JPWO2014050421A1 - 配線パターンの形成方法および配線パターン形成物 - Google Patents

Abstract

第１、第２および第３の工程を順に実施し、第１の工程が、絶縁性基板（１００）の第一の面（１０１）の非配線部（１０４）に、レジスト層（２００）を積層する工程であり、第２の工程が、配線部（１０３）と前記レジスト層（２００）の少なくとも一部の上に導電性薄膜層（３００）を積層する工程であり、第３の工程が、フラッシュランプ（４００）から可視光帯域のフラッシュ光（４０１）を、前記絶縁性基板（１００）の第二の面（１０２）から前記レジスト層（２００）の第二の面（２０２）に照射して、前記レジスト層（２００）を消失させ、配線部（１０３）に導電性薄膜層（３００）よりなる配線パターンを形成する工程であることを特徴とする配線パターンの形成方法および配線パターン形成物。エッチング液やレジスト剥離液などの化学物質を使用するなどの煩雑な工程を必要とせず、環境側面および経済側面において有効な新しい配線パターンの形成方法を提供する。

Description

本発明は、配線パターンの形成方法に関し、特にエッチングの難しい貴金属配線板、プリント配線板として有用な、配線パターンの形成方法および配線パターン形成物に関する。

従来より、絶縁性基板の表面に金属パターンによる配線を形成した金属配線基板が、電子部品や半導体素子に広く用いられている。従来の配線パターン形成方法としては、例えば、サブトラクティブ法、セミアディティブ法、フルアディティブ法、リフトオフ法などが用いられている（特許文献１〜６）。

サブトラクティブ法とは、絶縁性を有する基板本体の上に形成された金属箔上にフォトレジスト層を形成した積層板を用意する。この積層板のレジスト層に所望の導体パターンを配置して、その上から紫外線を露光し、現像して導体パターン以外のレジスト層を除去した後、エッチング液を用いてレジスト層によってマスクされた導体パターンを残して導体層の一部を除去し、最後に導体パターン上のレジスト層を剥離することによって配線パターンを得るものである（特許文献１〜３）。

一方セミアディティブ法では、絶縁樹脂上に厚さ０．３〜３μｍ程度の薄い下地金属層を無電解めっきにより形成し、下地金属層上にフォトレジスト層を形成した後に、回路パターンとは逆の回路パターンが描画された露光板を介して紫外線露光することによって、配線回路を形成すべき部分の下地金属層が露出し、回路形成しない部分ではフォトレジスト皮膜によって被覆されたレジストパターンを形成する。給電層上に形成されたフォトレジストパターンを型として下地金属層に電流を印加し、配線回路となる部分を電解めっき法により形成する。続いてフォトレジストパターンを除去して下地金属層をエッチング除去することで配線パターンを得るものである（特許文献４）。

また絶縁基板上にＰｔ、Ａｕ、Ｐｄ等の貴金属およびこれらの合金等のエッチングの難しい金属で導電回路を形成する場合、予め、回路パターンのネガティブ型レジスト膜を形成し、次に真空蒸着法やスパッタリング法により、前記金属層を形成し、レジスト膜を溶剤除去する、いわゆるリフトオフ法により配線パターンを得る方法が知られている（特許文献５、６）。

ところで、電気化学的バイオセンサーに用いられる作用極および対極等の電極は、例えば、血液中のグルコース濃度を測定する血糖値測定装置は、血液中のグルコース成分とＧＯＤ（グルコースオキシダーゼ）やＧＤＨ（グルコースデヒドロゲナーゼ）等の酵素が反応し、その反応によって電子伝達体（メディエーター）を酸化させ、発生する電流値を読み取ることにより血液中のグルコース濃度を測定している。このとき用いられる電極は、電子伝達体を酸化する際にそれ自身が酸化されない導電性材料を用いなければならないという制約がある。そのため、パラジウム、金、白金、カーボン等の導電性材料から選ばなければならない。パラジウム、金、白金等の貴金属を用いる場合、レーザーでトリミングする方法が開示されている（特許文献７）。

これらの配線パターン形成方法は、エッチング液やレジスト剥離液などの化学物質を使用するなどの煩雑な工程を必要であったり、レーザー照射装置等の高価な装置を導入しなければならず、環境側面および経済側面において、より有効な手段が求められている。

特開２００４−０６３５７５号公報 特開２００４−１７２２３６号公報 特開２００５−１３６３３９号公報 特開２００９−１７６７７０号公報 特開平８−２７４４４８号公報 特開２０００−２８６５３６号公報 国際公開第２００２／００８７４３号

本発明者らは、従来技術の背景に鑑み前記の問題に対して調査し、環境側面および経済側面において有効な新しい配線パターンの形成方法および配線パターン形成物を提供せんとするものである。

本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。すなわち、本発明の配線パターンの形成方法は、第１の工程、第２の工程および第３の工程を順に実施する配線パターンの形成方法であって、
第１の工程が、絶縁性基板（１００）の第一の面（１０１）の非配線部（１０４）にレジスト層（２００）を積層する工程であり、
第２の工程が、配線部（１０３）と前記レジスト層（２００）の少なくとも一部の上に導電性薄膜層（３００）を積層する工程であり、
第３の工程が、フラッシュランプ（４００）から可視光帯域のフラッシュ光（４０１）を、前記絶縁性基板（１００）の第二の面（１０２）から少なくとも前記レジスト層（２００）の第二の面（２０２）に照射して、前記レジスト層（２００）を消失させ、配線部（１０３）に導電性薄膜層（３００）よりなる配線パターンを形成する工程であることを特徴とする。

かかる配線パターンの形成方法の好ましい態様は、下記（１）〜（１１）の通りである。
（１）前記絶縁性基板（１００）の全光線透過率が２０％以上であること
（２）前記レジスト層（２００）がカーボンを含有すること
（３）前記レジスト層（２００）が有機溶剤を含有すること
（４）前記有機溶剤の沸点が２００℃以下であること
（５）前記レジスト層（２００）が、グラビア印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷およびフォトリソグラフィからなる群より選ばれる少なくとも１つを含む方法で形成されたこと
（６）前記レジスト層（２００）を形成後、配線部（１０３）のレジスト層を、レーザーアブレーション法により除去されて形成されたこと
（７）前記導電性薄膜層（３００）が、カーボン系以外の導電性材料であること
（８）前記導電性薄膜層（３００）の厚さが、１ｎｍ以上２０μｍ以下であること
（９）前記導電性薄膜層（３００）が、スパッタリング法および／または蒸着法で積層されたこと
（１０）前記可視光帯域のフラッシュ光（４０１）の照射により、前記レジスト層（２００）の少なくとも一部が気化すること
（１１）前記可視光帯域のフラッシュ光（４０１）の照射エネルギーが、０．１Ｊ／ｃｍ^２以上１００Ｊ／ｃｍ^２以下であること

また、本発明では、上記配線パターンの形成方法により形成された配線パターン形成物や配線パターン形成物を用いたバイオセンサーチップも提供する。

本発明によれば、従来技術の背景に鑑み、環境側面および経済側面において有効な新しい配線パターン形成方法および配線パターン形成物を提供することができる。

本発明の配線パターン形成方法の第１の工程を示す断面図である。 本発明の配線パターン形成方法の第２の工程を示す断面図である。 本発明の配線パターン形成方法の第３の工程を示す断面図である。 本発明の配線パターン形成方法により得られた配線回路を示す断面図である。 本発明の配線パターン形成方法の第１の工程を示す断面図である。 本発明の配線パターン形成方法により得られた配線回路を示す断面図である。 本発明の配線パターン形成方法の第１の工程におけるレジスト層の非配線部をレーザーアブレーション法により除去する工程を示す模式図である。 本発明のフラッシュ光のスペクトルの一例を示す図である。 本発明の配線のネガティブパターンの一例を示す図である。 本発明の配線パターン形成物より形成したバイオセンサーの一例を示す図である。 本発明の配線のネガティブパターンの一例を示す図である。 本発明の配線パターン形成物より形成したＲＦＩＤの一例を示す図である。

本発明の配線パターンの形成方法は、
第１の工程が、絶縁性基板の第一の面の非配線部（１０４）にレジスト層（２００）を積層する工程であり、
第２の工程が、配線部（１０３）と前記レジスト層（２００）の少なくとも一部の上に導電性薄膜層（３００）を積層する工程であり、
第３の工程が、フラッシュランプ（４００）から可視光帯域のフラッシュ光（４０１）を、前記絶縁性基板の第二の面（１０２）から少なくとも前記レジスト層の第二の面（２０２）に照射して、前記レジスト層（２００）を消失し、配線部（１０３）に導電性薄膜層（３００）よりなる配線パターンを形成する工程であることを特徴とする配線パターンの形成方法である。

絶縁性基板（１００）は、透明であることが好ましい。本明細書で言う透明とは、前記絶縁性基板の第二の面（１０２）より入射する可視光帯域のフラッシュ光（４０１）が、第一の面（１０１）に到達し、レジスト層（２００）の少なくとも一部が消失する程度であればよい。具体的には、ＪＩＳ Ｋ７３７５（２００８年）で測定される前記絶縁性基板（１００）の全光線透過率が、２０％以上が好ましく、３０％以上であるとさらに可視光帯域のフラッシュ光（４０１）の強度が減衰することなく、前記レジスト層（２００）に効率良く到達し、前記レジスト層（２００）の少なくとも一部を消失することができるのでより好ましい。絶縁性基板（１００）の全光線透過率が２０％より小さい場合、可視光帯域のフラッシュ光（４０１）の強度が減衰し、レジスト層（２００）に可視光帯域のフラッシュ光（４０１）が効率良く到達することが難しく、前記レジスト層（２００）を消失させることができない場合がある。前記絶縁性基板（１００）の全光線透過率の上限は、特に制限するものではなく、限りなく１００％に近いものであっても特に問題はない。

絶縁性基板（１００）は、例えばガラスまたはプラスチックフィルムよりなる。ガラスまたはプラスチックフィルムの材質としては、本発明の特性を損なわない程度であれば、公知のものを使用することができる。例えば、プラスチックフィルムの材質としては、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステルアミド、ポリエーテル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリ−ρ−フェニレンスルフィド、ポリエーテルエステル、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、アセテート系、ポリ乳酸系、フッ素系、シリコーン系が挙げられる。また、これらの共重合体やブレンド物やさらに架橋した化合物を用いることもできる。

さらに、前述の全光線透過率を損なわない範囲であれば、複数のフィルムの積層体であってもよく、図５を参照して、例えば、絶縁性積層基板（１０５）を構成する第一の基板（１０６）として、１μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを用い、絶縁性積層基板（１０５）を構成する第二の基板（１０７）としてポリ二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（１０７ａ）と、３０μｍの粘着剤層（１０７ｂ）が付いた３８μｍの粘着剤層付き二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを貼付した絶縁性積層基板（１０５）を絶縁性基板（１００）として使用することができる。また、絶縁性積層基板（１０５）を絶縁性基板（１００）とし、第１の工程から第３の工程を終了後、前記粘着剤付き二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（１０７）を剥離することにより、１μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムに導電性パターン（３０１）を形成した配線パターン形成物を得ることもできる。

前記絶縁性基板（１００）の厚さは、特に制限するものではないが、１０μｍ以上、５ｍｍ以下であることが好ましい。厚さが１０μｍ未満であると、絶縁性基板が、割れてしまったり、シワが入ったり、破断し易くなり、取り扱いが困難になる場合がある。厚さが５ｍｍを超えると、前述の全光線透過率が低下して、可視光帯域のフラッシュ光（４０１）の強度が絶縁性基板（１００）の第二の面（１０２）から絶縁性基板（１００）の第一の面（１０１）に到達するまでに減衰し、レジスト層（２００）の一部を消失することができなくなる場合がある。前記絶縁性基板（１００）の厚さが、１０μｍ以上、５ｍｍ以下であると、取り扱いやすく、また全光線透過率が低下することもないので好ましい。

レジスト層（２００）は、絶縁性基板（１００）の第二の面（１０２）から第一の面（１０１）を通じて照射される可視光帯域のフラッシュ光（４０１）により消失、すなわち、可視光帯域のフラッシュ光（４０１）により少なくとも一部が気化する材料が含まれていればよい。具体的には、可視光帯域のフラッシュ光（４０１）が、レジスト層（２００）に照射されると、瞬間的に温度が４００度以上に達し、その温度により、前記レジスト層（２００）の一部が気化する。このことにより、前記レジスト層（２００）およびその上に積層された導電性薄膜層の除去される部分（３０２）が、絶縁性基板（１００）の第一の面（１０１）から剥がされ、前記絶縁性基板（１００）上に導電性薄膜層（３００）の配線パターンとなる部分（３０１）が残ることで配線パターンを得ることができる。

可視光帯域のフラッシュ光（４０１）により少なくとも一部が気化するレジスト層（２００）の材料としては、例えば、可視光帯域のフラッシュ光（４０１）を照射することで、［式１］の反応により酸化され、気化するカーボン（Ｃ）を含有するものが挙げられる。

［式１］
Ｃ ＋Ｏ_２ → ＣＯ_２（気体）

カーボンとしては、特に限定するものではないが、例えば、黒鉛、フラーレン、ダイヤモンド、カーボン繊維、カーボンナノチューブ、グラッシーカーボン、活性炭、カーボンブラック等が挙げられる。

前記カーボンの大きさは、特に規定するものではないが、レジスト層（２００）中に含まれるカーボンの表面積が大きければ多いほど、フラッシュランプ（４００）から照射される可視光帯域のフラッシュ光（４０１）のエネルギーによって、［式１］の反応が生じやすくなる。従って、適宜必要なカーボンの種類や含有量を選択すればよい。例えば、黒鉛が採用される場合、１００ｎｍ以下の一次粒子径のものを少なくとも５質量％以上含有していることが好ましく、より好ましくは、１０質量％以上であり、さらに好ましくは、１５質量％以上である。

前記カーボンを含有するレジスト層（２００）としては、例えば、カーボンとバインダー樹脂と有機溶剤の混合液を公知の方法で塗布、または印刷することにより得ることができる。この場合のカーボンの含有量は、特に限定するものではないが、レジスト層（２００）１００質量部に対し、１質量部以上９９質量部以下であることが好ましく、より好ましくは、３質量部以上９０質量部以下である。カーボンの含有量が１質量部より少ないと、可視光帯域のフラッシュ光（４０１）でレジスト層（２００）中に含まれるカーボンが［式１］の反応により気化して二酸化炭素の気体になっても前記レジスト層（２００）およびその上に積層された導電性薄膜層（３００）の除去される部分（３０２）が絶縁性基板（１００）の第一の面（１０１）から剥がれないことがあり、所望の配線パターンが得られない場合がある。９９質量部より多いと、バインダー樹脂の含有率が小さくなるため、絶縁性基板（１００）とレジスト層（２００）の密着性が悪くなり、第２の工程以降の工程において支障を及ぼす可能性がある。カーボンの含有量が、１質量部以上９９質量部以下であると、絶縁性基板（１００）とレジスト層（２００）の密着性を損ねることなく、且つ、可視光帯域のフラッシュ光（４０１）でレジスト層（２００）中に含まれるカーボンが［式１］の反応により気化して二酸化炭素の気体になって前記レジスト層（２００）およびその上に積層された導電性薄膜層（３００）の除去される部分（３０２）を絶縁性基板（１００）の第一の面（１０１）から剥がすことができ、所望の配線パターンを得ることができる。

レジスト層（２００）を形成する別の方法としては、カーボンを少なくとも含むレジスト層を構成する材料をスパッタリング法や蒸着法等の公知の方法により均一なレジスト層を形成する方法を用いることができる。この場合のレジスト層（２００）１００質量部中に含有するカーボンの含有率は、１００質量部であっても絶縁性基板（１００）とレジスト層（２００）の密着性が悪くなることはなく、第２の工程以降の工程において支障を及ぼすこともない。

次いで、所望の配線パターンを得るために、配線部（１０３）上のレジスト層（２００）をレーザー発信装置（５００）より発信されるレーザービーム（５０１）で除去する、いわゆるレーザーアブレーション法により除去を行なう方法を用いることができる。

また、本発明の第１の工程は、グラビア印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷およびフォトリソグラフからなる群より選ばれる少なくとも１つを含む方法により配線のネガティブパターンを前記カーボンとバインダー樹脂と有機溶剤の混合液で印刷し、乾燥させ、黒鉛とバインダー樹脂よりなるレジスト層（２００）を形成する方法も用いることができる。

可視光帯域のフラッシュ光（４０１）の照射により少なくとも一部が気化するレジスト層（２００）の他の材料としては、例えば、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル等の有機溶剤が挙げられる。

有機溶剤の種類について、特に制限するものではないが、沸点が４０℃以上、２００℃以下であることが好ましい。より好ましくは、８０℃以上、１５０℃以下である。有機溶剤の沸点が、４０℃より低いと、可視光帯域のフラッシュ光（４０１）を照射する前の段階において、前記レジスト層（２００）中に含まれる有機溶剤が徐々に大気中に放出してしまう場合がある。有機溶剤の沸点が２００℃より高いと、可視光帯域のフラッシュ光（４０１）を照射する強度を過剰に大きくする必要があり、それにより、絶縁性基板（１００）が損傷する場合がある。有機溶剤の沸点が４０℃以上、２００℃以下であれば、可視光帯域のフラッシュ光（４０１）を照射する前の段階において、前記レジスト層（２００）中に含まれる有機溶剤が徐々に大気中に放出することなく、且つ、可視光帯域のフラッシュ光（４０１）を照射する強度を過剰に大きくする必要がないため、絶縁性基板（１００）を損傷することがないため好ましい。

有機溶剤をレジスト層（２００）に含有させる方法としては、例えば、硫化ゴム、ポリエステル、ポリアクリル酸共重合体等のバインダー樹脂を前記有機溶剤に溶解した液を所望の粘度に調整し、グラビア印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷等の公知の方法でパターン印刷し、乾燥する方法が挙げられる。また別の方法としては、シリカ等の平均粒径が０．０１〜１０μｍ程度の多孔質粒子に前記有機溶剤に十分浸漬させた、いわゆる有機溶剤をカプセル状に包含した粒子と、前記バインダー樹脂と、前記有機溶剤とを含有する液を所望の粘度に調整し、公知の方法で配線のネガティブパターンを塗布し、乾燥することにより得ることができる。

多孔質粒子としては、例えば多孔質シリカを挙げることができる。特に限定するものではないが、多孔質シリカの細孔の平均細孔径は、好ましくは１〜１０ｎｍ、より好ましくは２〜５ｎｍであり、多孔質シリカの比表面積は、好ましくは４００〜１，５００ｍ^２／ｇ、より好ましくは６００〜１，２００ｍ^２／ｇである。多孔質シリカの細孔の平均細孔径が１〜１０ｎｍ、および／または、多孔質シリカの比表面積が４００〜１，５００ｍ^２／ｇであると、有機溶剤を粒子中に十分包含することができる。

レジスト層（２００）における有機溶剤の含有量は、特に限定するものではないが、０．０１質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは、０．０５質量％以上５質量％以下であり、さらに好ましくは、０．１質量％以上３質量％以下である。

有機溶剤の含有量が０．０１質量％より少ないと、可視光帯域のフラッシュ光（４０１）でレジスト層（２００）中に含まれる前記有機溶剤が気化しても前記レジスト層（２００）およびその上に積層された導電性薄膜層（３００）の除去される部分（３０２）が絶縁性基板（１００）の第一の面（１０１）から剥がれず、所望の配線パターンが得られない場合がある。有機溶剤の含有量が１０質量％より大きいと、気化による絶縁性基板（１００）へのダメージが大きくなったり、レジスト層（２００）と絶縁性基板（１００）との密着性が低下したりする場合がある。

有機溶剤の含有量が、０．０１質量％以上１０質量％以下であると、可視光帯域のフラッシュ光（４０１）でレジスト層（２００）中に含まれる前記有機溶剤が気化して、前記レジスト層（２００）およびその上に積層された導電性薄膜層（３００）の除去される部分（３０２）が絶縁性基板（１００）の第一の面（１０１）から剥がすことができ、絶縁性基板（１００）へのダメージもほとんどなく、レジスト層（２００）と絶縁性基板（１００）との密着性を十分保つことができる。

レジスト層（２００）の厚さは、特に制限するものではないが、１ｎｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。さらに好ましくは、１０ｎｍ以上１５μｍ以下である。厚さが１ｎｍより小さいと、レジスト層（２００）自体にピンホールが発生し、導電性薄膜層（３００）をこの上に積層する第２の工程で、前記レジスト層（２００）自体のピンホールを通じて導電性薄膜層（３００）が所望の部分以外の導電性基板（１００）に付着する場合がある。厚さが２０μｍより大きい場合、微細な配線のネガティブパターンを描くことが困難となる場合がある。レジスト層（２００）の厚さが、１０ｎｍ以上２０μｍ以下であると、レジスト自体にピンホールが発生することなく、また、微細な配線のネガティブパターンを描くことができるため好ましい。

導電性薄膜層（３００）は、可視光帯域のフラッシュ光（４０１）が照射されてもダメージを受けにくい導電性材料であればよい。具体的には、カーボン系以外の導電性材料であればよく、通常、金属、合金、導電性ポリマー等が挙げられる。

導電性薄膜層（３００）にカーボン系の導電性材料を用いた場合、可視光帯域のフラッシュ光（４０１）により、レジスト層（２００）だけでなく、カーボン系導電材料よりなる導電性薄膜層（３００）自身も気化、消失してしまう場合がある。導電性材料のなかでも好ましい材料は、金属であり、特にエッチングされにくい金、白金、パラジウム等の導電性材料や透明導電性ポリマーで導電性回路を形成する場合、本発明が有効である。

導電性薄膜層（３００）の厚さは、特に限定するものではないが、１ｎｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。さらに好ましくは、１０ｎｍ以上１２μｍ以下である。導電性薄膜層（３００）の厚さが、１ｎｍより小さいと、導電性回路の抵抗値が大きくなる場合がある。２０μｍより大きいと、可視光帯域のフラッシュ光（４０１）でレジスト層（２００）を消失する際、導電性薄膜層（３００）の除去される部分（３０２）と導電性薄膜層（３００）の配線パターン部となる部分（３０１）がつながったままの状態で残ってしまったり、つながったままの状態で剥がれてしまったりする場合がある。導電性薄膜層（３００）の厚さが、１ｎｍ以上２０μｍ以下であることにより、導電性回路の抵抗値が大きくなりすぎず、且つ、可視光帯域のフラッシュ光（４０１）でレジスト層（２００）を消失する際、導電性薄膜層（３００）の除去される部分（３０２）と導電性薄膜層（３００）の配線パターン部となる部分（３０１）がつながったままの状態で残ってしまったり、つながったままの状態で剥がれてしまったりすることがなく、所望の配線パターンを得ることができるので好ましい。

導電性薄膜層（３００）は、スパッタリング法および／または蒸着法で積層することができる。

蒸着法としては、例えば、物理気相蒸着法（ＰＶＤ）、プラズマ化学気相蒸着法（ＰＡＣＶＤ）、化学蒸着法（ＣＶＤ）、電子ビーム物理蒸着法（ＥＢＰＶＤ）および／または有機金属気相蒸着法（ＭＯＣＶＤ）を含むが、これらに限定されない。これらの技術は周知であり、絶縁性基板（１００）に金属または導電性材料の均一で薄い被覆を選択的に設けるために使用可能である。

フラッシュランプ（４００）は、キセノンフラッシュランプであることが好ましい。

キセノンフラッシュランプは、内部にキセノンが封入され、その両端部に電源ユニットのコンデンサーに接続された陽極および陰極が配接された棒状のガラス管（放電管）と、該ガラス管の外周面上に付設されたトリガー電極とを備えている。キセノンガスは電気的には絶縁体であることから、コンデンサーに電荷が蓄積されていたとしても通常の状態ではガラス管内に電気は流れない。しかしながら、トリガー電極に高電圧を印加して絶縁を破壊した場合には、コンデンサーに蓄えられた電気が両端電極間の放電によってガラス管内に瞬時に流れ、そのときのキセノンの原子あるいは分子の励起によって可視光帯域２００ｎｍ〜８００ｎｍの広帯域のスペクトルをもつフラッシュ光が放出される。図８は、キセノンフラッシュランプより照射されるフラッシュ光のスペクトルの一例である。このようなキセノンフラッシュランプにおいては、予めコンデンサーに蓄えられていた静電エネルギーが１マイクロ秒ないし１００ミリ秒という極めて短い光パルスに変換されることから、連続点灯の光源に比べて極めて強い光を照射し得るという特徴を有している。すなわち本発明においては、絶縁性基板（１００）の第二の面（１０２）を通過して、レジスト層（２００）を高速に加熱することができる。しかも、絶縁性基板（１００）をほとんど温度上昇させずに処理することができるため好ましい。

可視光帯域のフラッシュ光（４０１）を照射する際の１回の照射エネルギーは、前記レジスト層（２００）の一部を気化するのに十分であればよく、特に限定するものではない。すなわち、絶縁性基板（１００）の材質および全光線透過率や、レジスト層（２００）の材質、厚さ、およびパターン形状（面積）、光源と照射対象物の距離、可視光帯域のフラッシュ光（４０１）のランプの本数等種々の状態により適宜選ばれるものであるが、０．１Ｊ／ｃｍ^２以上１００Ｊ／ｃｍ２以下の範囲であることが好ましく、０．５Ｊ／ｃｍ^２以上５０Ｊ／ｃｍ^２以下の範囲であることがより好ましい。照射エネルギーが０．１Ｊ／ｃｍ^２より小さいと、前記レジスト層（２００）の一部を気化するのに不十分であり、絶縁性基板（１００）から剥がれない場合がある。１００Ｊ／ｃｍ^２より大きいと、前記レジスト層（２００）が必要以上に加熱されてしまったり、絶縁性基板（１００）や導電性薄膜層（３００）が高温に加熱され、ダメージを受けたりしてしまう場合がある。照射エネルギーが、０．１Ｊ／ｃｍ^２以上１００Ｊ／ｃｍ^２以下であると、前記レジスト層（２００）の一部を気化するのに十分であるため好ましい。

フラッシュランプ（４００）と絶縁性基板（１００）の第二の面（１０２）の距離は、特に限定するものではないが、１０ｍｍ以上１，０００ｍｍ以下の範囲であることが好ましく、より好ましくは、１００ｍｍ以上８００ｍｍ以下である。フラッシュランプ（４００）と絶縁性基板（１００）の第二の面（１０２）の距離が１０ｍｍ未満であると、可視光帯域のフラッシュ光（４０１）の照射範囲が小さくなったり、フラッシュランプ（４００）自体に蓄積された熱が絶縁性基板（１００）の第二の面（１０２）に伝播し、熱的損傷を受けたりする場合がある。１，０００ｍｍより大きいと、可視光帯域のフラッシュ光（４０１）により、レジスト層（２００）を高速に加熱することができなくなる場合がある。フラッシュランプ（４００）と絶縁性基板（１００）の第二の面（１０２）の距離が、１０ｍｍ以上１，００ｍｍ以下の範囲であると、絶縁性基板（１００）の第二の面（１０２）に熱的損傷を受けることなく、またレジスト層（２００）を高速に加熱することができる。

可視光帯域のフラッシュ光（４０１）は、同一領域に１回または複数回照射される。通常、１回の照射で前記レジスト層（２００）の一部を気化させればよく、配線パターンが微細であったり、複雑なパターンを描いていたりする場合は、１回の照射エネルギーを下げて複数回照射することにより、所望の配線パターンを得ることができる。

可視光帯域のフラッシュ光（４０１）を同一領域に複数回照射する場合、照射する間隔は、１００Ｈｚ以下が好ましい。より好ましくは、１Ｈｚ以上５０Ｈｚ以下である。

可視光帯域のフラッシュ光（４０１）の同一領域に対する総照射時間は、１０マイクロ秒以５０ミリ秒以下が好ましい。より好ましくは、５０マイクロ秒以上２０ミリ秒であり、さらに好ましくは、１００マイクロ秒以上５ミリ秒以下である。１０マイクロ秒より短いと、前記レジスト層（２００）の一部を気化するのに不十分であり、絶縁性基板（１００）から剥がれない場合がある。５０ミリ秒より長いと、前記レジスト層（２００）が必要以上に加熱されてしまったり、絶縁性基板（１００）や導電性薄膜層（３００）が高温に加熱され、ダメージを受けてしまったりする場合がある。可視光帯域のフラッシュ光（４０１）の１回の照射時間が、１０マイクロ秒以上５０ミリ秒以下であると、前記レジスト層（２００）の一部を気化するのに十分であり、絶縁性基板（１００）や導電性薄膜層（３００）が高温に加熱され、ダメージを受けることもないため好ましい。

第３の工程において、可視光帯域のフラッシュ光（４０１）照射後、気化および剥離したレジスト層（２００）の残渣が発生する場合がある。この場合、公知の方法で除去すればよく、例えば、吸引等の空気により除去する方法や、粘着ロール等で除去することができる。

なお、本発明に従って作成した配線パターン形成物は、フレキシブルプリント配線板、特にエッチングの難しいＡｕ、Ｐｔ、Ｐｄ等の貴金属配線板に好適に用いることができる。

本発明で得られた配線パターン形成物はバイオセンサーチップの電極として用いることができる。本発明の配線パターン形成方法によれば、従来技術のようなレジストやエッチング液を用いることなくバイオセンサーチップを作成することができるため、環境面で有利な効果がある。また、電極にパラジウム、金、白金等の貴金属を用いた場合であっても、従来技術のようなレーザー設備が不要であるため、製造装置を大掛かりなものとすることなく安価にバイオセンサーチップを作成することができる。

次に、具体的実施例を示して、本発明の配線パターンの形成方法について具体的に説明する。

（実施例１）
（１）第１の工程
絶縁性基板（１００）として、全光線透過率（ＪＩＳ Ｋ７１０５（２００８））９３％のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム“ルミラー”（登録商標）（タイプＵ３４）５０μｍ（東レ（株）製）を用意した。

次いで、グラフェンよりなるカーボン板をターゲット材料とし、ＤＣマグネトロンスパッタリング装置を用いて、第一の面（１０１）に厚さ１０ｎｍの均一なカーボン膜を作成した。

次にＹＡＧレーザー発信装置（５００）を用いて、前記カーボン薄膜にレーザービーム（５０１）を照射し、絶縁性基板（１００）上の配線部（１０３）上のカーボン膜をレーザーアブレーション法で線状に除去し、線幅１０μｍ、線間２０μｍ、線長１０ｍｍの平行な線を１０本描画し、配線のネガティブパターンを描画したレジスト層（２００）を得た。

（２）第２の工程
前記第１の工程で得られた絶縁性基板（１００）の第一の面（１０１）に、Ｐｄをターゲット材料として、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により厚さ２０ｎｍのＰｄ薄膜からなる導電性薄膜層（３００）を積層した。

（３）第３の工程
キセノンパルス照射装置Ｓｉｎｔｅｒｏｎ２０００（Ｘｅｎｏｎ社製）を用いて、照射時間５００マイクロ秒、可視光帯域のフラッシュ光（４０１）を前記第２の工程で得られた絶縁性基板（１００）の第二の面（１０２）側に、１回照射を行ない、３．７Ｊ／ｃｍ^２の照射エネルギーを与え、カーボン膜よりなるレジスト層（２００）を消失させた。

前記（１）〜（３）により、配線部（３００）がＰｄよりなる配線パターン形成物を得ることができた。配線パターン形成物では、絶縁性基板（１００）の第一の面（１０１）に厚さ２０ｎｍ、線幅１０μｍ、線間２０μｍ、線長１０ｍｍのＰｄよりなる導電パターンが、欠損することなく、また、隣り合う他の導電パターンと短絡することなく、１０本得ることができた。

（実施例２）
（１）第１の工程
絶縁性積層基板を構成する第一の基板（１０６）としてポリイミド（ＰＩ）フィルム“カプトン”（登録商標）（タイプ２５Ｈ）１２．５μｍ（東レ・デュポン（株）製）を用意し、絶縁性積層基板（１０５）を構成する第二の基板（１０７）として粘着剤付きポリエステルフィルム“Ｅ−ＭＡＳＫ”（登録商標）（タイプＲＰ３０１）５９μｍ（日東電工（株）製）を用意し、ＰＩフィルムと貼り合わせを行ない、絶縁性積層基板（１０５）を作成した。このときの全光線透過率は、２８％であった。

次いで多孔質シリカ（サンスフィアＨ−３１：ＡＧＣエスアイテック(株)製、平均粒径３μｍ、比表面積８００ｍ^２／ｇ、細孔直径５ｎｍ）を１５質量部と、バインダー樹脂（“バイロン”（登録商標）ＧＫ２５０：東洋紡（株）製、非晶性ポリエステル樹脂）を１５質量部と、メチルエチルケトンを３５質量部とトルエンを３５質量部用いて十分に攪拌し、レジスト用塗料を作成した。

さらに、グラビア印刷法により線幅８０μｍ、線間１００μｍ、線長さ３０ｍｍの配線のネガティブ型パターンを前記絶縁性積層基板（１０６）のＰＩフィルム側に印刷し、１２０℃で６０秒間乾燥し、厚さ５μｍである配線のネガティブパターンを描画したレジスト層（２００）を形成した。この材料をガスクロマトグラフィーのヘッドスペーサ法によりレジスト層中のメチルエチルケトンおよびトルエンの総含有量を測定したところ、０．６質量％であった。

（２）第２の工程
前記第１の工程で得られた絶縁性積層基板（１０５）の第一の面（１０１）側より、Ｐｔをターゲット材料として、スパッタリング法により厚さ８０ｎｍのＰｔ薄膜からなる導電性薄膜層（３００）を積層した。

（３）第３の工程
キセノンパルス照射装置Ｓｉｎｔｅｒｏｎ８０００（Ｘｅｎｏｎ社製）を用いて、照射時間１，０００マイクロ秒の可視光帯域のフラッシュ光を前記第２の工程で得られた絶縁性積層基板（１０５）の第二の面（１０２）に、１．８Ｈｚで６回照射を行ない、７５Ｊ／ｃｍ^２の照射エネルギーを与え、レジスト層（２００）を消失させた。

次いで、絶縁性積層基板（１０５）を構成する第２の基板（１０７）を剥離し、線幅８０μｍ、線間１００μｍ、線長さ３０ｍｍの配線パターンを有する厚さ１２．５μｍのＰＩフィルムを得た。

上記の配線パターン形成方法により、配線パターン形成物を得ることができた。

（実施例３）
（１）第１の工程
絶縁性基板（１００）として、全光線透過率（ＪＩＳ Ｋ７１０５（２００８））８１％のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム“ルミラー”（登録商標）（タイプＳ１０）１８８μｍ（東レ（株）製）を用意した。

次いで、塩化ビニル‐酢酸ビニル共重合体（大日精化工業（株）製ＮＢ５００）を１２．６質量部と、カーボンブラック（東海カーボン（株）製“トーカブラック”（登録商標）＃７４００）を１１．４質量部と、シクロヘキサノンを３８質量部と、酢酸エチルを１９質量部用いて十分に攪拌し、レジスト用塗料を作成した。

さらにスクリーン印刷法により、図９に示す導電配線のネガティブパターンを前記絶縁性積層基板（１００）の第一の面（１０１）に印刷し、１５０℃で１２０秒間乾燥し、厚さ８μｍである配線のネガティブパターンを描画したレジスト層（２００）を形成した。この材料をガスクロマトグラフィーのヘッドスペーサ法によりレジスト層中のシクロヘキサノンおよび酢酸エチルの総含有量を測定したところ、１．１質量％であった。

（２）第２の工程
前記第１の工程で得られた絶縁性基板（１００）の第一の面（１０１）に、Ａｕをターゲット材料として、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により厚さ５０ｎｍのＡｕ薄膜からなる導電性薄膜層（３００）を積層した。

（３）第３の工程
キセノンパルス照射装置ＰｕｌｓｅＦｏｒｇｅ１２００（ＮｏｖａＣｅｎｔｒｉｘ社製）を用いて、照射時間５００マイクロ秒、可視光帯域のフラッシュ光（４０１）を前記第２の工程で得られた絶縁性基板（１００）の第二の面（１０２）側に、照射間隔１，０００マイクロ秒で連続して５回照射を行ない、６．７Ｊ／ｃｍ２の照射エネルギーを与え、カーボンブラックを含む膜よりなるレジスト層（２００）を消失させ、Ａｕよりなる酵素電池用電極回路を作製した。

（４）酵素電池の作製
次いで、作用極（６０１）と対極（６０２）の両方覆うように電子メディエーター（フェリシアン化カリウム）層（６０５）を形成し、その上にグルコースオキシダーゼ（ＧＯＤ）よりなる酵素層（６０６）を積層した。次に作用極（６０１）および対極（６０２）の２つの電極（６０３）および（６０４）に電流計接続し、酵素電池（６００）を作製した。続いて、酵素層（６０６）の上に３７℃の２００ｍＭブドウ糖水溶液を滴下したところ、１．８ｍＡの電流が流れることが確認できた。

（実施例４）
（１）第１の工程
実施例３と同様、スクリーン印刷法により、図１１に示す導電配線のネガティブパターンを前記絶縁性積層基板（１００）の第一の面（１０１）に印刷し、１５０℃で１２０秒間乾燥し、厚さ８μｍである配線のネガティブパターンを描画したレジスト層（２００）を形成した。この材料をガスクロマトグラフィーのヘッドスペーサ法によりレジスト層中のシクロヘキサノンおよび酢酸エチルの総含有量を測定したところ、２．５質量％であった。

（２）第２の工程
前記第１の工程で得られた絶縁性基板（１００）の第一の面（１０１）に、Ａｌを材料として、蒸着法により厚さ１．１μｍのＡｌ薄膜からなる導電性薄膜層（３００）を積層した。

（３）第３の工程
キセノンパルス照射装置ＰｕｌｓｅＦｏｒｇｅ１２００（ＮｏｖａＣｅｎｔｒｉｘ社製）を用いて、照射時間２５０マイクロ秒、可視光帯域のフラッシュ光（４０１）を前記第２の工程で得られた絶縁性基板（１００）の第二の面（１０２）側に、照射間隔５００マイクロ秒で連続して１０回照射を行ない、７．９Ｊ／ｃｍ^２の照射エネルギーを与え、カーボンブラックを含む膜よりなるレジスト層（２００）を消失させＡｌよりなるＲＦＩＤアンテナ回路（７００）を作製した。

（４）ＲＦＩＤの作成
次いで、Ａｌｉｅｎ社製ＧＥＮ２準拠ＩＣ“Ｈｉｇｇｓ”を搭載したストラップ（インターポーサー）の電極部分をＲＦＩＤアンテナ回路（７００）の端子部（７０１、７０２）に導電性ペーストを介して接合し、ＲＦＩＤタグを完成した。

得られたＲＦＩＤタグを、オムロン株式会社製リーダライタ（型式：Ｖ７５０−ＢＡ５０Ｃ０４−ＪＰ）とオムロン株式会社製アンテナ（型式：Ｖ７５０−ＨＳ０１ＣＡ−ＪＰ）を用いて通信特性を確認したところ、通信できることが確認できた。

実施例１から４における配線パターンの形成方法では、通常エッチング工程やレジスト工程で用いられる有機溶剤や酸、アルカリ溶液を使用しないため、残渣の処理が不要であり、環境側面および経済側面に優れるものであった。

また実施例３に示すとおり、酵素電池やグルコースセンサ等の酸化されにくい導電性材料として貴金属を用いた電極回路などの電子回路として高価なレーザー照射装置等を使用せず、作製できることが判った。

以上のように本発明の原理を組み入れた例示的実施の形態を開示したが、本発明は開示された実施の形態に限定されるものではない。むしろ、本適用は、この一般的原理を使用した本発明のあらゆる変形、用途または適合に及ぶことが意図されている。さらに、本適用は、本発明が関連する技術において既知の又は慣行の範囲内にあって、また請求項の限定の範囲内において、本開示から逸脱するものにも及ぶことが意図されている。

本発明による配線パターンの形成方法により得られた配線パターン形成物は、導電回路の作成に利用可能である。

１００ 絶縁性基板
１０１ 絶縁性基板の第一の面
１０２ 絶縁性基板の第二の面
１０３ 配線部
１０４ 非配線部
１０５ 絶縁性積層基板
１０６ 絶縁性積層基板を構成する第一の基板
１０７ 絶縁性積層基板を構成する第二の基板
１０７ａ ＰＥＴフィルム基材
１０７ｂ 粘着剤層
２００ レジスト層
２０１ レジスト層の第一の面
２０２ レジスト層の第二の面
３００ 導電性薄膜層
３０１ 導電性薄膜層の配線パターン部となる部分
３０２ 導電性薄膜層の除去される部分
４００ フラッシュランプ
４０１ 可視光帯域のフラッシュ光
５００ レーザー発信装置
５０１ レーザービーム
６００ 酵素電池
６０１ 作用極
６０２ 対極
６０３、６０４ 電極
６０５ 電子メディエーター層
６０６ 酵素層
７００ ＲＦＩＤタグ
７０１、７０２ 端子
７０３ ストラップ
８００ 配線パターン部

Claims (14)

1. 第１の工程、第２の工程および第３の工程を順に実施する配線パターンの形成方法であって、
   第１の工程が、絶縁性基板の第一の面の非配線部にレジスト層を積層する工程であり、
   第２の工程が、配線部と前記レジスト層の少なくとも一部の上に導電性薄膜層を積層する工程であり、
   第３の工程が、フラッシュランプから可視光帯域のフラッシュ光を、前記絶縁性基板の第二の面から少なくとも前記レジスト層の第二の面に照射して、前記レジスト層を消失させ、配線部に導電性薄膜層よりなる配線パターンを形成する工程であることを特徴とする配線パターンの形成方法。
2. 前記絶縁性基板の全光線透過率が２０％以上である、請求項１に記載の配線パターンの形成方法。
3. 前記レジスト層がカーボンを含有する、請求項１または２に記載の配線パターンの形成方法。
4. 前記レジスト層が、有機溶剤を含有する、請求項１〜３のいずれかに記載の配線パターンの形成方法。
5. 前記有機溶剤の沸点が２００℃以下である、請求項４に記載の配線パターンの形成方法。
6. 前記レジスト層が、グラビア印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷およびフォトリソグラフィからなる群より選ばれる少なくとも１つを含む方法で形成される、請求項１〜５のいずれかに記載の配線パターンの形成方法。
7. 前記レジスト層を形成した後に、配線部のレジスト層がレーザーアブレーション法により除去される、請求項１〜６のいずれかに記載の配線パターンの形成方法。
8. 前記導電性薄膜層がカーボン系以外の導電性材料である、請求項１〜７のいずれかに記載の配線パターンの形成方法。
9. 前記導電性薄膜層の厚さが１ｎｍ以上２０μｍ以下である、請求項１〜８のいずれかに記載の配線パターンの形成方法。
10. 前記導電性薄膜層がスパッタリング法および／または蒸着法で積層される、請求項１〜９のいずれかに記載の配線パターンの形成方法。
11. 前記可視光帯域のフラッシュ光の照射により、前記レジスト層の少なくとも一部が気化する、請求項１〜１０のいずれかに記載の配線パターンの形成方法。
12. 前記可視光帯域のフラッシュ光の照射エネルギーが、０．１Ｊ／ｃｍ^２以上１００Ｊ／ｃｍ^２以下である、請求項１〜１１のいずれかに記載の配線パターンの形成方法。
13. 請求項１〜１２のいずれかに記載の配線パターンの形成方法により形成された配線パターン形成物。
14. 請求項１３に記載の配線パターン形成物を用いてなるバイオセンサーチップ。

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