回路基板の形成方法
【課題】配線を任意のパターンで高精度に、かつ低コストで形成可能であり、また、基板に形成した配線にダメージを与えることがない回路基板の形成方法を提供する。
【解決手段】筋状に複数（ここでは２箇所）の撥液部Ｈを、互いに所定の隙間をあけて形成する。なお、ここで記載する撥液部とは、後工程で第２の配線Ｗ２を形成するための無電解メッキ液に対する接触角が所定値以上となる、撥液性を示す領域とされる。撥液部Ｈの形成にあたっては、液滴吐出装置を用い、液滴吐出ヘッドから無電解めっき液に対して撥液性を有する材料（撥液材料）を含む液状体の液滴Ｌを吐出して、基板Ｐに形成した第１の配線Ｗ１上の所定領域に塗布する。
【解決手段】筋状に複数（ここでは２箇所）の撥液部Ｈを、互いに所定の隙間をあけて形成する。なお、ここで記載する撥液部とは、後工程で第２の配線Ｗ２を形成するための無電解メッキ液に対する接触角が所定値以上となる、撥液性を示す領域とされる。撥液部Ｈの形成にあたっては、液滴吐出装置を用い、液滴吐出ヘッドから無電解めっき液に対して撥液性を有する材料（撥液材料）を含む液状体の液滴Ｌを吐出して、基板Ｐに形成した第１の配線Ｗ１上の所定領域に塗布する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板の形成方法に関し、詳しくは、基板上に配線を所定の形状で容易に形成可能な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板上にメッキ法によって任意のパターンの配線（導電層）を形成する場合、予め、レジストやマスキングテープなどによって配線パターンを象ったメッキマスクを形成する必要があった。例えば、積層基板における第一の配線の露出部分に配線導電層を形成したくない領域（端子部）に、マスキングテープを貼着したり、あるいはフォトレジストによるレジスト層を形成するなどして、メッキ層（配線）を析出させないようにしている。（例えば特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１２３９７１号公報
【特許文献２】特開２００９−０７１１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、マスキングテープを用いてメッキマスクを形成する方法では、微細な配線パターンを形成することが困難であった。また、マスキングテープを貼着精度を高めることも困難なため、高精度に配線パターンを形成するが困難であった。
【０００５】
一方、フォトレジストなどによってレジスト層を形成する方法では、微細な配線パターンを高精度に形成することが可能であるものの、パターニングにフォトマスクを使用する必要がある、またメッキ層（配線）の形成後にレジスト層を除去するためにウエットエッチングが必要であるなど工程が複雑になり、またレジスト層を除去時にメッキ層にダメージを及ぼす虞があるなど課題があった。また、レジスト層の形成材料自体が高価であり、製造コストの面でも課題があった。
【０００６】
また、第一の配線層の露出部の寸法を細らせ、マスキングテープ・レジストを用いない方法も可能であるが、配線寸法のバラツキに問題や、第一の配線層の酸化など問題が生じ、高精度・高信頼性においても形成することが困難であった。
【０００７】
本発明にかかるいくつかの態様は、上記事情に鑑みてなされたものであり、配線を任意のパターンで高精度に、かつ低コストで形成可能であり、また、基板に形成した配線にダメージを与えることがない回路基板の形成方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のいくつかの態様は次のような回路基板の形成方法を提供した。
すなわち、本発明の回路基板の形成方法は、第一の配線が形成された基板に対して、液滴吐出装置を用いて撥液性を有する撥液材料の液滴を塗布し、撥液部を形成する工程と、前記撥液部を除いた領域にメッキ用触媒材料を含む液滴を塗布して触媒層を形成する工程と、前記触媒層上にメッキを析出させて第二の配線を形成する工程と、を少なくとも備えたことを特徴とする。
【０００９】
前記第一の配線の下層に、予めメッキ用触媒材料を含む液滴を塗布して、触媒層を形成する工程を更に備えるのが好ましい。
また、前記撥液部を洗浄により除去し、コンタクトホールを形成する工程と、該コンタクトホールにメッキを析出させて貫通電極を形成する工程と、を更に備えるのが好ましい。
更に、前記撥液材料は、フッ素化合物を含むことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】液滴吐出装置の概略的な構成図である。
【図２】液滴吐出ヘッドの拡大断面図である。
【図３】本発明の回路基板の形成方法を段階的に示した要部拡大断面図である。
【図４】本発明の回路基板の形成方法を段階的に示した要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の回路基板の形成方法の最良の形態について説明する。なお、本実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００１２】
まず最初に、本発明の回路基板の形成方法に用いる液滴吐出装置の一構成例について説明する。
図１は、液滴吐出装置の構成を示す斜視図である。
液滴吐出装置（インクジェット装置）ＩＪは、液滴吐出ヘッドから、例えばポリイミドからなる基板Ｐに向けて液滴を吐出（滴下）するものであって、液滴吐出ヘッド３０１と、Ｘ方向駆動軸３０４と、Ｙ方向ガイド軸３０５と、制御装置ＣＯＮＴと、ステージ３０７と、クリーニング機構３０８と、基台３０９と、ヒータ３１５とを備えている。ステージ３０７は、この液滴吐出装置ＩＪによりインク（液体材料）を設けられる基板Ｐを支持するものであって、基板Ｐを基準位置に固定する不図示の固定機構を備えている。
【００１３】
液滴吐出ヘッド３０１は、複数の吐出ノズルを備えたマルチノズルタイプの液滴吐出ヘッドであり、長手方向とＸ軸方向とを一致させている。複数の吐出ノズルは、液滴吐出ヘッド３０１の下面にＸ軸方向に並んで一定間隔で設けられている。液滴吐出ヘッド３０１の吐出ノズルからは、ステージ３０７に支持されている基板Ｐに対して、上述した導電性微粒子を含むインクが吐出される。
【００１４】
Ｘ方向駆動軸３０４には、Ｘ方向駆動モータ３０２が接続されている。Ｘ方向駆動モータ３０２はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＸ方向の駆動信号が供給されると、Ｘ方向駆動軸３０４を回転させる。Ｘ方向駆動軸３０４が回転すると、液滴吐出ヘッド３０１はＸ軸方向に移動する。
【００１５】
Ｙ方向ガイド軸３０５は、基台３０９に対して動かないように固定されている。ステージ３０７は、Ｙ方向駆動モータ３０３を備えている。Ｙ方向駆動モータ３０３はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＹ方向の駆動信号が供給されると、ステージ３０７をＹ方向に移動する。
【００１６】
制御装置ＣＯＮＴは、液滴吐出ヘッド３０１に液滴の吐出制御用の電圧を供給する。また、Ｘ方向駆動モータ３０２に液滴吐出ヘッド３０１のＸ方向の移動を制御する駆動パルス信号を、Ｙ方向駆動モータ３０３にステージ３０７のＹ方向の移動を制御する駆動パルス信号を供給する。
【００１７】
クリーニング機構３０８は、液滴吐出ヘッド３０１をクリーニングするものである。クリーニング機構３０８には、図示しないＹ方向の駆動モータが備えられている。このＹ方向の駆動モータの駆動により、クリーニング機構は、Ｙ方向ガイド軸３０５に沿って移動する。クリーニング機構３０８の移動も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
【００１８】
ヒータ３１５は、ここではランプアニールにより基板Ｐを熱処理する手段であり、基板Ｐ上に塗布された液体材料に含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行う。このヒータ３１５の電源の投入及び遮断も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
【００１９】
液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッド３０１と基板Ｐを支持するステージ３０７とを相対的に走査しつつ基板Ｐに対して液滴を吐出する。ここで、以下の説明において、Ｘ方向を非走査方向、Ｘ方向と直交するＹ方向を走査方向とする。
したがって、液滴吐出ヘッド３０１の吐出ノズルは、非走査方向であるＸ方向に一定間隔で並んで設けられている。なお、図１では、液滴吐出ヘッド３０１は、基板Ｐの進行方向に対し直角に配置されているが、液滴吐出ヘッド３０１の角度を調整し、基板Ｐの進行方向に対して交差させるようにしてもよい。このようにすれば、液滴吐出ヘッド３０１の角度を調整することで、ノズル間のピッチを調節することが出来る。また、基板Ｐとノズル面との距離を任意に調節することが出来るようにしてもよい。
【００２０】
図２は、液滴吐出ヘッド３０１の拡大断面図である。
液滴吐出ヘッド３０１には、液体材料（配線用インク等）を収容する液体室３２１に隣接してピエゾ素子３２２が設置されている。液体室３２１には、液体材料を収容する材料タンクを含む液体材料供給系３２３を介して液体材料が供給される。
【００２１】
ピエゾ素子３２２は駆動回路３２４に接続されており、この駆動回路３２４を介してピエゾ素子３２２に電圧を印加し、ピエゾ素子３２２を変形させることにより、液体室３２１が変形し、ノズル３２５から液体材料が吐出される。
この場合、印加電圧の値を変化させることにより、ピエゾ素子３２２の歪み量が制御される。また、印加電圧の周波数を変化させることにより、ピエゾ素子３２２の歪み速度が制御される。ピエゾ方式による液滴吐出は材料に熱を加えないため、材料の組成に影響を与えにくいという利点を有する。
【００２２】
なお、液滴吐出法における吐出技術としては、上記の電気機械変換式の他に、帯電制御方式、加圧振動方式、電気熱変換方式、静電吸引方式などが挙げられる。帯電制御方式は、材料に帯電電極で電荷を付与し、偏向電極で材料の飛翔方向を制御してノズルから吐出させるものである。また加圧振動方式は、材料に例えば３０ｋｇ／ｃｍ２程度の超高圧を印加してノズル先端側に材料を吐出させるものであり、制御電圧をかけない場合には材料が直進してノズルから吐出され、制御電圧をかけると材料間に静電的な反発が起こり、材料が飛散してノズルから吐出されない。
【００２３】
また、電気熱変換方式は、材料を貯留した空間内に設けたヒータにより、材料を急激に気化させてバブル（泡）を発生させ、バブルの圧力によって空間内の材料を吐出させるものである。静電吸引方式は、材料を貯留した空間内に微小圧力を加え、ノズルに材料のメニスカスを形成し、この状態で静電引力を加えてから材料を引き出すものである。また、この他に、電場による流体の粘性変化を利用する方式や、放電火花で飛ばす方式などの技術も適用可能である。液滴吐出法は、材料の使用に無駄が少なく、しかも所望の位置に所望の量の材料を的確に配置できるという利点を有する。なお、液滴吐出法により吐出される液状材料（流動体）の一滴の量は、例えば１〜３００ナノグラムである。
【００２４】
以上説明したような液滴吐出装置ＩＪを用いた、本発明の回路基板の形成方法について説明する。
図３は、本発明の回路基板の形成方法を段階的に示した要部拡大断面図である。
まず、図３（ａ）に示すように、所定の形状の第１の配線（配線パターン）Ｗ１が形成された基板Ｐを用意する。この配線パターンＷ１と基板Ｐとの間には、例えば、触媒材料（Ｐｄ）を含むメッキ触媒層Ｃ１が形成されていれば良い。
【００２５】
基板Ｐとしては、例えば、ガラス、石英ガラス、Ｓｉウエハ、プラスチックフィルム、金属板、ポリイミドなど各種の材料を用いることができる。また、これら各種の素材基板の表面に半導体膜、金属膜、誘電体膜、有機膜などが下地層として形成されたものも含む。
【００２６】
次に、図３（ｂ）に示すように、筋状に複数（ここでは２箇所）の撥液部Ｈを、互いに所定の隙間をあけて形成する。なお、ここで記載する撥液部とは、後工程で第２の配線を形成するための無電解メッキ処理に用いられる無電解メッキ液に対する接触角が所定値以上となる、撥液性を示す領域とされる。
【００２７】
撥液部Ｈの形成にあたっては、例えば、図１に示すような液滴吐出装置ＩＪを用い、液滴吐出ヘッド３０１から無電解メッキ液に対して撥液性を有する材料（撥液材料）を含む液状体の液滴Ｌ（以下、撥液性液滴と称する）を吐出して、基板Ｐに形成した第１の配線Ｗ１上の所定領域に塗布する。
【００２８】
撥液性を有する材料としては、例えば、シラン化合物、フルオロアルキル基を有する化合物、フッ素樹脂（フッ素を含む樹脂）、及びこれらの混合物が好ましく挙げられる。
【００２９】
そして、撥液性材料を含む撥液性液滴Ｌを液滴吐出ヘッド３０１からそれぞれの撥液部Ｈに対して連続的に吐出する。この時、各撥液部Ｈにおいては、基板Ｐの表面Ｐａに着弾した撥液性液滴Ｌが、隣り合う液滴同士で重なり合う位置に吐出・塗布される。これにより、それぞれの撥液部Ｈは、液滴吐出ヘッドの基板Ｐに対する一回の走査で塗布形成されることになる。
【００３０】
この後、第１の配線Ｗ１上に吐出した撥液性液滴Ｌを予備乾燥することにより、基板Ｐ上に撥液部Ｈが所定のパターンで互いに間隔をあけて数ｎｍ〜数十μｍの厚さで形成される。この撥液部Ｈは、例えば、無電解メッキ液に対する接触角が５０度以上となる。
【００３１】
次に、液滴吐出装置ＩＪを用い、図３（ｃ）に示すように、撥液部Ｈを除く部分に、絶縁層形成材料（例えば、ポリイミド、アクリル、エポキシ樹脂等）を含む液滴を塗布し、硬化処理を施すことにより、絶縁層Ｚ１を形成する。この硬化処理としては、絶縁層形成材料が熱硬化性材料であれば、例えば２００℃、３０分間の加熱処理を行い、絶縁層形成材料が光硬化性材料であれば、例えばＵＶ光を１０００〜３０００ｍｊ照射する処理を行えばよい。これによって、撥液部Ｈを除く部分に、絶縁層Ｚ１が形成される。
【００３２】
続いて、液滴吐出装置ＩＪを用い、図３(ｄ)に示すように、触媒材料（Ｐｄ）を含むメッキ触媒層Ｃ１を絶縁層Ｚ１の表面にメッキ触媒材料を含む液滴を塗布・乾燥（例えば１００℃、１５分間以上）することにより、メッキ触媒層をパターン形成する。
【００３３】
そして、無電解メッキ処理を施して、図３（ｅ）に示すように、触媒層Ｃ１上にメッキ層を析出させ第２の配線（配線パターン）Ｗ２を形成する。無電解メッキ処理に用いられる無電解メッキ液としては、好ましくは中性、もしくは酸性であり、基板Ｐへのダメージを考慮すると、中性のものを用いることが好ましい。
また、導電層としては、例えばＡｇ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｏ、ＣｕまたはＰｄを用いることができる。導電層は、複数のメッキ層が積層された構成であってもよく、例えばＣｕメッキ層の上にＡｕメッキ層が形成される構成であってもよい。本実施形態では、導電層形成材料としてＣｕ（すなわち、銅メッキ処理）を用いている。
【００３４】
このような、無電解メッキ処理において、メッキ層を形成させない領域に撥液部Ｈを形成することにより、この部分に無電解メッキ液が乗ることなく弾かれる。従って、撥液部Ｈを所定の形状でプリント（形成）することによって、所望の形状の第２の配線（配線パターン）Ｗ２を容易に形成することができる。
【００３５】
メッキ触媒材料を含む液状体としては、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｃｏ等の触媒作用を有する金属を含有する有機溶媒を用いることができる。また、この液状体としては、絶縁層Ｚ１のとの密着性を付与するために、カップリング剤を含有する構成としてもよい。カップリング剤としては、例えばアミノ基を有するＳｉカップリング剤を挙げることができ、有機溶媒中に分散されていることが好ましい。また、水系であれば、中性もしくは酸性であり、より好ましくは液滴吐出ヘッドに対するダメージを軽減する観点から中性のものを用いることが好ましい。
【００３６】
以上、詳細に説明した工程によって、第１の配線Ｗ１上に、所定のパターンで第２の配線Ｗ２を形成した回路基板Ｅを得ることができる。しかも、こうした回路基板Ｅは、第２の配線Ｗ２を所望の形状に形成するにあたって、高価な光硬化性のレジスト材料を用いたり、下層に形成された第１の配線Ｗ１にダメージを与えるようなエッチング工程を必要とせず、液滴吐出装置ＩＪを用いて撥液性の液滴を所望の形状に塗布して撥液部Ｈを形成するだけで、高精度なメッキマスクが形成できる。よって、既に下層に形成された配線に何らダメージを与えず、少ない工程で高精度、かつ低コストに回路基板を得ることが可能になる。
【００３７】
次に、本発明の回路基板の形成方法の別な実施形態について説明する。この実施形態では、撥液部の形成領域に、積層回路基板のビア電極を形成する。
図４は、本発明の回路基板の形成方法を段階的に示した要部拡大断面図である。
図４（ａ）に示すように、所定の形状の第１の配線（配線パターン）Ｗ１が形成された基板Ｐを用意する。この配線パターンＷ１と基板Ｐとの間には、例えば、触媒材料（Ｐｄ）を含むメッキ触媒層Ｃ１が形成されていれば良い。
【００３８】
次に、図４（ｂ）に示すように、例えば円柱状に撥液部Ｈを形成する。撥液部Ｈの形成にあたっては、例えば、図１に示すような液滴吐出装置ＩＪを用い、液滴吐出ヘッド３０１から無電解めっき液に対して撥液性を有する材料（撥液材料）を含む液状体の液滴Ｌを吐出して、基板Ｐに形成した第１の配線Ｗ１上に塗布すればよい。
【００３９】
次に、液滴吐出装置ＩＪを用い、図４（ｃ）に示すように、撥液部Ｈを除く部分に、絶縁層形成材料（例えば、ポリイミド、アクリル、エポキシ樹脂等）を含む液滴を塗布し、硬化処理を施すことにより、絶縁層Ｚ１を形成する。
【００４０】
続いて、液滴吐出装置ＩＪを用い、図４(ｄ)に示すように、触媒材料（Ｐｄ）を含むメッキ触媒層Ｃ１を絶縁層Ｚ１の表面にメッキ触媒材料を含む液滴を塗布・乾燥（例えば１００℃、１５分間以上）することにより、メッキ触媒層をパターン形成する。
【００４１】
そして、図４（ｅ）に示すように、撥液部Ｈを洗浄処理によって除去する。具体的には、例えば、ＵＶエキシマ洗浄、低圧水銀灯洗浄、Ｏ２プラズマ洗浄、ＨＦや硫酸等を用いた酸洗浄、アルカリ洗浄、超音波洗浄、メガソニック洗浄、コロナ処理、グロー洗浄、スクラブ洗浄、オゾン洗浄、水素水洗浄、マイクロバブル洗浄、フッ素系洗浄等を実施する。
【００４２】
これによって、撥液部Ｈの除去部分は、絶縁層Ｚ１を貫通するコンタクトホールＣＨとして開口される。こうしたコンタクトホールＣＨを形成する際に、撥液性の液滴を所望の形状に塗布して撥液部Ｈを形成し、後工程で洗浄処理によってこの撥液部Ｈを除去するだけなので、下層に形成された第１の配線Ｗ１にダメージを与えるようなエッチング工程を用いずに、高精度にコンタクトホールＣＨを形成できる。
【００４３】
この後、図４（ｆ）に示すように、例えば無電解メッキ処理を施して、コンタクトホールＣＨを埋めるように絶縁層Ｚ１上に第２の配線Ｗ２を形成すればよい。これによって、コンタクトホールＣＨの内部はメッキ層によって充填され、第１の配線Ｗ１と第２の配線Ｗ２とを電気的に導通させる貫通電極Ｔとして機能する。以上で、例えば２層の回路（導電層）を重ねた積層回路基板Ｓが完成する。
【符号の説明】
【００４４】
ＣＨ…コンタクトホール、Ｈ…撥液部、Ｌ…液滴、Ｐ…基板、Ｗ１…第一の配線（配線パターン）、Ｗ２…第二の配線（配線パターン）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板の形成方法に関し、詳しくは、基板上に配線を所定の形状で容易に形成可能な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板上にメッキ法によって任意のパターンの配線（導電層）を形成する場合、予め、レジストやマスキングテープなどによって配線パターンを象ったメッキマスクを形成する必要があった。例えば、積層基板における第一の配線の露出部分に配線導電層を形成したくない領域（端子部）に、マスキングテープを貼着したり、あるいはフォトレジストによるレジスト層を形成するなどして、メッキ層（配線）を析出させないようにしている。（例えば特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１２３９７１号公報
【特許文献２】特開２００９−０７１１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、マスキングテープを用いてメッキマスクを形成する方法では、微細な配線パターンを形成することが困難であった。また、マスキングテープを貼着精度を高めることも困難なため、高精度に配線パターンを形成するが困難であった。
【０００５】
一方、フォトレジストなどによってレジスト層を形成する方法では、微細な配線パターンを高精度に形成することが可能であるものの、パターニングにフォトマスクを使用する必要がある、またメッキ層（配線）の形成後にレジスト層を除去するためにウエットエッチングが必要であるなど工程が複雑になり、またレジスト層を除去時にメッキ層にダメージを及ぼす虞があるなど課題があった。また、レジスト層の形成材料自体が高価であり、製造コストの面でも課題があった。
【０００６】
また、第一の配線層の露出部の寸法を細らせ、マスキングテープ・レジストを用いない方法も可能であるが、配線寸法のバラツキに問題や、第一の配線層の酸化など問題が生じ、高精度・高信頼性においても形成することが困難であった。
【０００７】
本発明にかかるいくつかの態様は、上記事情に鑑みてなされたものであり、配線を任意のパターンで高精度に、かつ低コストで形成可能であり、また、基板に形成した配線にダメージを与えることがない回路基板の形成方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のいくつかの態様は次のような回路基板の形成方法を提供した。
すなわち、本発明の回路基板の形成方法は、第一の配線が形成された基板に対して、液滴吐出装置を用いて撥液性を有する撥液材料の液滴を塗布し、撥液部を形成する工程と、前記撥液部を除いた領域にメッキ用触媒材料を含む液滴を塗布して触媒層を形成する工程と、前記触媒層上にメッキを析出させて第二の配線を形成する工程と、を少なくとも備えたことを特徴とする。
【０００９】
前記第一の配線の下層に、予めメッキ用触媒材料を含む液滴を塗布して、触媒層を形成する工程を更に備えるのが好ましい。
また、前記撥液部を洗浄により除去し、コンタクトホールを形成する工程と、該コンタクトホールにメッキを析出させて貫通電極を形成する工程と、を更に備えるのが好ましい。
更に、前記撥液材料は、フッ素化合物を含むことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】液滴吐出装置の概略的な構成図である。
【図２】液滴吐出ヘッドの拡大断面図である。
【図３】本発明の回路基板の形成方法を段階的に示した要部拡大断面図である。
【図４】本発明の回路基板の形成方法を段階的に示した要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の回路基板の形成方法の最良の形態について説明する。なお、本実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００１２】
まず最初に、本発明の回路基板の形成方法に用いる液滴吐出装置の一構成例について説明する。
図１は、液滴吐出装置の構成を示す斜視図である。
液滴吐出装置（インクジェット装置）ＩＪは、液滴吐出ヘッドから、例えばポリイミドからなる基板Ｐに向けて液滴を吐出（滴下）するものであって、液滴吐出ヘッド３０１と、Ｘ方向駆動軸３０４と、Ｙ方向ガイド軸３０５と、制御装置ＣＯＮＴと、ステージ３０７と、クリーニング機構３０８と、基台３０９と、ヒータ３１５とを備えている。ステージ３０７は、この液滴吐出装置ＩＪによりインク（液体材料）を設けられる基板Ｐを支持するものであって、基板Ｐを基準位置に固定する不図示の固定機構を備えている。
【００１３】
液滴吐出ヘッド３０１は、複数の吐出ノズルを備えたマルチノズルタイプの液滴吐出ヘッドであり、長手方向とＸ軸方向とを一致させている。複数の吐出ノズルは、液滴吐出ヘッド３０１の下面にＸ軸方向に並んで一定間隔で設けられている。液滴吐出ヘッド３０１の吐出ノズルからは、ステージ３０７に支持されている基板Ｐに対して、上述した導電性微粒子を含むインクが吐出される。
【００１４】
Ｘ方向駆動軸３０４には、Ｘ方向駆動モータ３０２が接続されている。Ｘ方向駆動モータ３０２はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＸ方向の駆動信号が供給されると、Ｘ方向駆動軸３０４を回転させる。Ｘ方向駆動軸３０４が回転すると、液滴吐出ヘッド３０１はＸ軸方向に移動する。
【００１５】
Ｙ方向ガイド軸３０５は、基台３０９に対して動かないように固定されている。ステージ３０７は、Ｙ方向駆動モータ３０３を備えている。Ｙ方向駆動モータ３０３はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＹ方向の駆動信号が供給されると、ステージ３０７をＹ方向に移動する。
【００１６】
制御装置ＣＯＮＴは、液滴吐出ヘッド３０１に液滴の吐出制御用の電圧を供給する。また、Ｘ方向駆動モータ３０２に液滴吐出ヘッド３０１のＸ方向の移動を制御する駆動パルス信号を、Ｙ方向駆動モータ３０３にステージ３０７のＹ方向の移動を制御する駆動パルス信号を供給する。
【００１７】
クリーニング機構３０８は、液滴吐出ヘッド３０１をクリーニングするものである。クリーニング機構３０８には、図示しないＹ方向の駆動モータが備えられている。このＹ方向の駆動モータの駆動により、クリーニング機構は、Ｙ方向ガイド軸３０５に沿って移動する。クリーニング機構３０８の移動も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
【００１８】
ヒータ３１５は、ここではランプアニールにより基板Ｐを熱処理する手段であり、基板Ｐ上に塗布された液体材料に含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行う。このヒータ３１５の電源の投入及び遮断も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
【００１９】
液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッド３０１と基板Ｐを支持するステージ３０７とを相対的に走査しつつ基板Ｐに対して液滴を吐出する。ここで、以下の説明において、Ｘ方向を非走査方向、Ｘ方向と直交するＹ方向を走査方向とする。
したがって、液滴吐出ヘッド３０１の吐出ノズルは、非走査方向であるＸ方向に一定間隔で並んで設けられている。なお、図１では、液滴吐出ヘッド３０１は、基板Ｐの進行方向に対し直角に配置されているが、液滴吐出ヘッド３０１の角度を調整し、基板Ｐの進行方向に対して交差させるようにしてもよい。このようにすれば、液滴吐出ヘッド３０１の角度を調整することで、ノズル間のピッチを調節することが出来る。また、基板Ｐとノズル面との距離を任意に調節することが出来るようにしてもよい。
【００２０】
図２は、液滴吐出ヘッド３０１の拡大断面図である。
液滴吐出ヘッド３０１には、液体材料（配線用インク等）を収容する液体室３２１に隣接してピエゾ素子３２２が設置されている。液体室３２１には、液体材料を収容する材料タンクを含む液体材料供給系３２３を介して液体材料が供給される。
【００２１】
ピエゾ素子３２２は駆動回路３２４に接続されており、この駆動回路３２４を介してピエゾ素子３２２に電圧を印加し、ピエゾ素子３２２を変形させることにより、液体室３２１が変形し、ノズル３２５から液体材料が吐出される。
この場合、印加電圧の値を変化させることにより、ピエゾ素子３２２の歪み量が制御される。また、印加電圧の周波数を変化させることにより、ピエゾ素子３２２の歪み速度が制御される。ピエゾ方式による液滴吐出は材料に熱を加えないため、材料の組成に影響を与えにくいという利点を有する。
【００２２】
なお、液滴吐出法における吐出技術としては、上記の電気機械変換式の他に、帯電制御方式、加圧振動方式、電気熱変換方式、静電吸引方式などが挙げられる。帯電制御方式は、材料に帯電電極で電荷を付与し、偏向電極で材料の飛翔方向を制御してノズルから吐出させるものである。また加圧振動方式は、材料に例えば３０ｋｇ／ｃｍ２程度の超高圧を印加してノズル先端側に材料を吐出させるものであり、制御電圧をかけない場合には材料が直進してノズルから吐出され、制御電圧をかけると材料間に静電的な反発が起こり、材料が飛散してノズルから吐出されない。
【００２３】
また、電気熱変換方式は、材料を貯留した空間内に設けたヒータにより、材料を急激に気化させてバブル（泡）を発生させ、バブルの圧力によって空間内の材料を吐出させるものである。静電吸引方式は、材料を貯留した空間内に微小圧力を加え、ノズルに材料のメニスカスを形成し、この状態で静電引力を加えてから材料を引き出すものである。また、この他に、電場による流体の粘性変化を利用する方式や、放電火花で飛ばす方式などの技術も適用可能である。液滴吐出法は、材料の使用に無駄が少なく、しかも所望の位置に所望の量の材料を的確に配置できるという利点を有する。なお、液滴吐出法により吐出される液状材料（流動体）の一滴の量は、例えば１〜３００ナノグラムである。
【００２４】
以上説明したような液滴吐出装置ＩＪを用いた、本発明の回路基板の形成方法について説明する。
図３は、本発明の回路基板の形成方法を段階的に示した要部拡大断面図である。
まず、図３（ａ）に示すように、所定の形状の第１の配線（配線パターン）Ｗ１が形成された基板Ｐを用意する。この配線パターンＷ１と基板Ｐとの間には、例えば、触媒材料（Ｐｄ）を含むメッキ触媒層Ｃ１が形成されていれば良い。
【００２５】
基板Ｐとしては、例えば、ガラス、石英ガラス、Ｓｉウエハ、プラスチックフィルム、金属板、ポリイミドなど各種の材料を用いることができる。また、これら各種の素材基板の表面に半導体膜、金属膜、誘電体膜、有機膜などが下地層として形成されたものも含む。
【００２６】
次に、図３（ｂ）に示すように、筋状に複数（ここでは２箇所）の撥液部Ｈを、互いに所定の隙間をあけて形成する。なお、ここで記載する撥液部とは、後工程で第２の配線を形成するための無電解メッキ処理に用いられる無電解メッキ液に対する接触角が所定値以上となる、撥液性を示す領域とされる。
【００２７】
撥液部Ｈの形成にあたっては、例えば、図１に示すような液滴吐出装置ＩＪを用い、液滴吐出ヘッド３０１から無電解メッキ液に対して撥液性を有する材料（撥液材料）を含む液状体の液滴Ｌ（以下、撥液性液滴と称する）を吐出して、基板Ｐに形成した第１の配線Ｗ１上の所定領域に塗布する。
【００２８】
撥液性を有する材料としては、例えば、シラン化合物、フルオロアルキル基を有する化合物、フッ素樹脂（フッ素を含む樹脂）、及びこれらの混合物が好ましく挙げられる。
【００２９】
そして、撥液性材料を含む撥液性液滴Ｌを液滴吐出ヘッド３０１からそれぞれの撥液部Ｈに対して連続的に吐出する。この時、各撥液部Ｈにおいては、基板Ｐの表面Ｐａに着弾した撥液性液滴Ｌが、隣り合う液滴同士で重なり合う位置に吐出・塗布される。これにより、それぞれの撥液部Ｈは、液滴吐出ヘッドの基板Ｐに対する一回の走査で塗布形成されることになる。
【００３０】
この後、第１の配線Ｗ１上に吐出した撥液性液滴Ｌを予備乾燥することにより、基板Ｐ上に撥液部Ｈが所定のパターンで互いに間隔をあけて数ｎｍ〜数十μｍの厚さで形成される。この撥液部Ｈは、例えば、無電解メッキ液に対する接触角が５０度以上となる。
【００３１】
次に、液滴吐出装置ＩＪを用い、図３（ｃ）に示すように、撥液部Ｈを除く部分に、絶縁層形成材料（例えば、ポリイミド、アクリル、エポキシ樹脂等）を含む液滴を塗布し、硬化処理を施すことにより、絶縁層Ｚ１を形成する。この硬化処理としては、絶縁層形成材料が熱硬化性材料であれば、例えば２００℃、３０分間の加熱処理を行い、絶縁層形成材料が光硬化性材料であれば、例えばＵＶ光を１０００〜３０００ｍｊ照射する処理を行えばよい。これによって、撥液部Ｈを除く部分に、絶縁層Ｚ１が形成される。
【００３２】
続いて、液滴吐出装置ＩＪを用い、図３(ｄ)に示すように、触媒材料（Ｐｄ）を含むメッキ触媒層Ｃ１を絶縁層Ｚ１の表面にメッキ触媒材料を含む液滴を塗布・乾燥（例えば１００℃、１５分間以上）することにより、メッキ触媒層をパターン形成する。
【００３３】
そして、無電解メッキ処理を施して、図３（ｅ）に示すように、触媒層Ｃ１上にメッキ層を析出させ第２の配線（配線パターン）Ｗ２を形成する。無電解メッキ処理に用いられる無電解メッキ液としては、好ましくは中性、もしくは酸性であり、基板Ｐへのダメージを考慮すると、中性のものを用いることが好ましい。
また、導電層としては、例えばＡｇ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｏ、ＣｕまたはＰｄを用いることができる。導電層は、複数のメッキ層が積層された構成であってもよく、例えばＣｕメッキ層の上にＡｕメッキ層が形成される構成であってもよい。本実施形態では、導電層形成材料としてＣｕ（すなわち、銅メッキ処理）を用いている。
【００３４】
このような、無電解メッキ処理において、メッキ層を形成させない領域に撥液部Ｈを形成することにより、この部分に無電解メッキ液が乗ることなく弾かれる。従って、撥液部Ｈを所定の形状でプリント（形成）することによって、所望の形状の第２の配線（配線パターン）Ｗ２を容易に形成することができる。
【００３５】
メッキ触媒材料を含む液状体としては、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｃｏ等の触媒作用を有する金属を含有する有機溶媒を用いることができる。また、この液状体としては、絶縁層Ｚ１のとの密着性を付与するために、カップリング剤を含有する構成としてもよい。カップリング剤としては、例えばアミノ基を有するＳｉカップリング剤を挙げることができ、有機溶媒中に分散されていることが好ましい。また、水系であれば、中性もしくは酸性であり、より好ましくは液滴吐出ヘッドに対するダメージを軽減する観点から中性のものを用いることが好ましい。
【００３６】
以上、詳細に説明した工程によって、第１の配線Ｗ１上に、所定のパターンで第２の配線Ｗ２を形成した回路基板Ｅを得ることができる。しかも、こうした回路基板Ｅは、第２の配線Ｗ２を所望の形状に形成するにあたって、高価な光硬化性のレジスト材料を用いたり、下層に形成された第１の配線Ｗ１にダメージを与えるようなエッチング工程を必要とせず、液滴吐出装置ＩＪを用いて撥液性の液滴を所望の形状に塗布して撥液部Ｈを形成するだけで、高精度なメッキマスクが形成できる。よって、既に下層に形成された配線に何らダメージを与えず、少ない工程で高精度、かつ低コストに回路基板を得ることが可能になる。
【００３７】
次に、本発明の回路基板の形成方法の別な実施形態について説明する。この実施形態では、撥液部の形成領域に、積層回路基板のビア電極を形成する。
図４は、本発明の回路基板の形成方法を段階的に示した要部拡大断面図である。
図４（ａ）に示すように、所定の形状の第１の配線（配線パターン）Ｗ１が形成された基板Ｐを用意する。この配線パターンＷ１と基板Ｐとの間には、例えば、触媒材料（Ｐｄ）を含むメッキ触媒層Ｃ１が形成されていれば良い。
【００３８】
次に、図４（ｂ）に示すように、例えば円柱状に撥液部Ｈを形成する。撥液部Ｈの形成にあたっては、例えば、図１に示すような液滴吐出装置ＩＪを用い、液滴吐出ヘッド３０１から無電解めっき液に対して撥液性を有する材料（撥液材料）を含む液状体の液滴Ｌを吐出して、基板Ｐに形成した第１の配線Ｗ１上に塗布すればよい。
【００３９】
次に、液滴吐出装置ＩＪを用い、図４（ｃ）に示すように、撥液部Ｈを除く部分に、絶縁層形成材料（例えば、ポリイミド、アクリル、エポキシ樹脂等）を含む液滴を塗布し、硬化処理を施すことにより、絶縁層Ｚ１を形成する。
【００４０】
続いて、液滴吐出装置ＩＪを用い、図４(ｄ)に示すように、触媒材料（Ｐｄ）を含むメッキ触媒層Ｃ１を絶縁層Ｚ１の表面にメッキ触媒材料を含む液滴を塗布・乾燥（例えば１００℃、１５分間以上）することにより、メッキ触媒層をパターン形成する。
【００４１】
そして、図４（ｅ）に示すように、撥液部Ｈを洗浄処理によって除去する。具体的には、例えば、ＵＶエキシマ洗浄、低圧水銀灯洗浄、Ｏ２プラズマ洗浄、ＨＦや硫酸等を用いた酸洗浄、アルカリ洗浄、超音波洗浄、メガソニック洗浄、コロナ処理、グロー洗浄、スクラブ洗浄、オゾン洗浄、水素水洗浄、マイクロバブル洗浄、フッ素系洗浄等を実施する。
【００４２】
これによって、撥液部Ｈの除去部分は、絶縁層Ｚ１を貫通するコンタクトホールＣＨとして開口される。こうしたコンタクトホールＣＨを形成する際に、撥液性の液滴を所望の形状に塗布して撥液部Ｈを形成し、後工程で洗浄処理によってこの撥液部Ｈを除去するだけなので、下層に形成された第１の配線Ｗ１にダメージを与えるようなエッチング工程を用いずに、高精度にコンタクトホールＣＨを形成できる。
【００４３】
この後、図４（ｆ）に示すように、例えば無電解メッキ処理を施して、コンタクトホールＣＨを埋めるように絶縁層Ｚ１上に第２の配線Ｗ２を形成すればよい。これによって、コンタクトホールＣＨの内部はメッキ層によって充填され、第１の配線Ｗ１と第２の配線Ｗ２とを電気的に導通させる貫通電極Ｔとして機能する。以上で、例えば２層の回路（導電層）を重ねた積層回路基板Ｓが完成する。
【符号の説明】
【００４４】
ＣＨ…コンタクトホール、Ｈ…撥液部、Ｌ…液滴、Ｐ…基板、Ｗ１…第一の配線（配線パターン）、Ｗ２…第二の配線（配線パターン）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の配線が形成された基板に対して、液滴吐出装置を用いて撥液性を有する撥液材料の液滴を塗布し、撥液部を形成する工程と、
前記撥液部を除いた領域にメッキ用触媒材料を含む液滴を塗布して触媒層を形成する工程と、前記触媒層上にメッキを析出させて第二の配線を形成する工程と、
を少なくとも備えたことを特徴とする回路基板の形成方法。
【請求項２】
前記第一の配線の下層に、予めメッキ用触媒材料を含む液滴を塗布して、触媒層を形成する工程を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の回路基板の形成方法。
【請求項３】
前記撥液部を洗浄により除去し、コンタクトホールを形成する工程と、
該コンタクトホールにメッキを析出させて貫通電極を形成する工程と、
を更に備えたことを特徴とする請求項１または２記載の回路基板の形成方法。
【請求項４】
前記撥液材料は、フッ素化合物を含むことを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載の回路基板の形成方法。
【請求項１】
第一の配線が形成された基板に対して、液滴吐出装置を用いて撥液性を有する撥液材料の液滴を塗布し、撥液部を形成する工程と、
前記撥液部を除いた領域にメッキ用触媒材料を含む液滴を塗布して触媒層を形成する工程と、前記触媒層上にメッキを析出させて第二の配線を形成する工程と、
を少なくとも備えたことを特徴とする回路基板の形成方法。
【請求項２】
前記第一の配線の下層に、予めメッキ用触媒材料を含む液滴を塗布して、触媒層を形成する工程を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の回路基板の形成方法。
【請求項３】
前記撥液部を洗浄により除去し、コンタクトホールを形成する工程と、
該コンタクトホールにメッキを析出させて貫通電極を形成する工程と、
を更に備えたことを特徴とする請求項１または２記載の回路基板の形成方法。
【請求項４】
前記撥液材料は、フッ素化合物を含むことを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載の回路基板の形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−４４５８４（Ｐ２０１１−４４５８４Ａ）
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９１７８１（Ｐ２００９−１９１７８１）
【出願日】平成２１年８月２１日（２００９．８．２１）
【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３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２１日（２００９．８．２１）
【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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