属インク１５２が乾燥した状態で維持され、その接続予定部以外の金属インク１５２は焼成し、第１の配線１５６が形成される。なお、焼成した金属インク、つまり、配線は、白色で図示する。

続いて、第１印刷部７２において、インクジェットヘッド７６によって、図１０に示すように、第１の配線と第２の配線との接続予定部と、第２の配線の形成予定位置とに金属インク１５０が吐出される。つまり、図９での金属インク１５２の上面と、樹脂積層体１３０の上面での第２の配線の形成予定位置とに跨って、金属インク１５０が吐出される。なお、焼成された金属インク、つまり、配線の上面は濡れ性が高いが、乾燥した状態の金属インク１５２の上面は、樹脂積層体１３０の上面の濡れ性と同等の濡れ性である。このため、金属インク１５２の上面に吐出された金属インク１５０と、樹脂積層体１３０の上面に吐出された金属インク１５０との一方が他方に向かって流れず、金属インク１５２の上面に吐出された金属インク１５０と、樹脂積層体１３０の上面に吐出された金属インク１５０とは分離しない。これにより、金属インク１５２の上面に吐出された金属インク１５０と、樹脂積層体１３０の上面に吐出された金属インク１５０とは、連続し、接続された状態で維持される。

そして、乾燥部７３において、金属インク１５０に、赤外線が照射されることで、乾燥され、さらに、焼成部７４において、乾燥した状態の金属インク１５２にレーザが照射される。これにより、図１１に示すように、第１の配線１５６に接続した状態の第２の配線１５８が形成される。このように、第１の配線１５６の接続予定部を未焼成とし、その接続予定部と第２の配線の形成予定位置とに跨って、金属インク１５０を吐出することで、第１の配線と第２の配線とを適切に接続することが可能となる。

また、回路形成装置１０では、先に説明した第１の手法とは異なる第２の手法に従って、第１の配線および、その第１の配線に接続される第２の配線を形成することが可能である。詳しくは、第１の手法と同様に、第１印刷部７２において、インクジェットヘッド７６によって、図７に示すように、第１の配線の形成予定位置に金属インク１５０が吐出され、さらに、乾燥部７３において、金属インク１５０の全体に、赤外線ランプ７７によって赤外線が照射される。これにより、吐出された金属インク１５０が、図８に示すように、乾燥した状態の金属インク１５２となる。そして、焼成部７４において、乾燥した状態の金属インク１５２の全体に、レーザ照射装置７８によってレーザが照射される。これにより、図１２に示すように、金属インク１５２全体が焼成し、第１の配線１５６が形成される。

次に、第１印刷部７２において、第１の配線１５６と第２の配線１５８との接続予定部に、インクジェットヘッド７６によって、金属インク１５０が吐出される。つまり、図１３に示すように、第２の配線１５８の接続が予定されている第１の配線１５６の上面に、金属インク１５０が吐出される。そして、乾燥部７３において、吐出された金属インク１５０に、赤外線が照射される。これにより、図９に示すように、接続予定部において、第１の配線１５６の上面が乾燥した状態の金属インク１５２によって覆われる。

続いて、第１印刷部７２において、インクジェットヘッド７６によって、図１０に示すように、第１の配線と第２の配線との接続予定部と、第２の配線の形成予定位置とに金属インク１５０が吐出される。つまり、図９での乾燥した状態の金属インク１５２の上面と、樹脂積層体１３０の上面での第２の配線の形成予定位置とに跨って、金属インク１５０が吐出される。これにより、金属インク１５０は、濡れ性が同等の金属インク１５２と樹脂積層体１３０との両方に跨って、吐出されるため、金属インク１５２の上面に吐出された金属インク１５０と、樹脂積層体１３０の上面に吐出された金属インク１５０とは分離せず、接続された状態で維持される。

そして、乾燥部７３において、金属インク１５０に、赤外線が照射されることで、金属インク１５０が乾燥され、さらに、焼成部７４において、乾燥した状態の金属インク１５２にレーザが照射される。これにより、図１１に示すように、第１の配線１５６に接続した状態の第２の配線１５８が形成される。このように、第１の配線１５６を形成した後に、第１の配線１５６の接続予定部に金属インク１５０を吐出し、その金属インク１５０を乾燥させ、乾燥した状態の金属インク１５２と第２の配線の形成予定位置とに跨って、金属インク１５０を吐出することで、第１の配線と第２の配線とを適切に接続することが可能となる。

さらに、回路形成装置１０では、先に説明した２つの手法とは異なる第３の手法に従って、第１の配線および、その第１の配線に接続される第２の配線を形成することが可能である。詳しくは、第１印刷部７２において、インクジェットヘッド７６によって、第１の配線の形成予定位置に金属インク１５０が吐出される。さらに、図１４に示すように、第１の配線と第２の配線との接続予定部と所定のクリアランスＸのある状態で、第２の配線の形成予定位置に金属インク１５０が、インクジェットヘッド７６によって吐出される。なお、所定のクリアランスＸは、インクジェットヘッド７６によって吐出される金属インク１５０の液滴の径Ｙより短くされている。

そして、乾燥部７３において、金属インク１５０に、赤外線が照射されることで、金属インク１５０が乾燥され、さらに、焼成部７４において、乾燥した状態の金属インク１５２にレーザが照射される。これにより、図１５に示すように、所定のクリアランスＸで離間した状態の第１の配線１５６と第２の配線１５８とが形成される。

続いて、第１印刷部７２において、図１６に示すように、第１の配線１５６と第２の配線１５８とのクリアランスに、金属インク１５０がインクジェットヘッド７６によって吐出される。この際、インクジェットヘッド７６によって吐出される金属インク１５０の液滴の径Ｙは、第１の配線１５６と第２の配線１５８とのクリアランスＸより長いため、金属インク１５０の液滴は、第１の配線１５６と第２の配線１５８とに跨った状態とされる。第１の配線１５６と第２の配線１５８とに跨った状態の金属インク１５０の液滴は、濡れ拡がりやすい第１の配線１５６及び第２の配線１５８の両方に向かって引き寄せられる。ただし、金属インク１５０の液滴は、径方向における両端部から略均等な力で引き寄せられるため、第１の配線１５６と第２の配線１５８との何れに向かっても流れない。これにより、第１の配線１５６と第２の配線１５８とは、金属インク１５０の液滴によって接続された状態で維持される。

そして、乾燥部７３において、金属インク１５０に、赤外線が照射されることで、乾燥され、さらに、焼成部７４において、乾燥した状態の金属インク１５２にレーザが照射される。これにより、図１１に示すように、第１の配線１５６と第２の配線１５８とが接続された状態で形成される。このように、第１の配線１５６と第２の配線１５８とを所定のクリアランスがある状態で形成した後に、そのクリアランスに、第１の配線１５６と第２の配線１５８とに跨る状態で、金属インク１５０を吐出し、その金属インク１５０を乾燥・焼成させることで、第１の配線と第２の配線とを適切に接続することが可能となる。

また、上記説明では、第２の配線１５８が第１の配線１５６の端部に接続されているが、第２の配線１５８が第１の配線１５６の端部と異なる部分に接続される場合がある。具体的には、例えば、図１７に示すように、第１の配線１５６の両端部の間において、第２の配線１５８が、第１の配線１５６とＴ字型に接続される場合がある。このような場合には、第１の配線１５６に、第２の配線１５８に向かって突出する突出部が形成され、その突出部において、第２の配線１５８が接続される。この際、先に説明した第１の手法を適用することで、第１の配線１５６と第２の配線１５８とがＴ字型に接続される。

詳しくは、第１印刷部７２において、インクジェットヘッド７６によって、第１の配線の形成予定位置に金属インク１５０が吐出される。この際、図１８に示すように、第１の配線の形成予定位置だけでなく、第２の配線の形成予定位置に向かって突出するように、金属インク１５０が吐出される。なお、第２の配線の形成予定位置に向かって突出する部分を、突出部１６０と記載する場合がある。また、突出部１６０の幅寸法、つまり、突出する方向と直行する方向における寸法は、第２の配線１５８の幅寸法と同寸法にされている。

次に、乾燥部７３において、インクジェットヘッド７６によって吐出された金属インク１５０の全体に、赤外線ランプ７７によって赤外線が照射される。これにより、吐出された金属インク１５０の全体が、図１９に示すように、乾燥した状態の金属インク１５２となる。そして、焼成部７４において、乾燥した状態の金属インク１５２に、レーザ照射装置７８によってレーザが照射され、金属インク１５２が焼成される。この際、乾燥した状態の金属インク１５２の全体にレーザは照射されず、突出部１６０を除いた金属インク１５２に、レーザが照射される。これにより、図２０に示すように、突出部１６０では、金属インク１５２が乾燥した状態で維持され、その突出部１６０以外の金属インク１５２は焼成し、第１の配線１５６が形成される。

続いて、第１印刷部７２において、インクジェットヘッド７６によって、図２１に示すように、突出部１６０と、第２の配線の形成予定位置とに金属インク１５０が吐出される。つまり、図２０での突出部１６０の金属インク１５２の上面と、樹脂積層体１３０の上面での第２の配線の形成予定位置とに跨って、金属インク１５０が吐出される。これにより、金属インク１５０は、濡れ性が同等の金属インク１５２と樹脂積層体１３０との両方に跨って、吐出されるため、金属インク１５２の上面に吐出された金属インク１５０と、樹脂積層体１３０の上面に吐出された金属インク１５０とは分離せず、接続された状態で維持される。

そして、乾燥部７３において、金属インク１５０に、赤外線が照射されることで、金属インク１５０が乾燥され、さらに、焼成部７４において、乾燥した状態の金属インク１５２にレーザが照射される。これにより、図１７に示すように、第１の配線１５６にＴ字型に接続した状態の第２の配線１５８が形成される。このように、第１の配線１５６に突出部１６０を形成し、その突出部１６０を、第１の配線１５６と第２の配線１５８との接続予定部として機能させるとともに、先に説明した第１の手法を適用することで、第１の配線１５６と第２の配線１５８とをＴ字型に適切に接続することが可能となる。

また、第１の配線１５６と第２の配線１５８とをＴ字型に接続する場合に、先に説明した第２の手法を適用することが可能である。詳しくは、第１の手法と同様に、第１印刷部７２において、インクジェットヘッド７６によって、図１８に示すように、第１の配線の形成予定位置および、突出部１６０に金属インク１５０が吐出され、さらに、乾燥部７３において、金属インク１５０の全体に、赤外線ランプ７７によって赤外線が照射される。これにより、吐出された金属インク１５０が、図１９に示すように、乾燥した状態の金属インク１５２となる。そして、焼成部７４において、乾燥した状態の金属インク１５２の全体に、レーザ照射装置７８によってレーザが照射される。これにより、図２２に示すように、金属インク１５２全体が焼成し、第１の配線１５６が形成される。

次に、第１印刷部７２において、突出部１６０に、インクジェットヘッド７６によって、金属インク１５０が吐出される。つまり、図２３に示すように、第１の配線１５６の突出部１６０の上面に、金属インク１５０が吐出される。この際、金属インク１５０は、突出部１６０の上面でのみ濡れ広がり、突出部１６０の幅と同じ幅とされる。そして、乾燥部７３において、吐出された金属インク１５０に、赤外線が照射される。これにより、図２０に示すように、突出部１６０において、第１の配線１５６の上面が乾燥した状態の金属インク１５２によって覆われる。

続いて、第１印刷部７２において、インクジェットヘッド７６によって、図２１に示すように、突出部１６０と、第２の配線の形成予定位置とに金属インク１５０が吐出される。つまり、図２０での乾燥した状態の金属インク１５２の上面と、樹脂積層体１３０の上面での第２の配線の形成予定位置とに跨って、金属インク１５０が吐出される。これにより、金属インク１５０は、濡れ性が同等の金属インク１５２と樹脂積層体１３０との両方に跨って、吐出されるため、金属インク１５２の上面に吐出された金属インク１５０と、樹脂積層体１３０の上面に吐出された金属インク１５０とは分離せず、接続された状態で維持される。

そして、乾燥部７３において、金属インク１５０に、赤外線が照射されることで、金属インク１５０が乾燥され、さらに、焼成部７４において、乾燥した状態の金属インク１５２にレーザが照射される。これにより、図１７に示すように、第１の配線１５６にＴ字型に接続した状態の第２の配線１５８が形成される。このように、第１の配線１５６に突出部１６０を形成し、その突出部１６０を、第１の配線１５６と第２の配線１５８との接続予定部として機能させるとともに、先に説明した第２の手法を適用することで、第１の配線１５６と第２の配線１５８とをＴ字型に適切に接続することが可能となる。また、突出部１６０の上に金属インク１５０が吐出された際に、金属インク１５０の幅は、突出部１６０の幅、つまり、第２の配線１５８の幅とされる。これにより、第２の配線１５８が第１の配線１５６に接続される箇所の幅を、第２の配線１５８の幅と同じにすることが可能となる。

また、第１の配線１５６と第２の配線１５８とをＴ字型に接続する場合に、先に説明した第３の手法を適用することが可能である。詳しくは、第１印刷部７２において、インクジェットヘッド７６によって、図２４に示すように、第１の配線の形成予定位置および、突出部１６０に金属インク１５０が吐出される。さらに、突出部１６０と所定のクリアランスＸのある状態で、第２の配線の形成予定位置に金属インク１５０が、インクジェットヘッド７６によって吐出される。なお、所定のクリアランスＸは、インクジェットヘッド７６によって吐出される金属インク１５０の液滴の径Ｙより短くされている。

そして、乾燥部７３において、金属インク１５０に、赤外線が照射されることで、金属インク１５０が乾燥され、さらに、焼成部７４において、乾燥した状態の金属インク１５２にレーザが照射される。これにより、図２５に示すように、所定のクリアランスＸで離間した状態の第１の配線１５６と第２の配線１５８とが形成される。

続いて、第１印刷部７２において、図２６に示すように、第１の配線１５６と第２の配線１５８とのクリアランスに、金属インク１５０がインクジェットヘッド７６によって吐出される。この際、金属インク１５０の液滴は、第１の配線１５６と第２の配線１５８とに跨った状態とされ、径方向における両端部から略均等な力で引き寄せられるため、第１の配線１５６と第２の配線１５８との何れに向かっても流れない。これにより、第１の配線１５６と第２の配線１５８とは、金属インク１５０の液滴によって接続された状態で維持される。

そして、乾燥部７３において、金属インク１５０に、赤外線が照射されることで、乾燥され、さらに、焼成部７４において、乾燥した状態の金属インク１５２にレーザが照射される。これにより、図１７に示すように、第１の配線１５６と第２の配線１５８とが、Ｔ字型に接続された状態で形成される。このように、第１の配線１５６に突出部１６０を形成し、その突出部１６０を、第１の配線１５６と第２の配線１５８との接続予定部として機能させるとともに、先に説明した第３の手法を適用することで、第１の配線１５６と第２の配線１５８とをＴ字型に適切に接続することが可能となる。

なお、先に説明した第３の手法に従って、３本以上の配線を接続した状態で形成する場合には、３本以上の配線を互いにクリアランスのある状態で形成した後に、各クリアランスに金属インク１５０を吐出することで、配線の接続工程の効率化，スループットの向上等を図ることが可能となる。詳しくは、第１印刷部７２において、インクジェットヘッド７６によって、図２７に示すように、第１の配線の形成予定位置および、突出部１６０に金属インク１５０が吐出される。また、第１の配線の形成予定位置に吐出された金属インク１５０の端部と所定のクリアランスＸのある状態で、第２の配線の形成予定位置に金属インク１５０が、インクジェットヘッド７６によって吐出される。さらに、突出部１６０と所定のクリアランスＸのある状態で、第３の配線の形成予定位置に金属インク１５０が、インクジェットヘッド７６によって吐出される。なお、所定のクリアランスＸは、インクジェットヘッド７６によって吐出される金属インク１５０の液滴の径Ｙより短くされている。

そして、乾燥部７３において、金属インク１５０に、赤外線が照射されることで、金属インク１５０が乾燥され、さらに、焼成部７４において、乾燥した状態の金属インク１５２にレーザが照射される。これにより、図２８に示すように、所定のクリアランスＸで離間した状態の第１の配線１５６と第２の配線１５８と第３の配線１６２とが形成される。

続いて、第１印刷部７２において、図２９に示すように、第１の配線１５６と第２の配線１５８とのクリアランスに、金属インク１５０が吐出され、第１の配線１５６と第３の配線１６２とのクリアランスに、金属インク１５０が吐出される。この際、第１の配線１５６と第２の配線１５８とのクリアランスに吐出された金属インク１５０の液滴は、第１の配線１５６と第２の配線１５８とに跨った状態とされ、第１の配線１５６と第３の配線１６２とのクリアランスに吐出された金属インク１５０の液滴は、第１の配線１５６と第３の配線１６２とに跨った状態とされる。これにより、上述したように、第１の配線１５６と第２の配線１５８とは、金属インク１５０の液滴によって接続された状態で維持され、第１の配線１５６と第３の配線１６２とは、金属インク１５０の液滴によって接続された状態で維持される。

そして、乾燥部７３において、金属インク１５０に、赤外線が照射されることで、乾燥され、さらに、焼成部７４において、乾燥した状態の金属インク１５２にレーザが照射される。これにより、図３０に示すように、第１の配線１５６と第２の配線１５８とが、直線状に接続された状態で形成され、第１の配線１５６と第３の配線１６２とが、Ｔ字型に接続された状態で形成される。このように、回路形成装置１０では、第１の配線１５６と、第２の配線１５８と、第３の配線１６２とを互いに所定のクリアランスＸのある状態で纏めて形成した後に、各クリアランスに纏めて金属インク１５０を吐出し、各配線が纏めて接続される。つまり、クリアランスのある状態での配線の形成工程と、各配線のクリアランスへの金属インク１５０の吐出工程と、クリアランスに吐出された金属インク１５０の焼成工程との各々の工程が、纏めて実行される。これにより、各工程を効率的に実行し，スループットの向上を図ることが可能となる。

ちなみに、上記実施例において、インクジェットヘッド７６は、吐出装置の一例である。第１の配線１５６は、第１の配線の一例である。第２の配線１５８は、第２の配線の一例である。第３の配線１６２は、第３の配線の一例である。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。例えば、上記実施例では、インクジェットヘッド７６により吐出された金属インク１５０が、赤外線の照射により乾燥された後に、レーザ照射により焼成されているが、赤外線の照射を省くことが可能である。詳しくは、金属インクには、金属インクに含まれる溶剤等に応じて、金属インクを赤外線等により乾燥させなければ、適切に焼成できない金属インクや、金属インクを赤外線等により乾燥させなくても、適切に焼成できる金属インクが存在する。このため、金属インクを赤外線等により乾燥させなくても、適切に焼成できる金属インクに対しては、インクジェットヘッド７６により金属インクが吐出された後に、赤外線の照射工程を行うことなく、レーザ照射により金属インクを焼成することが可能である。

また、上記実施例では、金属インクがレーザによって焼成されているが、パルス光，フラッシュランプ等の光によって焼成してもよく、電気炉等の熱によって焼成してもよい。

７６：インクジェットヘッド（吐出装置）１５６：第１の配線１５８：第２の配線１６２：第３の配線

Claims

金属微粒子を含有する金属含有液を吐出する吐出装置を用いて、第１の配線と、前記第１の配線に接続される第２の配線とを含む回路を形成する回路形成方法であって、
前記第１の配線の形成予定位置に金属含有液を吐出する第１吐出工程と、
前記第１の配線と前記第２の配線との接続予定部を除いて、前記第１吐出工程において吐出された金属含有液を焼成することで、前記第１の配線を形成する第１焼成工程と、
前記接続予定部を含む前記第２の配線の形成予定位置に、金属含有液を吐出する第２吐出工程と、
前記第２吐出工程において吐出された金属含有液を焼成することで、前記第１の配線に接続された前記第２の配線を形成する第２焼成工程と
を含む回路形成方法。
金属微粒子を含有する金属含有液を吐出する吐出装置を用いて、第１の配線と、前記第１の配線に接続される第２の配線とを含む回路を形成する回路形成方法であって、
前記第１の配線の形成予定位置に金属含有液を吐出する第１吐出工程と、
前記第１吐出工程において吐出された金属含有液を焼成することで、前記第１の配線を形成する第３焼成工程と、
前記第１の配線と前記第２の配線との接続予定部に、金属含有液を吐出する第３吐出工程と、
前記第３吐出工程において吐出された金属含有液を含む前記第２の配線の形成予定位置に、金属含有液を吐出する第４吐出工程と、
前記第４吐出工程において吐出された金属含有液を焼成することで、前記第１の配線に接続された前記第２の配線を形成する第４焼成工程と
を含む回路形成方法。
金属微粒子を含有する金属含有液を吐出する吐出装置を用いて、第１の配線と、前記第１の配線に接続される第２の配線とを含む回路を形成する回路形成方法であって、
前記第１の配線の形成予定位置に金属含有液を吐出する第１吐出工程と、
前記第１吐出工程において吐出された金属含有液を焼成することで、前記第１の配線を形成する第３焼成工程と、
前記第１の配線と前記第２の配線との接続予定部と、前記吐出装置により吐出された液滴の径より短いクリアランスのある状態で、前記第２の配線の形成予定位置に金属含有液を吐出する第５吐出工程と、
前記第５吐出工程において吐出された金属含有液を焼成することで、前記第１の配線と前記クリアランスの有る状態の前記第２の配線を形成する第５焼成工程と、
前記第１の配線と前記第２の配線とに跨るように、前記クリアランスに金属含有液を吐出する第６吐出工程と、
前記第６吐出工程において吐出された金属含有液を焼成することで、前記第１の配線と前記第２の配線とを接続する第６焼成工程と
を含む回路形成方法。
前記第２の配線が前記第１の配線の端部と異なる部分に接続される場合の前記回路形成方法において、
前記第１吐出工程が、
前記第１の配線の形成予定位置に金属含有液を吐出するとともに、前記接続予定部として、前記第１の配線の形成予定位置から前記第２の配線の形成予定位置に向かって突出するように、前記第２の配線の幅と同じ幅で金属含有液を吐出する請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の回路形成方法。
金属微粒子を含有する金属含有液を吐出する吐出装置を用いて、第１の配線と、前記第１の配線に接続される第２の配線と、前記第１の配線と前記第２の配線との一方に接続される第３の配線とを含む回路を形成する回路形成方法であって、
前記第１の配線の形成予定位置に金属含有液を吐出する第１吐出工程と、
前記第１吐出工程において吐出された金属含有液を焼成することで、前記第１の配線を形成する第３焼成工程と、
前記第１の配線と前記第２の配線との接続予定部と、前記吐出装置により吐出された液滴の径より短いクリアランスのある状態で、前記第２の配線の形成予定位置に金属含有液を吐出する第５吐出工程と、
前記第５吐出工程において吐出された金属含有液を焼成することで、前記第１の配線と前記クリアランスの有る状態の前記第２の配線を形成する第５焼成工程と、
前記第１の配線と前記第２の配線との一方と前記第３の配線との接続予定部と、前記吐出装置により吐出された液滴の径より短いクリアランスのある状態で、前記第３の配線の形成予定位置に金属含有液を吐出する第７吐出工程と、
前記第７吐出工程において吐出された金属含有液を焼成することで、前記第１の配線と前記第２の配線との一方と前記クリアランスの有る状態の前記第３の配線を形成する第７焼成工程と、
前記第１の配線と前記第２の配線とに跨るように、前記クリアランスに金属含有液を吐出するとともに、前記第１の配線と前記第２の配線との一方と前記第３の配線とに跨るように、前記クリアランスに金属含有液を吐出する第８吐出工程と、
前記第８吐出工程において吐出された金属含有液を焼成することで、前記第１の配線と前記第２の配線とを接続するとともに、前記第１の配線と前記第２の配線との一方と前記第３の配線とを接続する第８焼成工程と
を含む回路形成方法。