配線パターン形成方法、デバイスおよび電子機器
【課題】液滴吐出法による配線パターン形成方法において、配線パターンの端部あるいは折れ曲がり部におけるマイグレーションの発生を抑止することにより、デンドライトの発生を抑止し、配線間の短絡を抑止する。
【解決手段】液滴吐出ヘッド１と基板１０１とを所定方向に相対的に移動させ、前記液滴吐出ヘッド１に形成された複数の吐出ノズルから、前記基板１０１に対して液状材料を液滴として吐出し、前記基板１０１上に所定の配線パターンを形成する方法において、前記配線パターンの端部を先細り形状にして、または折れ曲がり部を曲線状にして前記配線パターンを形成する工程を有することを特徴とする配線パターン形成方法を提供する。
【解決手段】液滴吐出ヘッド１と基板１０１とを所定方向に相対的に移動させ、前記液滴吐出ヘッド１に形成された複数の吐出ノズルから、前記基板１０１に対して液状材料を液滴として吐出し、前記基板１０１上に所定の配線パターンを形成する方法において、前記配線パターンの端部を先細り形状にして、または折れ曲がり部を曲線状にして前記配線パターンを形成する工程を有することを特徴とする配線パターン形成方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッドから基板に対して液状材料を吐出することにより、所定のパターンを形成する配線パターン形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液滴吐出法は、プリント配線、有機ＥＬ素子など様々な製品において、作業性が高く、安価であるにもかかわらず、細かい制御が可能な製造方法として使われ始めている。
【０００３】
電子回路又は集積回路等に使われる配線パターンの形成には、従来、リソグラフィー法が用いられてきた。しかしながら、リソグラフィー法は真空装置など大がかりな設備と複雑な工程を必要とすること、および材料使用効率も数％程度であり材料のほとんどを廃棄しなくてはならないことから、製造コストが非常に高いという問題点があった。そこで、リソグラフィー法に替わるプロセスとして、機能性材料を含む液体を液滴の状態で吐出させて基材に直接パターニングする液滴吐出法が検討され始めた。
【０００４】
例えば、特許文献１には、導電性微粒子を分散させた液体を液滴吐出法にて基板に直接パターン塗布し、その後、熱処理やレーザー照射を行って導電膜パターンに変換し、配線パターンを形成する方法が開示されている。
【０００５】
さらに、特許文献２には、前記液滴吐出法を用いて配線パターンを形成する工程において、基板に所定の前処理を行い、かつ液滴の着弾方法を工夫することによって、断線や短絡等の欠陥の発生を抑止できることが開示されている。
【０００６】
しかし、前記のようにして形成した配線パターンでも、隣接する配線同士の間で電圧の極性が異なる電流を流すと配線間の電界により配線パターンにおいてマイグレーションが発生し、図１に示すように、デンドライトを生じる場合があった。特に、マイグレーションは、配線パターンの外形の輪郭が角張った部分、たとえば配線パターンの折れ曲がり部や配線パターンの端部において発生しやすい傾向がある。これら配線パターンの折れ曲がり部や端部が別の配線パターンに隣接している場合に、配線パターンに電流を流すと、成長したデンドライトが別の配線パターンに到達して、配線パターン同士で短絡を生じさせるおそれがあった。
【特許文献１】米国特許第５１３２２４８号明細書
【特許文献２】特開２００４−１４６７９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、配線パターンの端部あるいは折れ曲がり部におけるマイグレーションの発生を抑止して、デンドライトの発生を抑止するか、あるいはデンドライトの成長方向を制御することによって、配線間の短絡を抑止することが可能な液滴吐出法による配線パターン形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。すなわち、本発明の配線パターン形成方法は、液滴吐出ヘッドと基板とを所定方向に相対的に移動させ、前記液滴吐出ヘッドに形成された複数の吐出ノズルから、前記基板に対して液状材料を液滴にして吐出し、前記基板上に所定の配線パターンを形成する方法において、前記配線パターンの端部を先細り形状にして、または折れ曲がり部を曲線状にして前記パターンを形成する工程を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の配線パターン形成方法は、前記端部において、前記配線パターンの走査方向における液滴吐出の数を段階的に減らすとともに、前記液滴吐出の位置を前記配線パターンの非走査方向に半ピッチずつ段階的にずらすことによって、前記端部を先細り形状にして前記配線パターンを形成する工程を有することを特徴とする
【００１０】
また、本発明の配線パターン形成方法は、前記折れ曲がり部において、前記配線パターンの折れ曲がり部における液滴吐出の数を増減させることにより、前記折れ曲がり部を曲線状にして前記配線パターンを形成する工程を有することを特徴とする。
【００１１】
特に、本発明は、隣接する配線パターン間で電圧の極性の異なる電流を流す場合に用いると良い。
【００１２】
本発明のデバイスは、前記配線パターン形成方法を用いて、基板上に所定の配線パターンが形成されたことを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の電子機器は、前記デバイスを備えたことを特徴とする。
【００１４】
上記の構成によれば、配線パターンの端部あるいは折れ曲がり部におけるマイグレーションの発生を抑止して、デンドライトの発生を抑止するか、あるいはデンドライトの成長方向を制御することによって、配線間の短絡を抑止することが可能な液滴吐出法による配線パターン形成方法を提供できる。
【００１５】
さらに、前記配線パターン形成方法を用いることによって、配線間の短絡を抑止することが可能なデバイスおよび電子機器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
図２は、本実施形態の配線パターン形成方法に用いられる液滴吐出ヘッド１を備えた液滴吐出装置ＩＪの概略外観斜視図である。図２において、液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッド１と、Ｘ軸方向駆動軸４と、Ｙ軸方向ガイド軸５と、制御装置６と、ステージ７と、クリーニング機構８と、基台９と、ヒータ１５とを備えている。前記ステージ７は、この液滴吐出装置ＩＪにより液滴が吐出される基板１０１を支持するものであって、基板１０１を基準位置に固定する不図示の固定機構を備えている。
【００１７】
液滴吐出ヘッド１は、後述する複数の吐出ノズル１０を備えたマルチノズルタイプの液滴吐出ヘッド１であり、長手方向とＹ軸方向とを一致させている。前記吐出ノズル１０は、液滴吐出ヘッド１の下面にＹ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１の吐出ノズル１０からは、ステージ７に支持されている基板１０１に対して、例えば導電性微粒子を含む液状材料が吐出される。
【００１８】
前記液滴吐出ヘッド１は、液滴吐出法により液状材料を液滴の状態で定量的に吐出可能であり、例えば１〜３００ナノグラムの液状材料を定量的に断続して滴下可能な装置である。
【００１９】
液滴吐出方式としては、圧電体素子の体積変化により液状材料を吐出させるピエゾジェット方式であっても、熱の印加により急激に蒸気が発生することにより液状材料を吐出させる方式であってもよい。
【００２０】
前記液状材料とは、液滴吐出ヘッド１の吐出ノズル１０から吐出可能な粘度を備えた媒体をいう。水性であるか油性であるかを問わない。ノズル等から吐出可能な流動性、すなわち粘度を備えていれば十分で、固体物質が混入していても全体として液状材料であればよい。また、液状材料に含まれる材料は、溶媒中に微粒子として分散されたものの他に、融点以上に加熱されて溶解されたものでもよく、溶媒の他に染料や顔料その他の機能性材料を添加したものであってもよい。また、基板１０１はフラット基板を指す他、曲面状の基板であってもよい。さらにパターン形成面の硬度が硬い必要はなく、ガラスやプラスチック、金属以外に、フィルム、紙、ゴム等可撓性を有するものの表面であってもよい。
【００２１】
図３は液滴吐出ヘッド１をノズル面側（基板１０１との対向面側）から見た図である。液滴吐出ヘッド１は、複数のヘッド部２１と、これらヘッド部２１を搭載したキャリッジ部２２とを備えている。ヘッド部２１のノズル面２４には液状材料を液滴の状態で吐出する複数の吐出ノズル１０が設けられている。ヘッド部２１（ノズル面２４）のそれぞれは平面視矩形状であって、吐出ノズル１０は、ヘッド部２１の長手方向である略Ｙ軸方向に沿って一定間隔で列状に、且つヘッド部２１の幅方向である略Ｘ軸方向に間隔をあけて２列でノズル面２４のそれぞれに複数（例えば、１列１８０ノズル、合計３６０ノズル）設けられている。また、ヘッド部２１は、吐出ノズル１０を基板１０１側に向けるとともに、Ｙ軸に対して所定角度傾いた状態で略Ｙ軸方向に沿って列状に、且つＸ軸方向に所定間隔をあけて２列に配置された状態でキャリッジ部２２に複数（図２では１列６個、合計１２個）位置決めされて支持されている。
【００２２】
ここで、液滴吐出ヘッド１は、この液滴吐出ヘッド１のＹ軸方向に対する取り付け角度を調整可能な角度調整機構（不図示）を備えている。この角度調整機構により、液滴吐出ヘッド１はＹ軸方向に対する角度θを可変とする。角度調整機構を駆動することにより、吐出ノズル１０のそれぞれをＹ軸方向に並んで配置させることができ、また、吐出ノズル１０の並び方向のＹ軸に対する角度を調整できる。
【００２３】
図２に戻って、Ｘ軸方向駆動軸４には、Ｘ軸方向駆動モータ２が接続されている。Ｘ軸方向駆動モータ２は、ステッピングモータ等であり、制御装置６からＸ軸方向の駆動信号が供給されると、Ｘ軸方向駆動軸４を回転させる。Ｘ軸方向駆動軸４が回転すると、液滴吐出ヘッド１はＸ軸方向に移動する。
【００２４】
Ｙ軸方向ガイド軸５は、基台９に対して動かないように固定されている。ステージ７は、Ｙ軸方向駆動モータ３を備えている。Ｙ軸方向モータ３は、ステッピングモータ等であり、制御装置６からＹ軸方向の駆動信号が供給されると、ステージ７をＹ軸方向に移動する。
【００２５】
制御装置６は、液滴吐出ヘッド１に液滴の吐出制御用の電圧を供給する。また、Ｘ軸方向駆動モータ２に液滴吐出ヘッド１のＸ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を、Ｙ軸方向駆動モータ３にステージ７のＹ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を供給する。
【００２６】
以上の機構により、液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッド１と基板１０１を支持するステージ７とを相対的に走査しつつ基板１０１に対して液滴を吐出する。
【００２７】
クリーニング機構８は、液滴吐出ヘッド１をクリーニングするものである。クリーニング機構８には、図示しないＹ軸方向の駆動モータが備えられている。このＹ軸方向の駆動モータの駆動により、クリーニング機構は、Ｙ軸方向ガイド軸５に沿って移動する。クリーニング機構８の移動も制御装置６により制御される。
【００２８】
ヒータ１５は、ここではランプアニールにより基板１０１を熱処理する手段であり、基板１０１上に塗布された液状材料に含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行う。このヒータ１５の電源の投入及び遮断も制御装置６により制御される。
【００２９】
本実施形態において、液滴吐出装置ＩＪは基板１０１上に配線パターンを形成する。したがって、液状材料には、配線パターン形成用材料である導電性微粒子が含まれている。液状材料は、導電性微粒子を所定の溶媒及びバインダー樹脂を用いてペースト化したものである。導電性微粒子としては、金、銀、銅、鉄等の金属微粒子が挙げられる。導電性微粒子の粒径は５〜１００ｎｍであることが好ましい。液滴吐出ヘッド１から基板１０１に吐出された液状材料は、ヒータ１５で熱処理されることにより導電性膜に変換される。
【００３０】
更に、配線パターン形成用の液状材料としては、有機金属化合物、有機金属錯体、及びそれに類するものを含む液状材料を用いることができる。有機金属化合物としては有機銀化合物を用いる場合、前記有機銀化合物をジエチレングリコールジエチルエーテルなどの溶媒に分散あるいは溶解させた溶液を液状材料として用いる。さらに、前記流動体を熱処理又は光処理することで有機化合物成分が除去され、銀粒子が残留し、導電性が発現される。
【００３１】
次に、本実施形態の配線パターン形成方法について説明する。
【００３２】
図４は、本実施形態における配線パターン形成方法により形成した配線パターン４０の一例を示す模式図である。前記配線パターン４０は、本体部４１および端部４２とから構成されている。以下、図５〜図７を用いて、前記配線パターン形成方法について説明する。
【００３３】
図５（ａ）は、液滴吐出ヘッド１およびステージ７を動かして（１回目の走査）、液滴吐出ヘッド１に設けられている吐出ノズル１０ａから、ステージ７上に設置された基板１０１に液滴を吐出した際の模式図である。この１回目の走査で吐出された液滴には、「１」を付している。なお、液滴吐出ヘッド１は長手方向をＹ軸方向に一致させて設定してあり、吐出ノズル１０は、液滴吐出ヘッド１においてＹ軸方向に一定間隔ｂで設けられている。
【００３４】
図５（ｂ）は、図５（ａ）に示したＡ点における拡大図の一例を示した図である。基板１０１に対して吐出された液滴は、基板１０１に着弾することにより基板１０１上で濡れ拡がる。例えば、基板１０１に着弾した液滴は、直径ｃを有するように濡れ拡がる。前記液滴の直径ｃは、使用する液状材料の種類、前記液状材料に対する基板１０１の濡れ性、基板温度、吐出ノズル１０の形状およびサイズなど様々な条件によって決定される。
【００３５】
液滴吐出ヘッド１をＸ軸方向に走査しつつ、吐出ノズル１０から基板１０１に対して液滴を吐出する際、液滴吐出ヘッド１に設けられている吐出ノズル１０は、制御装置６の制御のもとで、Ｘ軸方向に所定の間隔で液滴を吐出する。本実施形態では、液滴吐出間隔ｅは０．９×ｃに設定されている。そのため、基板１０１上に形成された隣接した液滴は、お互いに直径方向において１０％の長さだけ重なる。こうすることにより、円状の液滴によって配線パターンが形成される際に生じる配線パターンにおける空隙部を、重なり長さｄの部分の液滴が広がることによって埋めることができる。また、重なり長さｄが小さいので、過剰な液状材料によって形成されるバルジと呼ばれる隆起の発生をも抑制することができる。
【００３６】
なお、図５では、隣接する液滴が直径方向に１０％重なるように配置されているが、前記重なり長さｄは、液状材料の特性、液状材料に対する基板の濡れ性、基板温度、ノズル形状およびサイズなど様々な条件を考慮して、最適な値を設定する。一般に、１％〜３０％の範囲で設定するのが好ましい。過剰に重なる条件で液滴を吐出することは、過剰な液状材料によって形成されるバルジと呼ばれる隆起の発生が生じる場合があるので好ましくないためである。
【００３７】
図６は、２回目の走査により、吐出ノズル１０ａから基板１０１に液滴を吐出した一例を示す模式図である。まず、ステージ７を液滴吐出間隔ｅだけＹ軸方向にステップ移動させ、吐出ノズル１０ａを初期位置ｆから位置ｇに移動する。次に、液滴吐出ヘッド１をＸ軸方向に走査させるとともに、１回目の走査の場合と同様に、液滴吐出間隔ｅで液滴を吐出する。なお、この２回目の走査で吐出された液滴には「２」を付している。
【００３８】
図７は、前記配線パターン４０の端部４２を先細り形状にする一例を示す模式図である。まず、ステージ７をｅ／２（以下、半ピッチ）だけ−Ｙ軸方向にステップ移動させ、吐出ノズル１０ａを位置ｇから位置ｈに移動する。次に、液滴吐出ヘッド１を配線パターン４０の端部４２に移動し、液滴を吐出する。この３回目の走査で吐出された液滴には「３」を付している。以上のようにして、図４に示した実施形態の配線パターン４０を形成する。
【００３９】
図８（ａ）は、本実施形態の配線パターン形成方法を用いて形成した配線パターン４０の別の一例を示した模式図である。配線パターン４０は本体部４１と先細り形状とされた端部４２とから構成されている。以下、図８（ｂ）を用いて、前記配線パターン形成方法について説明する。
【００４０】
前記配線パターン４０の本体部４１は、前実施形態の場合と同様にして形成する。まず、初期位置ｆから、液滴吐出ヘッド１をＸ軸方向に走査しつつ、液滴吐出間隔ｅで液滴を吐出する（１回目の走査）。次に、ステージ７をＹ軸方向に液滴吐出間隔ｅだけ移動し、吐出ノズル１０ａを位置ｆから位置ｇに移動した後、液滴吐出ヘッド１をＸ軸方向に走査しつつ、液滴吐出間隔ｅで液滴を吐出する（２回目の走査）。前記操作を繰り返し、３回目および４回目の走査を行い、本実施形態の配線パターン４０の本体部４１を形成する。
【００４１】
次に、吐出ノズル１０ａを位置ｈに移動する。位置ｈは、ステージ７を初期位置ｇから半ピッチだけ−Ｙ軸方向にステップ移動させた位置である。次に、吐出ノズル１０ａを配線パターン４０の端部４２に移動した後、基板１０１をＹ軸方向に走査させるとともに、液滴吐出間隔ｅで液滴を吐出する。この５回目の走査で吐出された液滴には「５」を付している。
【００４２】
さらに、吐出ノズル１０ａを位置ｇに移動する。次に、吐出ノズル１０ａを配線パターン４０の端部４２に移動した後、基板１０１をＹ軸方向に走査させるとともに、液滴吐出間隔ｅで液滴を吐出する。この６回目の走査で吐出された液滴には「６」を付している。以上のようにして、図８（ａ）に示す実施形態の配線パターン４０を形成する。
【００４３】
図９は、図８（ａ）に示した配線パターン４０を作成する別の方法の一例を示した模式図である。配線パターン４０の本体部４１は、前記実施形態と同様の方法で作成する。次に、吐出ノズル１０ａを位置ｉに移動する。位置ｉは、ステージ７を初期位置ｇから半ピッチだけ−Ｙ軸方向にステップ移動させた位置である。さらに、液滴吐出ヘッド１を配線パターン４０の端部４２に移動した後、液滴を吐出する（５回目の走査）。このとき、液滴吐出量を増加させることによって、従来のものより液滴直径ｃが大きい液滴を吐出させる。このような方法によっても、配線パターン４０の端部４２を先細り形状とすることができる。
【００４４】
図１０（ａ）は、本実施形態の配線パターン形成方法を用いて形成した配線パターン４０のさらに別の一例を示した模式図である。配線パターン４０は、互いに交差する方向に位置する２つの本体部４１と前記本体部同士を連結する曲線状の折れ曲がり部４３とから構成されている。以下、図１０（ｂ）を用いて、前記配線パターン形成方法について説明する。
【００４５】
図１０（ｂ）は、吐出ノズル１０ａから基板１０１に液滴を吐出した際の模式図である。前実施形態の場合と同様に、まず、初期位置ｆから、液滴吐出ヘッド１をＸ軸方向に走査しつつ、液滴吐出間隔ｅで液滴を吐出する（１回目の走査）。次に、ステージ７をＹ軸方向に液滴吐出間隔ｅだけ移動し、吐出ノズル１０ａを位置ｆから位置ｇに移動した後、液滴吐出ヘッド１をＸ軸方向に走査しつつ、液滴吐出間隔ｅで液滴を吐出する（２回目の走査）。前記操作を繰り返し、３回目〜９回目の走査を行い、本実施形態の配線パターン４０を形成する。それぞれｎ回目の走査で吐出した液滴には「ｎ」の符号を付けている。
【００４６】
なお、前記配線パターン４０の折れ曲がり部４３において、折れ曲がり部の外側４３ｂは、１個の液滴を減らすことによって、配線の外側のラインを曲線状とする。逆に、折れ曲がり部の内側４３ａは、１個の液滴を加えることによって、配線の外側のラインを曲線状とする。ここで、増減させる液滴の数は１個とは限らず、配線パターンの幅、形状等によって、配線の外側のラインがもっともなだらかな曲線状となるように設定する。
【００４７】
以下、本発明の実施形態の効果について説明する。
本発明の配線パターン形成方法は、液滴吐出ヘッド１と基板１０１とを所定方向に相対的に移動させ、前記液滴吐出ヘッド１に形成された複数の吐出ノズル１０から、前記基板１０１に対して液状材料を吐出し、前記基板１０１上に所定の配線パターン４０を成膜する工程を有する配線パターン形成方法において、前記配線パターン４０の端部４２を先細りにして、または折れ曲がり部４３を曲線状にして前記配線パターン４０を形成する工程を有することを特徴とする構成なので、前記配線パターン４０が鋭角な端部４２または折れ曲がり部４３を有する場合、前記配線パターン４０に電界を印加し電流を流すときに、前記端部４２および折れ曲がり部４３の鋭角外周部分に発生する電界の局所場をなくすことができ、その結果、その電界の局所場に起因する不純物金属等のマイグレーションの発生を抑止し、デンドライトの発生を抑止し、配線間の短絡を防止することができる。
【００４８】
本体部４１に先細り形状とされた端部４２を形成した配線パターン４０の場合は、先細り形状とされた端部４２の先端においてデンドライトが発生する場合があるが、配線パターン間の電界の方向に沿うので、端部４２の先端における電界の方向を、たとえば、本体部４１の長手方向と一致するように設定することで、隣接する配線パターン４０の方向にデンドライトが成長するおそれがなく、配線間の短絡の発生を防止することができる。
【００４９】
また、折れ曲がり部４３を有する配線パターン４０の場合は、折れ曲がり部４３における液滴の吐出パターンを制御して、折れ曲がり部の外形を曲線状とすることで、マイグレーションの発生を抑止し、デンドライトの発生が抑止し、配線間の短絡を防止することができる。
【００５０】
また、本発明の配線パターン形成方法を用いて、前記配線間の短絡を抑止させたデバイスを製造することができ、さらに、前記デバイスを用いた電子機器を製造することができる。なお、本発明におけるデバイスは、所定の配線パターンを有する素子及び装置を含む。
【実施例】
【００５１】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。しかし、本発明はこの実施例にのみ限定されるものではない。
【００５２】
所定の洗浄工程を行ったプラスチック基板を５枚用意した。液滴吐出装置の所定の位置に前記基板を５枚セットし、図１１に示すように、液滴吐出法により、前記各基板上に４本１組のくし型ライン配線パターンを、向き合うように２組形成した。各基板のライン配線パターンを基板の上部側からＮｏ．１ライン配線パターンとし、以降Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、…、Ｎｏ．８ライン配線パターンとした。ここで、各ライン配線パターンは、幅１２０μｍ、長さ１０ｍｍ、ライン間隔３０μｍで形成した。
また、ここで用いた金属微粒子溶液は、水溶性Ａｇ微粒子溶液であった。
【００５３】
各基板において、前記ライン配線パターンの本体部は、２４０μｍ間隔に並べられた８つの液滴ノズルから、７ｎｇの液滴を走査方向に３６μｍ毎に連続して吐出させることにより形成した。なお、前記プラスチック基板上で、７ｎｇの液滴は、直径４０μｍの液滴を形成した。
【００５４】
前記ライン配線パターンの本体部は幅方向を４つの液滴で構成し、端部においては、液滴の数を３つから２つと段階的に減らすとともに、各段階でステージを半ピッチ（１８μｍ）ずらすことによって、先細り形状とした。
【００５５】
各基板の奇数番号のライン配線パターンに陰極、偶数番号のライン配線パターンに陽極の電極をつなぎ、３Ｖ／μｍの電界、９０Ｖの電圧を１５分間印加した。電界印加後、電子顕微鏡により５枚の基板のライン配線パターン周辺部を観察したが、何の変化も見られなかった。
【００５６】
（比較例１）
次に、各ライン配線パターンの端部を先細り形状としなかった他は実施例と同様にして、５枚の基板上にライン配線パターンを形成した。
【００５７】
実施例と同様に、奇数番号のライン配線パターンに陰極、偶数番号のライン配線パターンに陽極の電極をつなぎ、３Ｖ／μｍの電界、９０Ｖの電圧を１５分間印加した。５枚の基板のうち１枚の基板の４本のラインにおいて、配線間の短絡が発生した。また、電子顕微鏡により５枚の基板のライン配線パターン周辺部を観察すると、５枚いずれの基板においても、また、各基板上のすべてのライン配線パターンの端部において、デンドライトと呼ばれる析出不純物の平面ツリー構造が生じていた。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、液滴吐出ヘッドから基板に対して液状材料を液滴として吐出し、配線パターンを形成する方法に関するものである。プリント基板においては、隣接する配線に電圧の極性が異なる電流を流す配線パターンならば、どのようなものにも応用することができる。たとえば、ＳＡＷフィルタのくし型電極や血糖値センサなどである。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】デンドライトが発生した配線パターンの一例を示す概略図である。
【図２】本発明の配線パターン形成方法に用いられる液滴吐出装置を示す概略斜視図である。
【図３】本発明の液滴吐出ヘッドの概略外観図である。
【図４】本発明の配線パターン形成方法により作成された配線パターンの一例を説明するための模式図である。
【図５】（ａ）は本発明の配線パターン形成方法の一例を説明するための模式図であって、（ｂ）は（ａ）に示すＡ点における拡大図の一例を示す図である。
【図６】本発明の配線パターン形成方法の一例を説明するための模式図である。
【図７】本発明の配線パターン形成方法の一例を説明するための模式図である。
【図８】（ａ）は本発明の配線パターン形成方法により作成された配線パターンの一例を説明するための模式図であって、（ｂ）は本発明の配線パターン形成方法の一例を説明するための模式図である。
【図９】本発明の配線パターン形成方法の一例を説明するための模式図である。
【図１０】（ａ）は本発明の配線パターン形成方法により作成された配線パターンの一例を説明するための模式図であって、（ｂ）は本発明の配線パターン形成方法の一例を説明するための模式図である。
【図１１】実施例１および比較例１において作成したライン配線パターンの一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…液滴吐出ヘッド、２…Ｘ軸方向駆動モータ、３…Ｙ軸方向駆動モータ、４…Ｘ軸方向駆動軸、５…Ｙ軸方向ガイド軸、６…制御装置、７…ステージ、８…クリーニング機構、９…基台、１０…吐出ノズル、１０ａ…吐出ノズル、１５…ヒータ、２１…ヘッド部、２２…キャリッジ部、２４…ノズル面、３０…デンドライト、４０…配線パターン、４１…本体部、４２…端部、４３…折れ曲がり部、４３ａ…折れ曲がり部の内側、４３ｂ…折れ曲がり部の外側、１０１…基板、ＩＪ…液滴吐出装置、ｂ…吐出ノズル間隔、ｃ…液滴直径、ｄ…隣接液滴の重なり長さ、ｅ…液滴吐出間隔、ｆ…吐出ノズル１０ａの初期位置、ｇ…吐出ノズル１０ａの位置、ｈ…吐出ノズル１０ａの位置、ｉ…吐出ノズル１０ａの位置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッドから基板に対して液状材料を吐出することにより、所定のパターンを形成する配線パターン形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液滴吐出法は、プリント配線、有機ＥＬ素子など様々な製品において、作業性が高く、安価であるにもかかわらず、細かい制御が可能な製造方法として使われ始めている。
【０００３】
電子回路又は集積回路等に使われる配線パターンの形成には、従来、リソグラフィー法が用いられてきた。しかしながら、リソグラフィー法は真空装置など大がかりな設備と複雑な工程を必要とすること、および材料使用効率も数％程度であり材料のほとんどを廃棄しなくてはならないことから、製造コストが非常に高いという問題点があった。そこで、リソグラフィー法に替わるプロセスとして、機能性材料を含む液体を液滴の状態で吐出させて基材に直接パターニングする液滴吐出法が検討され始めた。
【０００４】
例えば、特許文献１には、導電性微粒子を分散させた液体を液滴吐出法にて基板に直接パターン塗布し、その後、熱処理やレーザー照射を行って導電膜パターンに変換し、配線パターンを形成する方法が開示されている。
【０００５】
さらに、特許文献２には、前記液滴吐出法を用いて配線パターンを形成する工程において、基板に所定の前処理を行い、かつ液滴の着弾方法を工夫することによって、断線や短絡等の欠陥の発生を抑止できることが開示されている。
【０００６】
しかし、前記のようにして形成した配線パターンでも、隣接する配線同士の間で電圧の極性が異なる電流を流すと配線間の電界により配線パターンにおいてマイグレーションが発生し、図１に示すように、デンドライトを生じる場合があった。特に、マイグレーションは、配線パターンの外形の輪郭が角張った部分、たとえば配線パターンの折れ曲がり部や配線パターンの端部において発生しやすい傾向がある。これら配線パターンの折れ曲がり部や端部が別の配線パターンに隣接している場合に、配線パターンに電流を流すと、成長したデンドライトが別の配線パターンに到達して、配線パターン同士で短絡を生じさせるおそれがあった。
【特許文献１】米国特許第５１３２２４８号明細書
【特許文献２】特開２００４−１４６７９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、配線パターンの端部あるいは折れ曲がり部におけるマイグレーションの発生を抑止して、デンドライトの発生を抑止するか、あるいはデンドライトの成長方向を制御することによって、配線間の短絡を抑止することが可能な液滴吐出法による配線パターン形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。すなわち、本発明の配線パターン形成方法は、液滴吐出ヘッドと基板とを所定方向に相対的に移動させ、前記液滴吐出ヘッドに形成された複数の吐出ノズルから、前記基板に対して液状材料を液滴にして吐出し、前記基板上に所定の配線パターンを形成する方法において、前記配線パターンの端部を先細り形状にして、または折れ曲がり部を曲線状にして前記パターンを形成する工程を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の配線パターン形成方法は、前記端部において、前記配線パターンの走査方向における液滴吐出の数を段階的に減らすとともに、前記液滴吐出の位置を前記配線パターンの非走査方向に半ピッチずつ段階的にずらすことによって、前記端部を先細り形状にして前記配線パターンを形成する工程を有することを特徴とする
【００１０】
また、本発明の配線パターン形成方法は、前記折れ曲がり部において、前記配線パターンの折れ曲がり部における液滴吐出の数を増減させることにより、前記折れ曲がり部を曲線状にして前記配線パターンを形成する工程を有することを特徴とする。
【００１１】
特に、本発明は、隣接する配線パターン間で電圧の極性の異なる電流を流す場合に用いると良い。
【００１２】
本発明のデバイスは、前記配線パターン形成方法を用いて、基板上に所定の配線パターンが形成されたことを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の電子機器は、前記デバイスを備えたことを特徴とする。
【００１４】
上記の構成によれば、配線パターンの端部あるいは折れ曲がり部におけるマイグレーションの発生を抑止して、デンドライトの発生を抑止するか、あるいはデンドライトの成長方向を制御することによって、配線間の短絡を抑止することが可能な液滴吐出法による配線パターン形成方法を提供できる。
【００１５】
さらに、前記配線パターン形成方法を用いることによって、配線間の短絡を抑止することが可能なデバイスおよび電子機器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
図２は、本実施形態の配線パターン形成方法に用いられる液滴吐出ヘッド１を備えた液滴吐出装置ＩＪの概略外観斜視図である。図２において、液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッド１と、Ｘ軸方向駆動軸４と、Ｙ軸方向ガイド軸５と、制御装置６と、ステージ７と、クリーニング機構８と、基台９と、ヒータ１５とを備えている。前記ステージ７は、この液滴吐出装置ＩＪにより液滴が吐出される基板１０１を支持するものであって、基板１０１を基準位置に固定する不図示の固定機構を備えている。
【００１７】
液滴吐出ヘッド１は、後述する複数の吐出ノズル１０を備えたマルチノズルタイプの液滴吐出ヘッド１であり、長手方向とＹ軸方向とを一致させている。前記吐出ノズル１０は、液滴吐出ヘッド１の下面にＹ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１の吐出ノズル１０からは、ステージ７に支持されている基板１０１に対して、例えば導電性微粒子を含む液状材料が吐出される。
【００１８】
前記液滴吐出ヘッド１は、液滴吐出法により液状材料を液滴の状態で定量的に吐出可能であり、例えば１〜３００ナノグラムの液状材料を定量的に断続して滴下可能な装置である。
【００１９】
液滴吐出方式としては、圧電体素子の体積変化により液状材料を吐出させるピエゾジェット方式であっても、熱の印加により急激に蒸気が発生することにより液状材料を吐出させる方式であってもよい。
【００２０】
前記液状材料とは、液滴吐出ヘッド１の吐出ノズル１０から吐出可能な粘度を備えた媒体をいう。水性であるか油性であるかを問わない。ノズル等から吐出可能な流動性、すなわち粘度を備えていれば十分で、固体物質が混入していても全体として液状材料であればよい。また、液状材料に含まれる材料は、溶媒中に微粒子として分散されたものの他に、融点以上に加熱されて溶解されたものでもよく、溶媒の他に染料や顔料その他の機能性材料を添加したものであってもよい。また、基板１０１はフラット基板を指す他、曲面状の基板であってもよい。さらにパターン形成面の硬度が硬い必要はなく、ガラスやプラスチック、金属以外に、フィルム、紙、ゴム等可撓性を有するものの表面であってもよい。
【００２１】
図３は液滴吐出ヘッド１をノズル面側（基板１０１との対向面側）から見た図である。液滴吐出ヘッド１は、複数のヘッド部２１と、これらヘッド部２１を搭載したキャリッジ部２２とを備えている。ヘッド部２１のノズル面２４には液状材料を液滴の状態で吐出する複数の吐出ノズル１０が設けられている。ヘッド部２１（ノズル面２４）のそれぞれは平面視矩形状であって、吐出ノズル１０は、ヘッド部２１の長手方向である略Ｙ軸方向に沿って一定間隔で列状に、且つヘッド部２１の幅方向である略Ｘ軸方向に間隔をあけて２列でノズル面２４のそれぞれに複数（例えば、１列１８０ノズル、合計３６０ノズル）設けられている。また、ヘッド部２１は、吐出ノズル１０を基板１０１側に向けるとともに、Ｙ軸に対して所定角度傾いた状態で略Ｙ軸方向に沿って列状に、且つＸ軸方向に所定間隔をあけて２列に配置された状態でキャリッジ部２２に複数（図２では１列６個、合計１２個）位置決めされて支持されている。
【００２２】
ここで、液滴吐出ヘッド１は、この液滴吐出ヘッド１のＹ軸方向に対する取り付け角度を調整可能な角度調整機構（不図示）を備えている。この角度調整機構により、液滴吐出ヘッド１はＹ軸方向に対する角度θを可変とする。角度調整機構を駆動することにより、吐出ノズル１０のそれぞれをＹ軸方向に並んで配置させることができ、また、吐出ノズル１０の並び方向のＹ軸に対する角度を調整できる。
【００２３】
図２に戻って、Ｘ軸方向駆動軸４には、Ｘ軸方向駆動モータ２が接続されている。Ｘ軸方向駆動モータ２は、ステッピングモータ等であり、制御装置６からＸ軸方向の駆動信号が供給されると、Ｘ軸方向駆動軸４を回転させる。Ｘ軸方向駆動軸４が回転すると、液滴吐出ヘッド１はＸ軸方向に移動する。
【００２４】
Ｙ軸方向ガイド軸５は、基台９に対して動かないように固定されている。ステージ７は、Ｙ軸方向駆動モータ３を備えている。Ｙ軸方向モータ３は、ステッピングモータ等であり、制御装置６からＹ軸方向の駆動信号が供給されると、ステージ７をＹ軸方向に移動する。
【００２５】
制御装置６は、液滴吐出ヘッド１に液滴の吐出制御用の電圧を供給する。また、Ｘ軸方向駆動モータ２に液滴吐出ヘッド１のＸ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を、Ｙ軸方向駆動モータ３にステージ７のＹ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を供給する。
【００２６】
以上の機構により、液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッド１と基板１０１を支持するステージ７とを相対的に走査しつつ基板１０１に対して液滴を吐出する。
【００２７】
クリーニング機構８は、液滴吐出ヘッド１をクリーニングするものである。クリーニング機構８には、図示しないＹ軸方向の駆動モータが備えられている。このＹ軸方向の駆動モータの駆動により、クリーニング機構は、Ｙ軸方向ガイド軸５に沿って移動する。クリーニング機構８の移動も制御装置６により制御される。
【００２８】
ヒータ１５は、ここではランプアニールにより基板１０１を熱処理する手段であり、基板１０１上に塗布された液状材料に含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行う。このヒータ１５の電源の投入及び遮断も制御装置６により制御される。
【００２９】
本実施形態において、液滴吐出装置ＩＪは基板１０１上に配線パターンを形成する。したがって、液状材料には、配線パターン形成用材料である導電性微粒子が含まれている。液状材料は、導電性微粒子を所定の溶媒及びバインダー樹脂を用いてペースト化したものである。導電性微粒子としては、金、銀、銅、鉄等の金属微粒子が挙げられる。導電性微粒子の粒径は５〜１００ｎｍであることが好ましい。液滴吐出ヘッド１から基板１０１に吐出された液状材料は、ヒータ１５で熱処理されることにより導電性膜に変換される。
【００３０】
更に、配線パターン形成用の液状材料としては、有機金属化合物、有機金属錯体、及びそれに類するものを含む液状材料を用いることができる。有機金属化合物としては有機銀化合物を用いる場合、前記有機銀化合物をジエチレングリコールジエチルエーテルなどの溶媒に分散あるいは溶解させた溶液を液状材料として用いる。さらに、前記流動体を熱処理又は光処理することで有機化合物成分が除去され、銀粒子が残留し、導電性が発現される。
【００３１】
次に、本実施形態の配線パターン形成方法について説明する。
【００３２】
図４は、本実施形態における配線パターン形成方法により形成した配線パターン４０の一例を示す模式図である。前記配線パターン４０は、本体部４１および端部４２とから構成されている。以下、図５〜図７を用いて、前記配線パターン形成方法について説明する。
【００３３】
図５（ａ）は、液滴吐出ヘッド１およびステージ７を動かして（１回目の走査）、液滴吐出ヘッド１に設けられている吐出ノズル１０ａから、ステージ７上に設置された基板１０１に液滴を吐出した際の模式図である。この１回目の走査で吐出された液滴には、「１」を付している。なお、液滴吐出ヘッド１は長手方向をＹ軸方向に一致させて設定してあり、吐出ノズル１０は、液滴吐出ヘッド１においてＹ軸方向に一定間隔ｂで設けられている。
【００３４】
図５（ｂ）は、図５（ａ）に示したＡ点における拡大図の一例を示した図である。基板１０１に対して吐出された液滴は、基板１０１に着弾することにより基板１０１上で濡れ拡がる。例えば、基板１０１に着弾した液滴は、直径ｃを有するように濡れ拡がる。前記液滴の直径ｃは、使用する液状材料の種類、前記液状材料に対する基板１０１の濡れ性、基板温度、吐出ノズル１０の形状およびサイズなど様々な条件によって決定される。
【００３５】
液滴吐出ヘッド１をＸ軸方向に走査しつつ、吐出ノズル１０から基板１０１に対して液滴を吐出する際、液滴吐出ヘッド１に設けられている吐出ノズル１０は、制御装置６の制御のもとで、Ｘ軸方向に所定の間隔で液滴を吐出する。本実施形態では、液滴吐出間隔ｅは０．９×ｃに設定されている。そのため、基板１０１上に形成された隣接した液滴は、お互いに直径方向において１０％の長さだけ重なる。こうすることにより、円状の液滴によって配線パターンが形成される際に生じる配線パターンにおける空隙部を、重なり長さｄの部分の液滴が広がることによって埋めることができる。また、重なり長さｄが小さいので、過剰な液状材料によって形成されるバルジと呼ばれる隆起の発生をも抑制することができる。
【００３６】
なお、図５では、隣接する液滴が直径方向に１０％重なるように配置されているが、前記重なり長さｄは、液状材料の特性、液状材料に対する基板の濡れ性、基板温度、ノズル形状およびサイズなど様々な条件を考慮して、最適な値を設定する。一般に、１％〜３０％の範囲で設定するのが好ましい。過剰に重なる条件で液滴を吐出することは、過剰な液状材料によって形成されるバルジと呼ばれる隆起の発生が生じる場合があるので好ましくないためである。
【００３７】
図６は、２回目の走査により、吐出ノズル１０ａから基板１０１に液滴を吐出した一例を示す模式図である。まず、ステージ７を液滴吐出間隔ｅだけＹ軸方向にステップ移動させ、吐出ノズル１０ａを初期位置ｆから位置ｇに移動する。次に、液滴吐出ヘッド１をＸ軸方向に走査させるとともに、１回目の走査の場合と同様に、液滴吐出間隔ｅで液滴を吐出する。なお、この２回目の走査で吐出された液滴には「２」を付している。
【００３８】
図７は、前記配線パターン４０の端部４２を先細り形状にする一例を示す模式図である。まず、ステージ７をｅ／２（以下、半ピッチ）だけ−Ｙ軸方向にステップ移動させ、吐出ノズル１０ａを位置ｇから位置ｈに移動する。次に、液滴吐出ヘッド１を配線パターン４０の端部４２に移動し、液滴を吐出する。この３回目の走査で吐出された液滴には「３」を付している。以上のようにして、図４に示した実施形態の配線パターン４０を形成する。
【００３９】
図８（ａ）は、本実施形態の配線パターン形成方法を用いて形成した配線パターン４０の別の一例を示した模式図である。配線パターン４０は本体部４１と先細り形状とされた端部４２とから構成されている。以下、図８（ｂ）を用いて、前記配線パターン形成方法について説明する。
【００４０】
前記配線パターン４０の本体部４１は、前実施形態の場合と同様にして形成する。まず、初期位置ｆから、液滴吐出ヘッド１をＸ軸方向に走査しつつ、液滴吐出間隔ｅで液滴を吐出する（１回目の走査）。次に、ステージ７をＹ軸方向に液滴吐出間隔ｅだけ移動し、吐出ノズル１０ａを位置ｆから位置ｇに移動した後、液滴吐出ヘッド１をＸ軸方向に走査しつつ、液滴吐出間隔ｅで液滴を吐出する（２回目の走査）。前記操作を繰り返し、３回目および４回目の走査を行い、本実施形態の配線パターン４０の本体部４１を形成する。
【００４１】
次に、吐出ノズル１０ａを位置ｈに移動する。位置ｈは、ステージ７を初期位置ｇから半ピッチだけ−Ｙ軸方向にステップ移動させた位置である。次に、吐出ノズル１０ａを配線パターン４０の端部４２に移動した後、基板１０１をＹ軸方向に走査させるとともに、液滴吐出間隔ｅで液滴を吐出する。この５回目の走査で吐出された液滴には「５」を付している。
【００４２】
さらに、吐出ノズル１０ａを位置ｇに移動する。次に、吐出ノズル１０ａを配線パターン４０の端部４２に移動した後、基板１０１をＹ軸方向に走査させるとともに、液滴吐出間隔ｅで液滴を吐出する。この６回目の走査で吐出された液滴には「６」を付している。以上のようにして、図８（ａ）に示す実施形態の配線パターン４０を形成する。
【００４３】
図９は、図８（ａ）に示した配線パターン４０を作成する別の方法の一例を示した模式図である。配線パターン４０の本体部４１は、前記実施形態と同様の方法で作成する。次に、吐出ノズル１０ａを位置ｉに移動する。位置ｉは、ステージ７を初期位置ｇから半ピッチだけ−Ｙ軸方向にステップ移動させた位置である。さらに、液滴吐出ヘッド１を配線パターン４０の端部４２に移動した後、液滴を吐出する（５回目の走査）。このとき、液滴吐出量を増加させることによって、従来のものより液滴直径ｃが大きい液滴を吐出させる。このような方法によっても、配線パターン４０の端部４２を先細り形状とすることができる。
【００４４】
図１０（ａ）は、本実施形態の配線パターン形成方法を用いて形成した配線パターン４０のさらに別の一例を示した模式図である。配線パターン４０は、互いに交差する方向に位置する２つの本体部４１と前記本体部同士を連結する曲線状の折れ曲がり部４３とから構成されている。以下、図１０（ｂ）を用いて、前記配線パターン形成方法について説明する。
【００４５】
図１０（ｂ）は、吐出ノズル１０ａから基板１０１に液滴を吐出した際の模式図である。前実施形態の場合と同様に、まず、初期位置ｆから、液滴吐出ヘッド１をＸ軸方向に走査しつつ、液滴吐出間隔ｅで液滴を吐出する（１回目の走査）。次に、ステージ７をＹ軸方向に液滴吐出間隔ｅだけ移動し、吐出ノズル１０ａを位置ｆから位置ｇに移動した後、液滴吐出ヘッド１をＸ軸方向に走査しつつ、液滴吐出間隔ｅで液滴を吐出する（２回目の走査）。前記操作を繰り返し、３回目〜９回目の走査を行い、本実施形態の配線パターン４０を形成する。それぞれｎ回目の走査で吐出した液滴には「ｎ」の符号を付けている。
【００４６】
なお、前記配線パターン４０の折れ曲がり部４３において、折れ曲がり部の外側４３ｂは、１個の液滴を減らすことによって、配線の外側のラインを曲線状とする。逆に、折れ曲がり部の内側４３ａは、１個の液滴を加えることによって、配線の外側のラインを曲線状とする。ここで、増減させる液滴の数は１個とは限らず、配線パターンの幅、形状等によって、配線の外側のラインがもっともなだらかな曲線状となるように設定する。
【００４７】
以下、本発明の実施形態の効果について説明する。
本発明の配線パターン形成方法は、液滴吐出ヘッド１と基板１０１とを所定方向に相対的に移動させ、前記液滴吐出ヘッド１に形成された複数の吐出ノズル１０から、前記基板１０１に対して液状材料を吐出し、前記基板１０１上に所定の配線パターン４０を成膜する工程を有する配線パターン形成方法において、前記配線パターン４０の端部４２を先細りにして、または折れ曲がり部４３を曲線状にして前記配線パターン４０を形成する工程を有することを特徴とする構成なので、前記配線パターン４０が鋭角な端部４２または折れ曲がり部４３を有する場合、前記配線パターン４０に電界を印加し電流を流すときに、前記端部４２および折れ曲がり部４３の鋭角外周部分に発生する電界の局所場をなくすことができ、その結果、その電界の局所場に起因する不純物金属等のマイグレーションの発生を抑止し、デンドライトの発生を抑止し、配線間の短絡を防止することができる。
【００４８】
本体部４１に先細り形状とされた端部４２を形成した配線パターン４０の場合は、先細り形状とされた端部４２の先端においてデンドライトが発生する場合があるが、配線パターン間の電界の方向に沿うので、端部４２の先端における電界の方向を、たとえば、本体部４１の長手方向と一致するように設定することで、隣接する配線パターン４０の方向にデンドライトが成長するおそれがなく、配線間の短絡の発生を防止することができる。
【００４９】
また、折れ曲がり部４３を有する配線パターン４０の場合は、折れ曲がり部４３における液滴の吐出パターンを制御して、折れ曲がり部の外形を曲線状とすることで、マイグレーションの発生を抑止し、デンドライトの発生が抑止し、配線間の短絡を防止することができる。
【００５０】
また、本発明の配線パターン形成方法を用いて、前記配線間の短絡を抑止させたデバイスを製造することができ、さらに、前記デバイスを用いた電子機器を製造することができる。なお、本発明におけるデバイスは、所定の配線パターンを有する素子及び装置を含む。
【実施例】
【００５１】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。しかし、本発明はこの実施例にのみ限定されるものではない。
【００５２】
所定の洗浄工程を行ったプラスチック基板を５枚用意した。液滴吐出装置の所定の位置に前記基板を５枚セットし、図１１に示すように、液滴吐出法により、前記各基板上に４本１組のくし型ライン配線パターンを、向き合うように２組形成した。各基板のライン配線パターンを基板の上部側からＮｏ．１ライン配線パターンとし、以降Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、…、Ｎｏ．８ライン配線パターンとした。ここで、各ライン配線パターンは、幅１２０μｍ、長さ１０ｍｍ、ライン間隔３０μｍで形成した。
また、ここで用いた金属微粒子溶液は、水溶性Ａｇ微粒子溶液であった。
【００５３】
各基板において、前記ライン配線パターンの本体部は、２４０μｍ間隔に並べられた８つの液滴ノズルから、７ｎｇの液滴を走査方向に３６μｍ毎に連続して吐出させることにより形成した。なお、前記プラスチック基板上で、７ｎｇの液滴は、直径４０μｍの液滴を形成した。
【００５４】
前記ライン配線パターンの本体部は幅方向を４つの液滴で構成し、端部においては、液滴の数を３つから２つと段階的に減らすとともに、各段階でステージを半ピッチ（１８μｍ）ずらすことによって、先細り形状とした。
【００５５】
各基板の奇数番号のライン配線パターンに陰極、偶数番号のライン配線パターンに陽極の電極をつなぎ、３Ｖ／μｍの電界、９０Ｖの電圧を１５分間印加した。電界印加後、電子顕微鏡により５枚の基板のライン配線パターン周辺部を観察したが、何の変化も見られなかった。
【００５６】
（比較例１）
次に、各ライン配線パターンの端部を先細り形状としなかった他は実施例と同様にして、５枚の基板上にライン配線パターンを形成した。
【００５７】
実施例と同様に、奇数番号のライン配線パターンに陰極、偶数番号のライン配線パターンに陽極の電極をつなぎ、３Ｖ／μｍの電界、９０Ｖの電圧を１５分間印加した。５枚の基板のうち１枚の基板の４本のラインにおいて、配線間の短絡が発生した。また、電子顕微鏡により５枚の基板のライン配線パターン周辺部を観察すると、５枚いずれの基板においても、また、各基板上のすべてのライン配線パターンの端部において、デンドライトと呼ばれる析出不純物の平面ツリー構造が生じていた。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、液滴吐出ヘッドから基板に対して液状材料を液滴として吐出し、配線パターンを形成する方法に関するものである。プリント基板においては、隣接する配線に電圧の極性が異なる電流を流す配線パターンならば、どのようなものにも応用することができる。たとえば、ＳＡＷフィルタのくし型電極や血糖値センサなどである。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】デンドライトが発生した配線パターンの一例を示す概略図である。
【図２】本発明の配線パターン形成方法に用いられる液滴吐出装置を示す概略斜視図である。
【図３】本発明の液滴吐出ヘッドの概略外観図である。
【図４】本発明の配線パターン形成方法により作成された配線パターンの一例を説明するための模式図である。
【図５】（ａ）は本発明の配線パターン形成方法の一例を説明するための模式図であって、（ｂ）は（ａ）に示すＡ点における拡大図の一例を示す図である。
【図６】本発明の配線パターン形成方法の一例を説明するための模式図である。
【図７】本発明の配線パターン形成方法の一例を説明するための模式図である。
【図８】（ａ）は本発明の配線パターン形成方法により作成された配線パターンの一例を説明するための模式図であって、（ｂ）は本発明の配線パターン形成方法の一例を説明するための模式図である。
【図９】本発明の配線パターン形成方法の一例を説明するための模式図である。
【図１０】（ａ）は本発明の配線パターン形成方法により作成された配線パターンの一例を説明するための模式図であって、（ｂ）は本発明の配線パターン形成方法の一例を説明するための模式図である。
【図１１】実施例１および比較例１において作成したライン配線パターンの一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…液滴吐出ヘッド、２…Ｘ軸方向駆動モータ、３…Ｙ軸方向駆動モータ、４…Ｘ軸方向駆動軸、５…Ｙ軸方向ガイド軸、６…制御装置、７…ステージ、８…クリーニング機構、９…基台、１０…吐出ノズル、１０ａ…吐出ノズル、１５…ヒータ、２１…ヘッド部、２２…キャリッジ部、２４…ノズル面、３０…デンドライト、４０…配線パターン、４１…本体部、４２…端部、４３…折れ曲がり部、４３ａ…折れ曲がり部の内側、４３ｂ…折れ曲がり部の外側、１０１…基板、ＩＪ…液滴吐出装置、ｂ…吐出ノズル間隔、ｃ…液滴直径、ｄ…隣接液滴の重なり長さ、ｅ…液滴吐出間隔、ｆ…吐出ノズル１０ａの初期位置、ｇ…吐出ノズル１０ａの位置、ｈ…吐出ノズル１０ａの位置、ｉ…吐出ノズル１０ａの位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴吐出ヘッドと基板とを所定方向に相対的に移動させ、前記液滴吐出ヘッドに形成された複数の吐出ノズルから、前記基板に対して液状材料を液滴として吐出し、前記基板上に所定の配線パターンを形成する方法において、
前記配線パターンの端部を先細り形状にして、または折れ曲がり部を曲線状にして前記配線パターンを形成する工程を有することを特徴とする配線パターン形成方法。
【請求項２】
前記端部において、前記配線パターンの走査方向における液滴吐出の数を段階的に減らすとともに、前記液滴吐出の位置を前記配線パターンの非走査方向に半ピッチずつ段階的にずらすことによって、前記端部を先細り形状にして前記配線パターンを形成する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の配線パターン形成方法。
【請求項３】
前記折れ曲がり部において、前記配線パターンの折れ曲がり部における液滴吐出の数を増減させることにより、前記折れ曲がり部を曲線状にして前記配線パターンを形成する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の配線パターン形成方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３における配線パターン形成方法を用いて、基板上に所定の配線パターンが形成されたことを特徴とするデバイス。
【請求項５】
請求項４に記載のデバイスを備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１】
液滴吐出ヘッドと基板とを所定方向に相対的に移動させ、前記液滴吐出ヘッドに形成された複数の吐出ノズルから、前記基板に対して液状材料を液滴として吐出し、前記基板上に所定の配線パターンを形成する方法において、
前記配線パターンの端部を先細り形状にして、または折れ曲がり部を曲線状にして前記配線パターンを形成する工程を有することを特徴とする配線パターン形成方法。
【請求項２】
前記端部において、前記配線パターンの走査方向における液滴吐出の数を段階的に減らすとともに、前記液滴吐出の位置を前記配線パターンの非走査方向に半ピッチずつ段階的にずらすことによって、前記端部を先細り形状にして前記配線パターンを形成する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の配線パターン形成方法。
【請求項３】
前記折れ曲がり部において、前記配線パターンの折れ曲がり部における液滴吐出の数を増減させることにより、前記折れ曲がり部を曲線状にして前記配線パターンを形成する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の配線パターン形成方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３における配線パターン形成方法を用いて、基板上に所定の配線パターンが形成されたことを特徴とするデバイス。
【請求項５】
請求項４に記載のデバイスを備えたことを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−１３５６２１（Ｐ２００８−１３５６２１Ａ）
【公開日】平成２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３２１４７２（Ｐ２００６−３２１４７２）
【出願日】平成１８年１１月２９日（２００６．１１．２９）
【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２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２９日（２００６．１１．２９）
【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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