パターン形成方法
【課題】非吸収性の表面を有する媒体上に、パターン剥れが抑制されたパターンを液滴吐出法により形成する。
【解決手段】非吸収性の表面を有する媒体３上に機能性材料からなるパターンを形成するパターン形成方法であって、媒体３上に機能性材料を含有する液体材料５２を液滴５５として吐出する液滴吐出工程と、吐出された液滴５５を乾燥させて機能性材料からなるドット８０を形成する乾燥工程とを備え、液滴吐出工程は、乾燥後の隣り合うドット８０同士が互いに重なる部分を有しないように液滴５５を吐出することを特徴とするパターン形成方法。
【解決手段】非吸収性の表面を有する媒体３上に機能性材料からなるパターンを形成するパターン形成方法であって、媒体３上に機能性材料を含有する液体材料５２を液滴５５として吐出する液滴吐出工程と、吐出された液滴５５を乾燥させて機能性材料からなるドット８０を形成する乾燥工程とを備え、液滴吐出工程は、乾燥後の隣り合うドット８０同士が互いに重なる部分を有しないように液滴５５を吐出することを特徴とするパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
媒体（被吐出物）の表面にパターンを形成する方法のひとつとして、インクジェットヘッドのノズルから顔料等の機能性材料を含有する液状体を吐出して、媒体（被吐出物）上の任意の位置に該機能性材料等からなるドットを形成して、複数の該ドットによりパターンを構成させる液滴吐出（インクジェット）法がある。かかる液滴吐出法においては、隣り合うドットの一部が互いに重なり合うように形成する方法が提案されている（特許文献１）。かかる方法であれば、上述の機能性材料等からなるパターン中に媒体の表面が露出することを抑制でき、高品質のパターンを形成できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２１１１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし近年では、ＩＣパッケージのような非吸収性の表面を有する媒体上にパターンを形成する場合においても、上述の液滴吐出法が用いられている。かかる場合においては、隣り合うドットが重なり合うと密着性の問題が生じてくる。具体的には、上述の液状体が乾燥して機能性材料等からなるパターンとなる過程において、乾燥による収縮により該媒体との界面で応力が発生してパターン剥れを生じさせ得るという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例にかかるパターン形成方法は、非吸収性の表面を有する媒体上に機能性材料からなるパターンを形成するパターン形成方法であって、上記媒体上に機能性材料を含有する液体材料を液滴として吐出する液滴吐出工程と、吐出された上記液滴を乾燥させて上記機能性材料からなるドットを形成する乾燥工程とを備え、上記液滴吐出工程は、乾燥後の隣り合う上記ドット同士が互いに重なる部分を有しないように上記液滴を吐出することを特徴とする。
【０００７】
このようなパターン形成方法であれば、上述のパターン内を全面的に機能性材料で塗りつぶす場合に比べて、ドットすなわち機能性材料からなる層と媒体の表面との間に発生する応力の最大値を低下させられる。したがって、非吸収性の表面を有する媒体に、パターン剥れの発生が低減された上述の機能性材料からなるパターンを形成できる。
【０００８】
［適用例２］上述のパターン形成方法であって、上記液滴吐出工程は、複数の上記ドットが平面視で略同一の径を有する略円形のドットとなるように上記液滴を吐出する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【０００９】
このようなパターン形成方法であれば、ドット間の隙間を均一化できる。したがって、全面的に塗りつぶしていないにもかかわらず、濃淡ムラの低減されたパターンを形成できる。
【００１０】
［適用例３］上述のパターン形成方法であって、上記液滴吐出工程は、上記ドットの中心が正方形の頂点に位置するように前記液滴を吐出する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【００１１】
このようなパターン形成方法であれば、上述したドット間の隙間をより一層均一化できる。したがって、より一層濃淡ムラの低減されたパターンを形成できる。
【００１２】
［適用例４］上述のパターン形成方法であって、上記液滴吐出工程は、前記ドットの中心が正三角形の頂点に位置するように前記液滴を吐出する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【００１３】
このようなパターン形成方法であれば、ドット間の隙間を均一化しつつパターン内おけるドット間の隙間、すなわち機能性材料層が形成されていない領域（領域の面積）を低減できる。したがって、濃淡ムラが低減されており、かつ充分な濃度を有するパターンを形成できる。
【００１４】
［適用例５］上述のパターン形成方法であって、上記液滴吐出工程は、複数の上記ドットが２種類以上の径の異なるドットとなるように上記液滴を吐出する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【００１５】
このようなパターン形成方法であれば、ドット間の隙間をより一層低減できるため、パターンの濃度を向上できる。
【００１６】
［適用例６］上述のパターン形成方法であって、上記液滴吐出工程は、径の大きなドットの中心が正方形の頂点に位置し、かつ、径の小さなドットの中心が該正方形の中心に位置するように上記液滴を吐出する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【００１７】
このようなパターン形成方法であれば、ドットを規則的に形成しつつドット間の隙間を低減できる。したがって、濃淡ムラを低減させつつパターンの濃度を向上できる。
【００１８】
［適用例７］上述のパターン形成方法であって、上記液滴吐出工程は、径の大きなドットの中心が正三角形の頂点に位置し、かつ、径の小さなドットの中心が該正三角形の中心に位置するように上記液滴を吐出する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【００１９】
このようなパターン形成方法であれば、ドットを規則的に形成しつつドット間の隙間をより一層低減できる。したがって、濃淡ムラを低減させつつパターンの濃度をより一層向上できる。
【００２０】
［適用例８］本適用例にかかるパターン形成方法は、非吸収性の表面を有する媒体上に、機能性材料を含有する液体材料を液滴として吐出する液滴吐出工程と、該液滴を乾燥させて、該液滴に含有されていた上記機能性材料からなるドットを複数個形成する乾燥工程と、を実施することにより、巨視的には上記機能性材料が略均一に分布するパターンを形成するパターン形成方法であって、上記液滴吐出工程は、複数のドットが互いに一部ずつ重なりあった一群のドットであり、かつ該一群のドット同士は略同一の構成を有する集合ドットを、該集合ドット同士は互いに所定の間隔をもって規則的に形成されるように上記液滴を吐出する工程であることを特徴とする。
【００２１】
このようなパターン形成方法であれば、パターン剥がれの危険を一定に抑えつつパターン濃度をより一層向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】被パターン形成物としてのＩＣパッケージが実装されたＩＣ基板の概略図。
【図２】液滴吐出装置の概略を示す模式平面図。
【図３】（ａ）は吐出部の構成を示す概略斜視図、（ｂ）はヘッドユニットをキャリッジ等と共に示す模式側面図、（ｃ）はヘッドユニットのノズル側を示す模式平面図、（ｄ）は液滴吐出ヘッドの構造を説明するための模式断面図。
【図４】第１の実施形態の製造方法で形成されたパターンのドットの分布を示す図。
【図５】第２の実施形態の製造方法で形成されたパターンのドットの分布を示す図。
【図６】第３の実施形態の製造方法で形成されたパターンのドットの分布を示す図。
【図７】第４の実施形態の製造方法で形成されたパターンのドットの分布を示す図。
【図８】第５の実施形態の製造方法で形成されたパターンのドットの分布を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態にかかるパターン形成方法について、図面を参照しつつ述べる。上述したように、本発明は機能性材料からなるパターンを非吸収性の表面を有する媒体に形成するものである。そこで、最初に被パターン形成物、すなわち非吸収性の表面を有する媒体の１例としてのＩＣパッケージと、ドットの形成に用いる液滴吐出装置について説明する。そして、各実施形態の製造方法で形成されたパターンのドットの分布について説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部位を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部位の縮尺を実際とは異ならしめてある。
【００２４】
（第１の実施形態）
（ＩＣパッケージ）
図１は、被パターン形成物としてのＩＣパッケージ３が実装されたＩＣ基板１の概略を示す図である。ＩＣ基板１は、ＩＣパッケージ３と該ＩＣパッケージが複数個実装された基板２とを含んでいる。ＩＣパッケージ３は、パターン形成時においては、このように基板２上に複数個が規則的に実装された状態で一括して処理される。基板２は耐熱性が必要であり、ガラスエポキシ基板、紙フェノール基板、紙エポキシ基板、紙エポキシ基板等が用いられている。そして、ＩＣパッケージ３上には会社名４、機種コード５、製造番号６等の文字等が印字されている。かかる文字等を、本実施形態ではパターンと称している。かかるパターンは文字情報であるため、均一の濃度であること、すなわちパターン内が均一に塗りつぶされていることが好ましい。したがって、いわゆる画像等と異なり濃淡は不要である。
【００２５】
ＩＣパッケージ３の外装部は、ＳｉＯ2フィラーを配合したエポキシ樹脂で形成されている。かかるエポキシ樹脂は非吸収性材料である。したがって、機能性材料としての顔料を含有する液体材料としての機能液５２（図３参照）の液滴５５（図３参照）を吐出した後に該液滴を乾燥させて、上述の顔料からなる層、すなわちパターンを形成した場合、該顔料はＩＣパッケージ３に浸透せず表面にのみ分布する。
【００２６】
（液滴吐出装置）
図２は、本実施形態にかかるパターン形成方法において液滴５５を吐出するために用いる液滴吐出装置７の概略を示す模式平面図である。図示すように、液滴吐出装置７は主に供給部８、前処理部９、吐出部１０、後処理部１１、収納部１２、搬送部１３及び制御部１４から構成されている。液滴吐出装置７は、平面視で供給部８、前処理部９、吐出部１０、後処理部１１、収納部１２、及び制御部１４が、搬送部１３を中心にして時計回りの順に配置されて構成されている。供給部８、制御部１４、収納部１２が並ぶ方向をＸ方向とする。そして、鉛直方向をＺ方向とする。Ｘ方向と直交する方向をＹ方向とし、Ｙ方向には吐出部１０と搬送部１３とが並んで配置されている。
【００２７】
供給部８は、複数のＩＣ基板１を収納可能な収納容器を備えている。そして、供給部８は中継場所８ａを備え、収納容器から中継場所８ａへＩＣ基板１を供給する。前処理部９はＩＣパッケージ３の表面を改質する機能を有する。ここで改質とは、該表面の撥液性を緩和して、若干の親液性を付与することである。ただし、該表面が非吸収性であること自体は変わりない。かかる改質により、該表面に吐出された液滴５５は、移動することが抑制されて安定した状態を保つようになる。前処理部９は中継場所９ａを備え、処理前のＩＣ基板１を中継場所９ａから取り込んで表面の改質を行う。その後、前処理部９は処理後のＩＣ基板１を中継場所９ａに移動して、ＩＣ基板１を待機させる。
【００２８】
吐出部１０は、ＩＣパッケージ３に液滴５５を吐出する機能を有する。吐出部１０は中継場所１０ａを備え、ＩＣ基板１を中継場所１０ａから移動して液滴５５を吐出する。その後、吐出部１０はＩＣ基板１を中継場所１０ａに移動させて、該中継場所で待機させる。
【００２９】
後処理部１１は、ＩＣパッケージ３の表面に吐出された機能液の液滴５５を固化及び硬化して、該機能液に含有されている顔料からなる文字等のパターンを形成する機能を有する。後処理部１１は、中継場所１１ａを備え、固化等の処理前のＩＣ基板１を中継場所１１ａから取り込んで固化及び硬化処理を行う。その後、後処理部１１は処理後のＩＣ基板１を中継場所１１ａに移動して、ＩＣ基板１を待機させる。
【００３０】
収納部１２は、複数ＩＣ基板１を収納可能な収納容器を備えている。そして、収納部１２は中継場所１２ａを備え、中継場所１２ａから収納容器へＩＣ基板１を収納する。操作者はＩＣ基板１が収納された収納容器を液滴吐出装置７から搬出する。
【００３１】
液滴吐出装置７の中央の場所には搬送部１３が配置されている。搬送部１３は２つの腕部を備えたスカラー型ロボットが用いられている。そして、腕部の先端にはＩＣ基板１を保持する保持部１３ａが設置されている。中継場所８ａ，９ａ，１０ａ，１１ａ，１２ａは保持部１３ａの移動範囲１３ｂ内に位置している。従って、保持部１３ａは中継場所８ａ，９ａ，１０ａ，１１ａ，１２ａ間でＩＣ基板１を移動させることができる。制御部１４は液滴吐出装置７の全体の動作を制御する装置であり、該液滴吐出装置の各部の動作状況を管理する。そして、搬送部１３にＩＣ基板１を移動する指示信号を出力する。これにより、ＩＣ基板１は各部を順次通過してＩＣパッケージ３の表面にパターンが形成される。
【００３２】
（吐出部）
次に、ＩＣ基板１に機能液の液滴５５を吐出してマークを形成する吐出部１０について図３に従って説明する。
図３（ａ）は、吐出部１０の構成を示す概略斜視図である。図示すように、吐出部１０は、直方体形状に形成された基台３５を備えている。液滴５５（図３（ｄ）参照）を吐出するときにヘッドユニット４５と被吐出物すなわち被パターン形成物とが相対移動する方向を主走査方向とする。そして、主走査方向と直交する方向を副走査方向とする。本実施形態ではＹ方向を主走査方向とし、Ｘ方向を副走査方向としている。
【００３３】
基台３５の上面３５ａには、Ｙ方向に延在する一対の案内レール３６がＹ方向の全幅にわたり凸設されている。その基台３５の上側には、一対の案内レール３６に対応する図示しない直動機構を備えたステージ３７が取付けられている。該直動機構には、リニアモーターあるいはネジ式直動機構等が用いられ、Ｙ方向に沿って所定の速度で往動または復動が可能である。さらに、基台３５の上面３５ａには、案内レール３６と平行に主走査位置検出装置３８が配置され、主走査位置検出装置３８によりステージ３７の位置が検出される。
【００３４】
ステージ３７の上面には載置面３９が形成され、その載置面３９には図示しない吸引式の基板チャック機構が設けられている。ＩＣ基板１は基板チャック機構により載置面３９に固定される。
【００３５】
ステージ３７が−Ｙ方向に位置するときの載置面３９の場所が中継場所１０ａとなっている。この載置面３９は保持部１３ａの動作範囲内に露出するように設置されている。従って、搬送部１３は容易にＩＣ基板１を載置面３９に載置することができる。ＩＣ基板１に液滴５５の吐出が行われた後、ＩＣ基板１は中継場所１０ａである載置面３９上にて待機する。従って、搬送部１３の保持部１３ａは容易にＩＣ基板１を保持して移動することができる。
【００３６】
基台３５のＸ方向の両側には一対の支持台４０が立設され、該一対の支持台４０にはＸ方向に延在する案内部材４１が形成されている。そして、該案内部材の下側にはＸ方向に延在する案内レール４２がＸ方向の全幅にわたり形成されている。そして、キャリッジ４３は該案内レールに沿って移動可能なように取り付けられている。キャリッジ４３は直動機構を備えており、Ｘ方向に沿って走査移動が可能である。案内部材４１とキャリッジ４３との間には副走査位置検出装置４４が配置され、キャリッジ４３の位置が計測される。キャリッジ４３の下側にはヘッドユニット４５が設置され、ヘッドユニット４５のステージ３７側の面には後述する液滴吐出ヘッド４７が配置されている。
【００３７】
図３（ｂ）は、ヘッドユニット４５をキャリッジ４３等と共に示す模式側面図である。図３（ｂ）に示すようにキャリッジ４３のＩＣ基板１側にはヘッドユニット４５と一対の紫外光照射ユニット４６が配置されている。ヘッドユニット４５のＩＣ基板１側には液滴５５を吐出する３個の液滴吐出ヘッド４７が配置されている。液滴吐出ヘッド４７の個数は特に限定されず、吐出する機能液の種類に合わせて設定できる。
【００３８】
紫外光照射ユニット４６は、吐出された液滴５５、すなわち吐出された機能液を硬化させる紫外光を照射するための発光ユニットと放熱板等から構成されている。発光ユニットには、紫外光を発光するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子が多数配置されている。キャリッジ４３の上方には機能液を収容する収容タンク４８が配置されている。液滴吐出ヘッド４７と収容タンク４８とは図示しないチューブにより接続され、収容タンク４８内の機能液がチューブを介して液滴吐出ヘッド４７に供給される。
【００３９】
機能液は樹脂材料、硬化剤としての光重合開始剤、溶媒または分散媒を主材料とする。かかる主材料に、機能性材料としての顔料等の色素を加えて機能液となる。顔料に代えて染料を用いてもよい。機能液の樹脂材料は樹脂膜を形成する材料である。樹脂材料としては、常温で液状であり、重合させることによりポリマーとなる材料であれば特に限定されない。さらに、粘性の小さい樹脂材料が好ましく、オリゴマーの形態であるのが好ましい。モノマーの形態であればさらに好ましい。光重合開始剤はポリマーの架橋性基に作用して架橋反応を進行させる添加剤であり、例えば、光重合開始剤としてベンジルジメチルケタール等を用いることができる。溶媒または分散媒は樹脂材料の粘度を調整するものである。機能液を液滴吐出ヘッド４７から吐出し易い粘度にすることにより、液滴吐出ヘッド４７は安定して機能液を吐出することができるようになる。
【００４０】
図３（ｃ）は、ヘッドユニット４５のノズル５０側を示す模式平面図である。図３（ｃ）に示すように、ヘッドユニット４５には表面にノズルプレート４９を備える液滴吐出ヘッド４７が配置されている。ノズルプレート４９には複数のノズル５０が規則的に形成されている。本実施形態においては、１枚のノズルプレート４９にはノズル５０が１列配置（形成）されているが、後述するように２列以上の配置も可能である。また２枚以上のノズルプレート４９を組み合わせて１つの液滴吐出ヘッド４７としても良い。紫外光照射ユニット４６の下面には、照射口４６ａが形成されている。かかる照射口４６ａから、ＩＣ基板１に向けて紫外光が照射される。
【００４１】
図３（ｄ）は、液滴吐出ヘッド４７の構造を説明するための模式断面図である。図３（ｄ）に示すように、液滴吐出ヘッド４７はノズルプレート４９を備え、ノズルプレート４９にはノズル５０が形成されている。ノズルプレート４９の上側であってノズル５０と相対する位置にはノズル５０と連通するキャビティ５１が形成されている。そして、液滴吐出ヘッド４７のキャビティ５１には機能液５２が供給されている。
【００４２】
キャビティ５１の上側には上下方向に振動してキャビティ５１内の容積を拡大縮小する振動板５３が配置されている。振動板５３の上側でキャビティ５１と対向する場所には振動板５３を振動させる圧電素子５４が配置されている。圧電素子５４が振動板５３を振動させると振動板５３がキャビティ５１内の容積を拡大縮小してキャビティ５１を加圧する。その結果、キャビティ５１内の圧力が変動し、キャビティ５１内に供給された機能液５２はノズル５０を通って吐出される。液滴吐出ヘッド４７が制御部１４（図２参照）から圧電素子５４を制御駆動するためのノズル駆動信号を受けると、圧電素子５４が伸張して、振動板５３がキャビティ５１内の容積を縮小する。その結果、液滴吐出ヘッド４７のノズル５０から縮小した容積分の機能液５２が液滴５５となって、基板２上に実装されたＩＣパッケージ３（図１参照）に向けて吐出される。
【００４３】
ＩＣパッケージ３に吐出された液滴５５は、紫外光照射ユニット４６が照射する紫外光によって、半硬化される。ここで、「半硬化」とは、機能液５２の流動性が失われて、液滴５５が吐出された箇所から動かないような状態にすることを意味している。上述したように機能液５２は光重合開始剤を含有しており、紫外光により、吐出された液滴５５は表面から硬化が開始される。その結果、液滴５５は流動性が失われて、平面視で略円形の状態を保つ。かかる略円形を保つ半硬化状態の機能液を形成させるまでの工程が液滴吐出工程である。
【００４４】
上述の半硬化状態のパターンが形成された段階のＩＣパッケージ３は基板２上に実装された状態で後処理部１１に搬送される。そして、該後処理部において再度の紫外光の照射及び／又は加熱処理が実施されて機能液５２から溶媒あるいは分散媒が殆んど除去される。その結果、吐出された液滴５５は略円形に分布する顔料を含有する樹脂材料となる。かかる、略円形の顔料を含有する硬化された樹脂材料の層がドット８０（後述する図４参照）である。そして、かかる半硬化状態の液滴５５を硬化させる工程が乾燥工程である。
【００４５】
ドットが集合することで、上述の会社名４、機種コード５、製造番号６等の文字（図１参照）、すなわちパターンが形成される。すなわち、本実施形態では、平面的に配置された複数のドットからパターンが形成される。本実施形態のパターンは上述の文字等であるため、ドットは巨視的にはパターン内に略均一に分布するように形成されており、パターン内における濃淡は存在しない。本実施形態の製造方法は、かかるドットを微視的には互いに重なる部分を有しないように形成することで、ＩＣパッケージ３のような非吸収性の表面を有する媒体上に形成されたパターンにおけるパターン剥れ等を低減している。
【００４６】
（ドット分布）
図４は、本実施形態にかかる製造方法で形成されたパターンのドットの分布を示す図である。本図及び後述する各実施形態におけるドットの分布を示す図は、パターンの一部を抜き出して拡大したものである。上述したように、本実施形態及び後述する各実施形態においてドットはパターン内において巨視的には略均一に分布しているため、一部を抜き出して示すことでパターン内の全体の分布を示すことができる。
【００４７】
図示するように、本実施形態においてドット８０は、直交する２方向において互いに均一な間隔を有するように形成されている。すなわち、本実施形態のパターン形成方法は、パターン内に同一寸法の正方形が縦横に隙間なく配列された正方形網が存在すると仮定した場合において、ドット８０を各々の該ドットの中心（重心）が正方形の頂点に位置するように形成している。すなわち、本実施形態では各ドット８０は、パターン内において互いに重なることなく、かつ大きな空白部を生じさせないように形成されている。
【００４８】
上述したように、ドット８０は吐出された後の液滴５５を乾燥させて形成される。そして、かかる乾燥工程において溶媒等が除去されるため体積が若干縮小する。一方、下地であるＩＣパッケージ３はかかる乾燥工程においても縮小しない。また、上述したように、該ＩＣパッケージの表面は非吸収性である。したがって、ドット８０とＩＣパッケージ３の表面との間には応力が発生する。かかる応力はドット８０の面積が広いほど大きくなり、一定の範囲を超えるとドット８０のＩＣパッケージ３の表面からの分離、すなわちパターン剥れを生じさせる。
【００４９】
本実施形態のパターン形成方法であれば、ドット８０が互いに重ならないように形成されるため、上述の応力が所定の範囲を超えることがない。したがって、乾燥工程により生じる応力に起因するパターン剥れを抑制できる。また、各ドット８０が規則的に形成されるため、パターン内において広い空白部が生じない。したがって、パターン内を塗りつぶすようドット８０を形成していないにもかかわらず、極端に広い空白部が生じることがない。すなわち、本実施形態のパターン形成方法であれば、液滴吐出法によって非吸収性の表面を持つ媒体上にパターンを形成する場合において密度の濃いパターンを、パターン剥がれの発生を抑制しつつ形成できる。
【００５０】
（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態にかかる製造方法で形成されたパターンのドットの分布を示す図である。上述の第１の実施形態と同じく、パターンの一部を抜き出して拡大したものを示している。
【００５１】
図示するように、本実施形態のパターン形成方法は、ドット８０を、該ドットの中心が正三角形の頂点に位置するように形成している。すなわち、本実施形態のパターン形成方法は、パターン内に同一寸法の正三角形が縦横に隙間なく配列された正三角形網が存在すると仮定した場合において、ドット８０を、各々の該ドットの中心が正三角形の頂点に位置するように形成している。
【００５２】
このようなパターン形成方法であれば、１つのドット８０を基準とした場合において隣り合う６つのドット８０との間隔を同一にでき、隣り合うドット８０間の隙間をより一層均一化できる。したがって、ドット８０を、互いに重ならせることなく、かつパターン内に占める空白部の面積がより一層縮小するように形成できる。したがって、非吸収性の表面を持つ媒体上にパターンを形成する場合において、より一層密度の濃いパターンをパターン剥がれの発生を抑制しつつ形成できる。
【００５３】
（第３の実施形態）
図６は、第３の実施形態にかかる製造方法で形成されたパターンを示す図である。上述の第１の実施形態と同じく、パターンの一部を抜き出して拡大したものを示している。
【００５４】
本実施形態のパターン方法は、パターンを、大径ドット８１と小径ドット８２との２種類のドットを規則的に組み合せて形成していることに特徴がある。双方の種類のドット（８１，８２）は、夫々の種類毎に、中心が上述の正方形網の頂点に位置するように形成されている。そして、一方の種類のドットの中心で構成される正方形の中心に、他方の種類のドットの中心が重なるように形成されている。
【００５５】
本実施形態のパターン形成方法は、大径ドット８１を規則的に形成したうえで、該大径ドットの隙間に小径ドット８２を形成することで、パターン内に占める空白部の面積をより一層縮小している。したがって、非吸収性の表面を持つ媒体、すなわちＩＣパッケージ３上にパターンを形成する場合において、より一層密度の濃いパターンをパターン剥がれの発生を抑制しつつ形成できる。
【００５６】
（第４の実施形態）
図７は、第４の実施形態にかかるパターン形成方法で形成されたパターンを示す図である。本実施形態のパターン形成方法は、上述の第３の実施形態と同様に、パターンを大径ドット８１と小径ドット８２との２種類のドットを規則的に組み合せて形成している。そして、双方の種類のドット（８１，８２）は、夫々の種類毎に中心が上述の正三角形網の頂点に位置するように形成されている。そして、一方の種類のドットの中心で構成される正三角形の中心に、他方の種類のドットの中心が重なるように形成されている。
【００５７】
このようなパターン形成方法であれば、上述の第３の実施形態と同様に、大径ドット８１の隙間に小径ドット８２を形成することで、パターン内に占める空白部の面積をより一層縮小できる。そして上述の第２の実施形態と同様に、ドット（８１，８２）を頂点が正三角形網を構成するように形成するため、より一層密度の濃いパターンをパターン剥がれの発生を抑制しつつ形成できる。
【００５８】
（第５の実施形態）
図８は、第５の実施形態にかかるパターン形成方法で形成されたパターンのドットの分布を示す図である。本実施形態のパターン形成方法は、上述の第１〜第４の実施形態とは異なり、ドット８０を互いに一部ずつ重なり合うように形成している。すなわち本実施形態のパターン形成方法によれば、ドット８０は、互いに一部ずつ重なり合うように一方向に数個が連続的に形成されて列状の集合ドット８３を構成している。そして、かかる集合ドット８３が規則的に並べられて、パターンが構成されている。
【００５９】
上述したように、ドット８０が非吸収性の表面を持つ媒体上に互いに重なり合って所定の範囲を塗りつぶすように形成されると、該媒体との間の応力が増大してパターン剥がれの危険性が増大する。しかし、重なり合う部分をわずかな範囲に押さえれば、上述の応力の増大は最小限に抑制できる。また、集合ドット８３を構成するドット８０の個数を制限することでも、上述の応力の増大を抑制できる。一方で、本実施形態の形成方法によれば、少なくとも図示する列方向におけるドット８０間の隙間を大きく低減できる。したがって、非吸収性の表面を持つ媒体上にパターンを形成する場合において、パターン剥がれの可能性を一定の範囲内に抑制しつつ、より一層密度の濃いパターンを形成できる。
【００６０】
（変形例）
本発明の実施の形態は上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改良を加えた変形例として実施することも可能である。変形例としてのパターン形成方法を、以下に述べる。
【００６１】
（変形例１）
上述の第５の実施形態では、集合ドット８３を一列に形成されたドット８０で構成している。しかし、集合ドット８３を、中心が三角形等の多角形を構成するように配置された複数のドット８０で構成することも可能である。かかる構成の集合ドット８３であれば、ドット８０の重なり合う方向が分散されるため、上述の応力を抑制でき、パターン剥がれの可能性も低減できる。
【００６２】
（変形例２）
上述の第１〜第５の実施形態では、ドット８０等を媒体上に規則的に形成してパターンを形成している。しかし、ドット８０等を、互いに重ならせないということのみを定めて、他には規則性を持たずに、すなわちランダムに形成しても良い。かかる構成でもドット８０等と媒体との間に生じる応力を低減できるため、パターン剥がれの危険性を低減できる。
【符号の説明】
【００６３】
１…ＩＣ基板、２…基板、３…ＩＣパッケージ、４…パターンとしての会社名、５…パターンとしての機種コード、６…パターンとしての製造番号、７…液滴吐出装置、８…供給部、９…前処理部、１０…吐出部、１１…後処理部、１２…収納部、１３…搬送部、１４…制御部、３５…基台、３６…案内レール、３７…ステージ、３８…主走査位置検出装置、３９…載置面、４０…支持台、４１…案内部材、４２…案内レール、４３…キャリッジ、４４…副走査位置検出装置、４５…ヘッドユニット、４６…紫外光照射ユニット、４７…液滴吐出ヘッド、４８…収容タンク、４９…ノズルプレート、５０…ノズル、５１…キャビティ、５２…機能性材料を含有する液体材料としての機能液、５３…振動板、５４…圧電素子、５５…液滴、８０…ドット、８１…大径ドット、８２…小径ドット、８３…集合ドット。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
媒体（被吐出物）の表面にパターンを形成する方法のひとつとして、インクジェットヘッドのノズルから顔料等の機能性材料を含有する液状体を吐出して、媒体（被吐出物）上の任意の位置に該機能性材料等からなるドットを形成して、複数の該ドットによりパターンを構成させる液滴吐出（インクジェット）法がある。かかる液滴吐出法においては、隣り合うドットの一部が互いに重なり合うように形成する方法が提案されている（特許文献１）。かかる方法であれば、上述の機能性材料等からなるパターン中に媒体の表面が露出することを抑制でき、高品質のパターンを形成できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２１１１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし近年では、ＩＣパッケージのような非吸収性の表面を有する媒体上にパターンを形成する場合においても、上述の液滴吐出法が用いられている。かかる場合においては、隣り合うドットが重なり合うと密着性の問題が生じてくる。具体的には、上述の液状体が乾燥して機能性材料等からなるパターンとなる過程において、乾燥による収縮により該媒体との界面で応力が発生してパターン剥れを生じさせ得るという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例にかかるパターン形成方法は、非吸収性の表面を有する媒体上に機能性材料からなるパターンを形成するパターン形成方法であって、上記媒体上に機能性材料を含有する液体材料を液滴として吐出する液滴吐出工程と、吐出された上記液滴を乾燥させて上記機能性材料からなるドットを形成する乾燥工程とを備え、上記液滴吐出工程は、乾燥後の隣り合う上記ドット同士が互いに重なる部分を有しないように上記液滴を吐出することを特徴とする。
【０００７】
このようなパターン形成方法であれば、上述のパターン内を全面的に機能性材料で塗りつぶす場合に比べて、ドットすなわち機能性材料からなる層と媒体の表面との間に発生する応力の最大値を低下させられる。したがって、非吸収性の表面を有する媒体に、パターン剥れの発生が低減された上述の機能性材料からなるパターンを形成できる。
【０００８】
［適用例２］上述のパターン形成方法であって、上記液滴吐出工程は、複数の上記ドットが平面視で略同一の径を有する略円形のドットとなるように上記液滴を吐出する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【０００９】
このようなパターン形成方法であれば、ドット間の隙間を均一化できる。したがって、全面的に塗りつぶしていないにもかかわらず、濃淡ムラの低減されたパターンを形成できる。
【００１０】
［適用例３］上述のパターン形成方法であって、上記液滴吐出工程は、上記ドットの中心が正方形の頂点に位置するように前記液滴を吐出する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【００１１】
このようなパターン形成方法であれば、上述したドット間の隙間をより一層均一化できる。したがって、より一層濃淡ムラの低減されたパターンを形成できる。
【００１２】
［適用例４］上述のパターン形成方法であって、上記液滴吐出工程は、前記ドットの中心が正三角形の頂点に位置するように前記液滴を吐出する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【００１３】
このようなパターン形成方法であれば、ドット間の隙間を均一化しつつパターン内おけるドット間の隙間、すなわち機能性材料層が形成されていない領域（領域の面積）を低減できる。したがって、濃淡ムラが低減されており、かつ充分な濃度を有するパターンを形成できる。
【００１４】
［適用例５］上述のパターン形成方法であって、上記液滴吐出工程は、複数の上記ドットが２種類以上の径の異なるドットとなるように上記液滴を吐出する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【００１５】
このようなパターン形成方法であれば、ドット間の隙間をより一層低減できるため、パターンの濃度を向上できる。
【００１６】
［適用例６］上述のパターン形成方法であって、上記液滴吐出工程は、径の大きなドットの中心が正方形の頂点に位置し、かつ、径の小さなドットの中心が該正方形の中心に位置するように上記液滴を吐出する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【００１７】
このようなパターン形成方法であれば、ドットを規則的に形成しつつドット間の隙間を低減できる。したがって、濃淡ムラを低減させつつパターンの濃度を向上できる。
【００１８】
［適用例７］上述のパターン形成方法であって、上記液滴吐出工程は、径の大きなドットの中心が正三角形の頂点に位置し、かつ、径の小さなドットの中心が該正三角形の中心に位置するように上記液滴を吐出する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【００１９】
このようなパターン形成方法であれば、ドットを規則的に形成しつつドット間の隙間をより一層低減できる。したがって、濃淡ムラを低減させつつパターンの濃度をより一層向上できる。
【００２０】
［適用例８］本適用例にかかるパターン形成方法は、非吸収性の表面を有する媒体上に、機能性材料を含有する液体材料を液滴として吐出する液滴吐出工程と、該液滴を乾燥させて、該液滴に含有されていた上記機能性材料からなるドットを複数個形成する乾燥工程と、を実施することにより、巨視的には上記機能性材料が略均一に分布するパターンを形成するパターン形成方法であって、上記液滴吐出工程は、複数のドットが互いに一部ずつ重なりあった一群のドットであり、かつ該一群のドット同士は略同一の構成を有する集合ドットを、該集合ドット同士は互いに所定の間隔をもって規則的に形成されるように上記液滴を吐出する工程であることを特徴とする。
【００２１】
このようなパターン形成方法であれば、パターン剥がれの危険を一定に抑えつつパターン濃度をより一層向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】被パターン形成物としてのＩＣパッケージが実装されたＩＣ基板の概略図。
【図２】液滴吐出装置の概略を示す模式平面図。
【図３】（ａ）は吐出部の構成を示す概略斜視図、（ｂ）はヘッドユニットをキャリッジ等と共に示す模式側面図、（ｃ）はヘッドユニットのノズル側を示す模式平面図、（ｄ）は液滴吐出ヘッドの構造を説明するための模式断面図。
【図４】第１の実施形態の製造方法で形成されたパターンのドットの分布を示す図。
【図５】第２の実施形態の製造方法で形成されたパターンのドットの分布を示す図。
【図６】第３の実施形態の製造方法で形成されたパターンのドットの分布を示す図。
【図７】第４の実施形態の製造方法で形成されたパターンのドットの分布を示す図。
【図８】第５の実施形態の製造方法で形成されたパターンのドットの分布を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態にかかるパターン形成方法について、図面を参照しつつ述べる。上述したように、本発明は機能性材料からなるパターンを非吸収性の表面を有する媒体に形成するものである。そこで、最初に被パターン形成物、すなわち非吸収性の表面を有する媒体の１例としてのＩＣパッケージと、ドットの形成に用いる液滴吐出装置について説明する。そして、各実施形態の製造方法で形成されたパターンのドットの分布について説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部位を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部位の縮尺を実際とは異ならしめてある。
【００２４】
（第１の実施形態）
（ＩＣパッケージ）
図１は、被パターン形成物としてのＩＣパッケージ３が実装されたＩＣ基板１の概略を示す図である。ＩＣ基板１は、ＩＣパッケージ３と該ＩＣパッケージが複数個実装された基板２とを含んでいる。ＩＣパッケージ３は、パターン形成時においては、このように基板２上に複数個が規則的に実装された状態で一括して処理される。基板２は耐熱性が必要であり、ガラスエポキシ基板、紙フェノール基板、紙エポキシ基板、紙エポキシ基板等が用いられている。そして、ＩＣパッケージ３上には会社名４、機種コード５、製造番号６等の文字等が印字されている。かかる文字等を、本実施形態ではパターンと称している。かかるパターンは文字情報であるため、均一の濃度であること、すなわちパターン内が均一に塗りつぶされていることが好ましい。したがって、いわゆる画像等と異なり濃淡は不要である。
【００２５】
ＩＣパッケージ３の外装部は、ＳｉＯ2フィラーを配合したエポキシ樹脂で形成されている。かかるエポキシ樹脂は非吸収性材料である。したがって、機能性材料としての顔料を含有する液体材料としての機能液５２（図３参照）の液滴５５（図３参照）を吐出した後に該液滴を乾燥させて、上述の顔料からなる層、すなわちパターンを形成した場合、該顔料はＩＣパッケージ３に浸透せず表面にのみ分布する。
【００２６】
（液滴吐出装置）
図２は、本実施形態にかかるパターン形成方法において液滴５５を吐出するために用いる液滴吐出装置７の概略を示す模式平面図である。図示すように、液滴吐出装置７は主に供給部８、前処理部９、吐出部１０、後処理部１１、収納部１２、搬送部１３及び制御部１４から構成されている。液滴吐出装置７は、平面視で供給部８、前処理部９、吐出部１０、後処理部１１、収納部１２、及び制御部１４が、搬送部１３を中心にして時計回りの順に配置されて構成されている。供給部８、制御部１４、収納部１２が並ぶ方向をＸ方向とする。そして、鉛直方向をＺ方向とする。Ｘ方向と直交する方向をＹ方向とし、Ｙ方向には吐出部１０と搬送部１３とが並んで配置されている。
【００２７】
供給部８は、複数のＩＣ基板１を収納可能な収納容器を備えている。そして、供給部８は中継場所８ａを備え、収納容器から中継場所８ａへＩＣ基板１を供給する。前処理部９はＩＣパッケージ３の表面を改質する機能を有する。ここで改質とは、該表面の撥液性を緩和して、若干の親液性を付与することである。ただし、該表面が非吸収性であること自体は変わりない。かかる改質により、該表面に吐出された液滴５５は、移動することが抑制されて安定した状態を保つようになる。前処理部９は中継場所９ａを備え、処理前のＩＣ基板１を中継場所９ａから取り込んで表面の改質を行う。その後、前処理部９は処理後のＩＣ基板１を中継場所９ａに移動して、ＩＣ基板１を待機させる。
【００２８】
吐出部１０は、ＩＣパッケージ３に液滴５５を吐出する機能を有する。吐出部１０は中継場所１０ａを備え、ＩＣ基板１を中継場所１０ａから移動して液滴５５を吐出する。その後、吐出部１０はＩＣ基板１を中継場所１０ａに移動させて、該中継場所で待機させる。
【００２９】
後処理部１１は、ＩＣパッケージ３の表面に吐出された機能液の液滴５５を固化及び硬化して、該機能液に含有されている顔料からなる文字等のパターンを形成する機能を有する。後処理部１１は、中継場所１１ａを備え、固化等の処理前のＩＣ基板１を中継場所１１ａから取り込んで固化及び硬化処理を行う。その後、後処理部１１は処理後のＩＣ基板１を中継場所１１ａに移動して、ＩＣ基板１を待機させる。
【００３０】
収納部１２は、複数ＩＣ基板１を収納可能な収納容器を備えている。そして、収納部１２は中継場所１２ａを備え、中継場所１２ａから収納容器へＩＣ基板１を収納する。操作者はＩＣ基板１が収納された収納容器を液滴吐出装置７から搬出する。
【００３１】
液滴吐出装置７の中央の場所には搬送部１３が配置されている。搬送部１３は２つの腕部を備えたスカラー型ロボットが用いられている。そして、腕部の先端にはＩＣ基板１を保持する保持部１３ａが設置されている。中継場所８ａ，９ａ，１０ａ，１１ａ，１２ａは保持部１３ａの移動範囲１３ｂ内に位置している。従って、保持部１３ａは中継場所８ａ，９ａ，１０ａ，１１ａ，１２ａ間でＩＣ基板１を移動させることができる。制御部１４は液滴吐出装置７の全体の動作を制御する装置であり、該液滴吐出装置の各部の動作状況を管理する。そして、搬送部１３にＩＣ基板１を移動する指示信号を出力する。これにより、ＩＣ基板１は各部を順次通過してＩＣパッケージ３の表面にパターンが形成される。
【００３２】
（吐出部）
次に、ＩＣ基板１に機能液の液滴５５を吐出してマークを形成する吐出部１０について図３に従って説明する。
図３（ａ）は、吐出部１０の構成を示す概略斜視図である。図示すように、吐出部１０は、直方体形状に形成された基台３５を備えている。液滴５５（図３（ｄ）参照）を吐出するときにヘッドユニット４５と被吐出物すなわち被パターン形成物とが相対移動する方向を主走査方向とする。そして、主走査方向と直交する方向を副走査方向とする。本実施形態ではＹ方向を主走査方向とし、Ｘ方向を副走査方向としている。
【００３３】
基台３５の上面３５ａには、Ｙ方向に延在する一対の案内レール３６がＹ方向の全幅にわたり凸設されている。その基台３５の上側には、一対の案内レール３６に対応する図示しない直動機構を備えたステージ３７が取付けられている。該直動機構には、リニアモーターあるいはネジ式直動機構等が用いられ、Ｙ方向に沿って所定の速度で往動または復動が可能である。さらに、基台３５の上面３５ａには、案内レール３６と平行に主走査位置検出装置３８が配置され、主走査位置検出装置３８によりステージ３７の位置が検出される。
【００３４】
ステージ３７の上面には載置面３９が形成され、その載置面３９には図示しない吸引式の基板チャック機構が設けられている。ＩＣ基板１は基板チャック機構により載置面３９に固定される。
【００３５】
ステージ３７が−Ｙ方向に位置するときの載置面３９の場所が中継場所１０ａとなっている。この載置面３９は保持部１３ａの動作範囲内に露出するように設置されている。従って、搬送部１３は容易にＩＣ基板１を載置面３９に載置することができる。ＩＣ基板１に液滴５５の吐出が行われた後、ＩＣ基板１は中継場所１０ａである載置面３９上にて待機する。従って、搬送部１３の保持部１３ａは容易にＩＣ基板１を保持して移動することができる。
【００３６】
基台３５のＸ方向の両側には一対の支持台４０が立設され、該一対の支持台４０にはＸ方向に延在する案内部材４１が形成されている。そして、該案内部材の下側にはＸ方向に延在する案内レール４２がＸ方向の全幅にわたり形成されている。そして、キャリッジ４３は該案内レールに沿って移動可能なように取り付けられている。キャリッジ４３は直動機構を備えており、Ｘ方向に沿って走査移動が可能である。案内部材４１とキャリッジ４３との間には副走査位置検出装置４４が配置され、キャリッジ４３の位置が計測される。キャリッジ４３の下側にはヘッドユニット４５が設置され、ヘッドユニット４５のステージ３７側の面には後述する液滴吐出ヘッド４７が配置されている。
【００３７】
図３（ｂ）は、ヘッドユニット４５をキャリッジ４３等と共に示す模式側面図である。図３（ｂ）に示すようにキャリッジ４３のＩＣ基板１側にはヘッドユニット４５と一対の紫外光照射ユニット４６が配置されている。ヘッドユニット４５のＩＣ基板１側には液滴５５を吐出する３個の液滴吐出ヘッド４７が配置されている。液滴吐出ヘッド４７の個数は特に限定されず、吐出する機能液の種類に合わせて設定できる。
【００３８】
紫外光照射ユニット４６は、吐出された液滴５５、すなわち吐出された機能液を硬化させる紫外光を照射するための発光ユニットと放熱板等から構成されている。発光ユニットには、紫外光を発光するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子が多数配置されている。キャリッジ４３の上方には機能液を収容する収容タンク４８が配置されている。液滴吐出ヘッド４７と収容タンク４８とは図示しないチューブにより接続され、収容タンク４８内の機能液がチューブを介して液滴吐出ヘッド４７に供給される。
【００３９】
機能液は樹脂材料、硬化剤としての光重合開始剤、溶媒または分散媒を主材料とする。かかる主材料に、機能性材料としての顔料等の色素を加えて機能液となる。顔料に代えて染料を用いてもよい。機能液の樹脂材料は樹脂膜を形成する材料である。樹脂材料としては、常温で液状であり、重合させることによりポリマーとなる材料であれば特に限定されない。さらに、粘性の小さい樹脂材料が好ましく、オリゴマーの形態であるのが好ましい。モノマーの形態であればさらに好ましい。光重合開始剤はポリマーの架橋性基に作用して架橋反応を進行させる添加剤であり、例えば、光重合開始剤としてベンジルジメチルケタール等を用いることができる。溶媒または分散媒は樹脂材料の粘度を調整するものである。機能液を液滴吐出ヘッド４７から吐出し易い粘度にすることにより、液滴吐出ヘッド４７は安定して機能液を吐出することができるようになる。
【００４０】
図３（ｃ）は、ヘッドユニット４５のノズル５０側を示す模式平面図である。図３（ｃ）に示すように、ヘッドユニット４５には表面にノズルプレート４９を備える液滴吐出ヘッド４７が配置されている。ノズルプレート４９には複数のノズル５０が規則的に形成されている。本実施形態においては、１枚のノズルプレート４９にはノズル５０が１列配置（形成）されているが、後述するように２列以上の配置も可能である。また２枚以上のノズルプレート４９を組み合わせて１つの液滴吐出ヘッド４７としても良い。紫外光照射ユニット４６の下面には、照射口４６ａが形成されている。かかる照射口４６ａから、ＩＣ基板１に向けて紫外光が照射される。
【００４１】
図３（ｄ）は、液滴吐出ヘッド４７の構造を説明するための模式断面図である。図３（ｄ）に示すように、液滴吐出ヘッド４７はノズルプレート４９を備え、ノズルプレート４９にはノズル５０が形成されている。ノズルプレート４９の上側であってノズル５０と相対する位置にはノズル５０と連通するキャビティ５１が形成されている。そして、液滴吐出ヘッド４７のキャビティ５１には機能液５２が供給されている。
【００４２】
キャビティ５１の上側には上下方向に振動してキャビティ５１内の容積を拡大縮小する振動板５３が配置されている。振動板５３の上側でキャビティ５１と対向する場所には振動板５３を振動させる圧電素子５４が配置されている。圧電素子５４が振動板５３を振動させると振動板５３がキャビティ５１内の容積を拡大縮小してキャビティ５１を加圧する。その結果、キャビティ５１内の圧力が変動し、キャビティ５１内に供給された機能液５２はノズル５０を通って吐出される。液滴吐出ヘッド４７が制御部１４（図２参照）から圧電素子５４を制御駆動するためのノズル駆動信号を受けると、圧電素子５４が伸張して、振動板５３がキャビティ５１内の容積を縮小する。その結果、液滴吐出ヘッド４７のノズル５０から縮小した容積分の機能液５２が液滴５５となって、基板２上に実装されたＩＣパッケージ３（図１参照）に向けて吐出される。
【００４３】
ＩＣパッケージ３に吐出された液滴５５は、紫外光照射ユニット４６が照射する紫外光によって、半硬化される。ここで、「半硬化」とは、機能液５２の流動性が失われて、液滴５５が吐出された箇所から動かないような状態にすることを意味している。上述したように機能液５２は光重合開始剤を含有しており、紫外光により、吐出された液滴５５は表面から硬化が開始される。その結果、液滴５５は流動性が失われて、平面視で略円形の状態を保つ。かかる略円形を保つ半硬化状態の機能液を形成させるまでの工程が液滴吐出工程である。
【００４４】
上述の半硬化状態のパターンが形成された段階のＩＣパッケージ３は基板２上に実装された状態で後処理部１１に搬送される。そして、該後処理部において再度の紫外光の照射及び／又は加熱処理が実施されて機能液５２から溶媒あるいは分散媒が殆んど除去される。その結果、吐出された液滴５５は略円形に分布する顔料を含有する樹脂材料となる。かかる、略円形の顔料を含有する硬化された樹脂材料の層がドット８０（後述する図４参照）である。そして、かかる半硬化状態の液滴５５を硬化させる工程が乾燥工程である。
【００４５】
ドットが集合することで、上述の会社名４、機種コード５、製造番号６等の文字（図１参照）、すなわちパターンが形成される。すなわち、本実施形態では、平面的に配置された複数のドットからパターンが形成される。本実施形態のパターンは上述の文字等であるため、ドットは巨視的にはパターン内に略均一に分布するように形成されており、パターン内における濃淡は存在しない。本実施形態の製造方法は、かかるドットを微視的には互いに重なる部分を有しないように形成することで、ＩＣパッケージ３のような非吸収性の表面を有する媒体上に形成されたパターンにおけるパターン剥れ等を低減している。
【００４６】
（ドット分布）
図４は、本実施形態にかかる製造方法で形成されたパターンのドットの分布を示す図である。本図及び後述する各実施形態におけるドットの分布を示す図は、パターンの一部を抜き出して拡大したものである。上述したように、本実施形態及び後述する各実施形態においてドットはパターン内において巨視的には略均一に分布しているため、一部を抜き出して示すことでパターン内の全体の分布を示すことができる。
【００４７】
図示するように、本実施形態においてドット８０は、直交する２方向において互いに均一な間隔を有するように形成されている。すなわち、本実施形態のパターン形成方法は、パターン内に同一寸法の正方形が縦横に隙間なく配列された正方形網が存在すると仮定した場合において、ドット８０を各々の該ドットの中心（重心）が正方形の頂点に位置するように形成している。すなわち、本実施形態では各ドット８０は、パターン内において互いに重なることなく、かつ大きな空白部を生じさせないように形成されている。
【００４８】
上述したように、ドット８０は吐出された後の液滴５５を乾燥させて形成される。そして、かかる乾燥工程において溶媒等が除去されるため体積が若干縮小する。一方、下地であるＩＣパッケージ３はかかる乾燥工程においても縮小しない。また、上述したように、該ＩＣパッケージの表面は非吸収性である。したがって、ドット８０とＩＣパッケージ３の表面との間には応力が発生する。かかる応力はドット８０の面積が広いほど大きくなり、一定の範囲を超えるとドット８０のＩＣパッケージ３の表面からの分離、すなわちパターン剥れを生じさせる。
【００４９】
本実施形態のパターン形成方法であれば、ドット８０が互いに重ならないように形成されるため、上述の応力が所定の範囲を超えることがない。したがって、乾燥工程により生じる応力に起因するパターン剥れを抑制できる。また、各ドット８０が規則的に形成されるため、パターン内において広い空白部が生じない。したがって、パターン内を塗りつぶすようドット８０を形成していないにもかかわらず、極端に広い空白部が生じることがない。すなわち、本実施形態のパターン形成方法であれば、液滴吐出法によって非吸収性の表面を持つ媒体上にパターンを形成する場合において密度の濃いパターンを、パターン剥がれの発生を抑制しつつ形成できる。
【００５０】
（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態にかかる製造方法で形成されたパターンのドットの分布を示す図である。上述の第１の実施形態と同じく、パターンの一部を抜き出して拡大したものを示している。
【００５１】
図示するように、本実施形態のパターン形成方法は、ドット８０を、該ドットの中心が正三角形の頂点に位置するように形成している。すなわち、本実施形態のパターン形成方法は、パターン内に同一寸法の正三角形が縦横に隙間なく配列された正三角形網が存在すると仮定した場合において、ドット８０を、各々の該ドットの中心が正三角形の頂点に位置するように形成している。
【００５２】
このようなパターン形成方法であれば、１つのドット８０を基準とした場合において隣り合う６つのドット８０との間隔を同一にでき、隣り合うドット８０間の隙間をより一層均一化できる。したがって、ドット８０を、互いに重ならせることなく、かつパターン内に占める空白部の面積がより一層縮小するように形成できる。したがって、非吸収性の表面を持つ媒体上にパターンを形成する場合において、より一層密度の濃いパターンをパターン剥がれの発生を抑制しつつ形成できる。
【００５３】
（第３の実施形態）
図６は、第３の実施形態にかかる製造方法で形成されたパターンを示す図である。上述の第１の実施形態と同じく、パターンの一部を抜き出して拡大したものを示している。
【００５４】
本実施形態のパターン方法は、パターンを、大径ドット８１と小径ドット８２との２種類のドットを規則的に組み合せて形成していることに特徴がある。双方の種類のドット（８１，８２）は、夫々の種類毎に、中心が上述の正方形網の頂点に位置するように形成されている。そして、一方の種類のドットの中心で構成される正方形の中心に、他方の種類のドットの中心が重なるように形成されている。
【００５５】
本実施形態のパターン形成方法は、大径ドット８１を規則的に形成したうえで、該大径ドットの隙間に小径ドット８２を形成することで、パターン内に占める空白部の面積をより一層縮小している。したがって、非吸収性の表面を持つ媒体、すなわちＩＣパッケージ３上にパターンを形成する場合において、より一層密度の濃いパターンをパターン剥がれの発生を抑制しつつ形成できる。
【００５６】
（第４の実施形態）
図７は、第４の実施形態にかかるパターン形成方法で形成されたパターンを示す図である。本実施形態のパターン形成方法は、上述の第３の実施形態と同様に、パターンを大径ドット８１と小径ドット８２との２種類のドットを規則的に組み合せて形成している。そして、双方の種類のドット（８１，８２）は、夫々の種類毎に中心が上述の正三角形網の頂点に位置するように形成されている。そして、一方の種類のドットの中心で構成される正三角形の中心に、他方の種類のドットの中心が重なるように形成されている。
【００５７】
このようなパターン形成方法であれば、上述の第３の実施形態と同様に、大径ドット８１の隙間に小径ドット８２を形成することで、パターン内に占める空白部の面積をより一層縮小できる。そして上述の第２の実施形態と同様に、ドット（８１，８２）を頂点が正三角形網を構成するように形成するため、より一層密度の濃いパターンをパターン剥がれの発生を抑制しつつ形成できる。
【００５８】
（第５の実施形態）
図８は、第５の実施形態にかかるパターン形成方法で形成されたパターンのドットの分布を示す図である。本実施形態のパターン形成方法は、上述の第１〜第４の実施形態とは異なり、ドット８０を互いに一部ずつ重なり合うように形成している。すなわち本実施形態のパターン形成方法によれば、ドット８０は、互いに一部ずつ重なり合うように一方向に数個が連続的に形成されて列状の集合ドット８３を構成している。そして、かかる集合ドット８３が規則的に並べられて、パターンが構成されている。
【００５９】
上述したように、ドット８０が非吸収性の表面を持つ媒体上に互いに重なり合って所定の範囲を塗りつぶすように形成されると、該媒体との間の応力が増大してパターン剥がれの危険性が増大する。しかし、重なり合う部分をわずかな範囲に押さえれば、上述の応力の増大は最小限に抑制できる。また、集合ドット８３を構成するドット８０の個数を制限することでも、上述の応力の増大を抑制できる。一方で、本実施形態の形成方法によれば、少なくとも図示する列方向におけるドット８０間の隙間を大きく低減できる。したがって、非吸収性の表面を持つ媒体上にパターンを形成する場合において、パターン剥がれの可能性を一定の範囲内に抑制しつつ、より一層密度の濃いパターンを形成できる。
【００６０】
（変形例）
本発明の実施の形態は上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改良を加えた変形例として実施することも可能である。変形例としてのパターン形成方法を、以下に述べる。
【００６１】
（変形例１）
上述の第５の実施形態では、集合ドット８３を一列に形成されたドット８０で構成している。しかし、集合ドット８３を、中心が三角形等の多角形を構成するように配置された複数のドット８０で構成することも可能である。かかる構成の集合ドット８３であれば、ドット８０の重なり合う方向が分散されるため、上述の応力を抑制でき、パターン剥がれの可能性も低減できる。
【００６２】
（変形例２）
上述の第１〜第５の実施形態では、ドット８０等を媒体上に規則的に形成してパターンを形成している。しかし、ドット８０等を、互いに重ならせないということのみを定めて、他には規則性を持たずに、すなわちランダムに形成しても良い。かかる構成でもドット８０等と媒体との間に生じる応力を低減できるため、パターン剥がれの危険性を低減できる。
【符号の説明】
【００６３】
１…ＩＣ基板、２…基板、３…ＩＣパッケージ、４…パターンとしての会社名、５…パターンとしての機種コード、６…パターンとしての製造番号、７…液滴吐出装置、８…供給部、９…前処理部、１０…吐出部、１１…後処理部、１２…収納部、１３…搬送部、１４…制御部、３５…基台、３６…案内レール、３７…ステージ、３８…主走査位置検出装置、３９…載置面、４０…支持台、４１…案内部材、４２…案内レール、４３…キャリッジ、４４…副走査位置検出装置、４５…ヘッドユニット、４６…紫外光照射ユニット、４７…液滴吐出ヘッド、４８…収容タンク、４９…ノズルプレート、５０…ノズル、５１…キャビティ、５２…機能性材料を含有する液体材料としての機能液、５３…振動板、５４…圧電素子、５５…液滴、８０…ドット、８１…大径ドット、８２…小径ドット、８３…集合ドット。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非吸収性の表面を有する媒体上に機能性材料からなるパターンを形成するパターン形成方法であって、
前記媒体上に機能性材料を含有する液体材料を液滴として吐出する液滴吐出工程と、
吐出された前記液滴を乾燥させて前記機能性材料からなるドットを形成する乾燥工程とを備え、
前記液滴吐出工程は、乾燥後の隣り合う前記ドット同士が互いに重なる部分を有しないように前記液滴を吐出することを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載のパターン形成方法であって、
前記液滴吐出工程は、複数の前記ドットが平面視で略同一の径を有する略円形のドットとなるように前記液滴を吐出する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項３】
請求項２に記載のパターン形成方法であって、
前記液滴吐出工程は、前記ドットの中心が正方形の頂点に位置するように前記液滴を吐出する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項４】
請求項２に記載のパターン形成方法であって、
前記液滴吐出工程は、前記ドットの中心が正三角形の頂点に位置するように前記液滴を吐出する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項５】
請求項２に記載のパターン形成方法であって、
前記液滴吐出工程は、複数の前記ドットが２種類以上の径の異なるドットとなるように前記液滴を吐出する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項６】
請求項５に記載のパターン形成方法であって、
前記液滴吐出工程は、径の大きなドットの中心が正方形の頂点に位置し、かつ、径の小さなドットの中心が該正方形の中心に位置するように前記液滴を吐出する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項７】
請求項５に記載のパターン形成方法であって、
前記液滴吐出工程は、径の大きなドットの中心が正三角形の頂点に位置し、かつ、径の小さなドットの中心が該正三角形の中心に位置するように前記液滴を吐出する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項８】
非吸収性の表面を有する媒体上に、機能性材料を含有する液体材料を液滴として吐出する液滴吐出工程と、該液滴を乾燥させて、該液滴に含有されていた前記機能性材料からなるドットを複数個形成する乾燥工程と、を実施することにより、巨視的には前記機能性材料が略均一に分布するパターンを形成するパターン形成方法であって、
前記液滴吐出工程は、複数のドットが互いに一部ずつ重なりあった一群のドットであり、かつ該一群のドット同士は略同一の構成を有する集合ドットを、該集合ドット同士は互いに所定の間隔をもって規則的に形成されるように前記液滴を吐出する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項１】
非吸収性の表面を有する媒体上に機能性材料からなるパターンを形成するパターン形成方法であって、
前記媒体上に機能性材料を含有する液体材料を液滴として吐出する液滴吐出工程と、
吐出された前記液滴を乾燥させて前記機能性材料からなるドットを形成する乾燥工程とを備え、
前記液滴吐出工程は、乾燥後の隣り合う前記ドット同士が互いに重なる部分を有しないように前記液滴を吐出することを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載のパターン形成方法であって、
前記液滴吐出工程は、複数の前記ドットが平面視で略同一の径を有する略円形のドットとなるように前記液滴を吐出する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項３】
請求項２に記載のパターン形成方法であって、
前記液滴吐出工程は、前記ドットの中心が正方形の頂点に位置するように前記液滴を吐出する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項４】
請求項２に記載のパターン形成方法であって、
前記液滴吐出工程は、前記ドットの中心が正三角形の頂点に位置するように前記液滴を吐出する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項５】
請求項２に記載のパターン形成方法であって、
前記液滴吐出工程は、複数の前記ドットが２種類以上の径の異なるドットとなるように前記液滴を吐出する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項６】
請求項５に記載のパターン形成方法であって、
前記液滴吐出工程は、径の大きなドットの中心が正方形の頂点に位置し、かつ、径の小さなドットの中心が該正方形の中心に位置するように前記液滴を吐出する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項７】
請求項５に記載のパターン形成方法であって、
前記液滴吐出工程は、径の大きなドットの中心が正三角形の頂点に位置し、かつ、径の小さなドットの中心が該正三角形の中心に位置するように前記液滴を吐出する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項８】
非吸収性の表面を有する媒体上に、機能性材料を含有する液体材料を液滴として吐出する液滴吐出工程と、該液滴を乾燥させて、該液滴に含有されていた前記機能性材料からなるドットを複数個形成する乾燥工程と、を実施することにより、巨視的には前記機能性材料が略均一に分布するパターンを形成するパターン形成方法であって、
前記液滴吐出工程は、複数のドットが互いに一部ずつ重なりあった一群のドットであり、かつ該一群のドット同士は略同一の構成を有する集合ドットを、該集合ドット同士は互いに所定の間隔をもって規則的に形成されるように前記液滴を吐出する工程であることを特徴とするパターン形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１４３３２３（Ｐ２０１１−１４３３２３Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３６８７（Ｐ２０１０−３６８７）
【出願日】平成２２年１月１２日（２０１０．１．１２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１２日（２０１０．１．１２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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