電子回路の製造方法及び電子回路基板
【課題】少ない種類の材料で電子回路を形成する電子回路の製造方法及び電子回路基板を提供する。
【解決手段】電子回路において電子部品間接続する導体４３を、金属粒子を含んだ液体Ｌを基板上に塗布して形成する。また、この導体４３よりも電気抵抗の高い抵抗体４２を、液体Ｌを基板上に塗布し、この液体Ｌに含まれる金属粒子を酸化させて形成する。これにより、導体４３と抵抗体４２が同じ材料によって形成され、少ない主対の材料で電子回路が形成される。
【解決手段】電子回路において電子部品間接続する導体４３を、金属粒子を含んだ液体Ｌを基板上に塗布して形成する。また、この導体４３よりも電気抵抗の高い抵抗体４２を、液体Ｌを基板上に塗布し、この液体Ｌに含まれる金属粒子を酸化させて形成する。これにより、導体４３と抵抗体４２が同じ材料によって形成され、少ない主対の材料で電子回路が形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品として抵抗体を有する電子回路の製造方法及び電子回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、基板上に導電膜を形成する方法として、蒸着法、スパッタ法、スピンコート法、スクリーン印刷やオフセット印刷などの印刷方法、インクジェット法など種々の方法が知られている。
【０００３】
例えば特許文献１には、半導電性材料、導電性材料等、複数のパターン形成用材料をインクジェットヘッドによって基板上に塗布、固化させ、導体（配線）及び抵抗体（抵抗器）を形成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２７４６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１記載の電子回路の製造方法のように、導体、抵抗体などの基板上に形成する部品ごとにパターン形成用材料を用意すると、多数のパターン形成用材料が必要となり、材料開発に労力と時間が必要となる。
【０００６】
更に、上記インクジェット法や印刷法などに代表される方法は、導電材料を含む液体を基板上に直接塗布して導電膜を形成する。そのため、使用するパターン形成用材料が増えると、装置構造、や装置制御などが複雑になるといった問題もあった。
【０００７】
例えば、インクジェット法の場合、パターン形成用材料ごとにインクジェットヘッドを設ける必要があると共に、インクジェットヘッドの数が増えることによって、その制御が複雑になる。
【０００８】
そこで、本発明は、少ない種類の材料で電子回路を形成する電子回路の製造方法及び電子回路基板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】
【０００９】
本発明は、電子部品を導体によって接続して回路を形成すると共に、前記電子部品として前記導体よりも電気抵抗の高い抵抗体を有する電子回路の製造方法において、前記導体を、金属粒子を含んだ液体を基板上に塗布して形成し、前記抵抗体を、前記液体を基板上に塗布し、この液体に含まれる前記金属粒子を酸化させて形成する、ことを特徴とする。
【００１０】
また、導体によって接続する電子部品として、前記導体よりも電気抵抗の高い抵抗体を有する電子回路が形成された電子回路基板において、前記導体は、金属粒子を含んだ液体が基板上で固化されて形成され、前記抵抗体は、前記導体の金属粒子が酸化されて形成された、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、パターン形成用材料として金属粒子を含んだ液体を使用し、この液体を基板上に塗布して導体を形成する。また、この導体を形成する液体の金属粒子を酸化させ、電気抵抗を高めることで抵抗体を形成するため、導体と抵抗体とを同じパターン形成用材料を用いて形成することができる。これにより、電子回路を形成する際に使用されるパターン形成用材料を減らすことができると共に、パターン形成用の材料の種類が少ないため、電子回路製造装置の構造及び制御も簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る電子回路製造装置の模式図。
【図２】本発明の実施の形態に係る電子回路基板を示す断面図。
【図３】電子回路基板の製造過程を示す図であって、（ａ）は配線前の状態を示す図、（ｂ）は電極間に導体を配線した状態を示す図、（ｃ）導体にマスクをし、抵抗体を形成する部分を酸化させた状態を示す図、（ｄ）マスクを除去した状態を示す図。
【図４】第１の電子回路基板の製造方法を示すフローチャート図。
【図５】第２の電子回路基板の製造方法を示すフローチャート図。
【図６】第３の電子回路基板の製造方法を示すフローチャート図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［電子回路製造装置の構成］
以下、本発明に係る実施の形態について、図１乃至図６に基づいて説明をする。なお、以下の説明中において電子部品とは、電子素子やセンサなどなど一般的に電子回路上で導体によって接続される部品を意味する。具体的には、電子素子とは、抵抗体（抵抗器）、トランジスタ、コンデンサ、電極などであり、センサとは、表示デバイス素子、フローセンサ、圧力センサ、イメージセンサなどである。
【００１４】
まず、図１に基づいて、本実施の形態において使用される電子回路製造装置の構成について説明をする。図１に示すように、電子回路製造装置は、インクジェット装置１によって構成されている。このインクジェット装置１は、電子回路基板（以下単に基板ともいう）Ｗを載置するステージ装置２、基板上に電子回路を描画する描画部１０、これら描画部１０及びステージ装置２を制御する制御装置２０及び詳しくは後述する酸化装置３０を有している。
【００１５】
上記ステージ装置２は、基板Ｗを載置するステージ３と、このステージ３をＸ軸方向に移動自在に支持するＸ軸駆動ステージ４と、このステージ３をＹ軸方向に移動自在に支持するＹ軸駆動ステージ５と、を有して構成されている。そして、これらＸＹ軸駆動ステージ４，５によって、基板Ｗの位置をＸＹ軸方向に自在に移動できるようになっている。
【００１６】
上記描画部１０は、インクジェットヘッド１１と、インクタンク１２と、位置検出機構１３と、を備えて構成されている。インクタンク１２は、パターン形成用材料が含有された液体Ｌを貯留しており、この液体Ｌをインクジェットヘッド１１に供給している。インクジェットヘッド１１は、ステージ３の上方に位置していると共に、液体Ｌを基板上に吐出する吐出ノズルを有しており、ワーク上の目的位置に液体Ｌを塗布するように構成されている。位置検出機構１３は、インクジェットヘッド１１から吐出された液体Ｌの着弾位置を検出するように構成されている。
【００１７】
上記制御装置２０は、描画制御部２１と、吐出制御部２２と、を有して構成されている。描画制御部２１は、位置検出機構１３からの情報及び描画する電子回路の設計データに基づいて、ステージ装置２を移動させて液体Ｌの着弾位置を制御すると共に、上記吐出制御部２２に液体Ｌの吐出指令をする。吐出制御部２２は、上記描画制御部２１からの吐出指令に基づいて、インクジェットヘッド１１から液体Ｌを吐出させる。
【００１８】
このように、電子回路製造装置は、制御装置２０によって、基板上へ塗布する液体Ｌの着弾位置を制御することにより、設計データに基づいて、ライン状の導電膜や、任意形状の導電膜を基板上に形成して、電子回路を描画するように構成されている。
【００１９】
［液体の構成］
ついで、電子回路を描画する液体Ｌについて詳しく説明をする。図２は、電子回路４０が形成された電子回路基板Ｗを模式的に示した図である。この電子回路４０は、電子部品として、第１及び第２電極４１ａ，４１ｂ及び抵抗体４２を有しており、これら電極４１ａ，４１ｂ及び抵抗体４２からなる電子部品を導体４３によって接続して、絶縁層４４上に電子回路を形成している。
【００２０】
上記液体Ｌは、パターン形成用材料として導電材料を有しており、具体的には、銀（Ａｇ）または銅（Ｃｕ）を含有する金属粒子を有している。なお、これらＡｇまたはＣｕは、必ずしも単独の金属粒子である必要はなく、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｃｕ等、Ａｇ、Ｃｕ以外の金属を含む材料を金属粒子として用いても良い。
【００２１】
また、液体Ｌは、金属粒子を分散できれば、溶媒として水系、油系のどちらでも選択することができるが、溶媒中で金属粒子を分散させるように、金属粒子の表面を覆う有機物を有している。
【００２２】
更に、上記導電材料としての金属は、出来る限りその表面積を大きくするために粒子状になっている。そして、その粒径は、少なくとも粒子として存在する１ｎｍ以上であり、粒子を形成する全原子数のうち、表面原子の割合が０．１％以上となる１００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２３】
また、上記金属粒子の粒径と、金属粒子の融点Ｔｍｆとの間には、数１の関係が成り立つ。そのため、この金属粒子の融点Ｔｍｆとの関係を考慮して、金属粒子の粒径は、１ｎｍ〜３０ｎｍの間で選択されると更に好ましい。即ち、上記金属粒子の融点Ｔｍｆが、電子回路を焼成する際の焼成温度よりも高くなる範囲で金属粒子の粒径は、設定されると好ましい。
【００２４】
【数１】
Ｔｍｆ：金属粒子の融点、σｓ：金属粒子を構成する金属固相の表面張力、σｌ：金属粒子を構成する金属固相の表面張力、ｒ：粒子半径、Ｌ０：金属の融解潜熱、Ｔ０：金属の融点
【００２５】
なお、液体Ｌは、インクジェット法を用いて基板上に塗布される場合、微細のノズル穴から液体を吐出させるため、低粘度の液体である必要があり、一般的には１〜２０ｍＰａ・ｓの粘度に調整された液体が使用される。また、インクジェットヘッド１１のノズル穴の径は５μｍ〜５０μｍであり、安定的に吐出するためには金属粒子の１次粒径が０．２μｍ以下であることが好ましい。更に、この液体Ｌは、塗布方法に応じて、表面張力、粘性係数等が調整されることが好ましい。
【００２６】
［酸化装置の構成］
ついで、基板上に塗布された液体Ｌの金属粒子を酸化させる酸化装置３０（図１参照）について詳しく説明をする。上記電子回路製造装置１は、導体４３よりも電気抵抗の高い抵抗体４２を、導体４３の金属粒子を酸化させて形成しており、この金属粒子を酸化させる部分として、酸化装置３０を有している。
【００２７】
上記酸化装置３０は、抵抗体４２が形成される部分に塗布された金属粒子（抵抗前駆体）を酸化させられればよく、例えば、紫外線照射処理装置、加熱処理装置、酸化剤による酸化装置、オゾン処理装置などから構成される。
【００２８】
なお、酸化剤としては、過酸化水素水、塩素酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩などが挙げられるが、金属粒子（本実施の形態ではＡｇまたはＣｕ）を酸化させることができれば、どのような酸化剤を用いても良い。
【００２９】
［電子回路の製造方法］
［第１の電子回路の製造方法］
ついで、図３及び図４に基づいて、電子回路の製造方法について詳しく説明をする。まず、図３（ａ）に示すように、基板Ｗに電子回路４０を形成するにあたり、基板Ｗの電子回路４０を形成する面に絶縁層４４を形成する。そして、この絶縁層上に、液体Ｌを用いずに形成される電子部品（例えば、電極４１ａ，４１ｂ）を形成する。
【００３０】
上記液体Ｌを用いずに形成される電子部品が配設されると、図３（ｂ）に示すように、インクジェットヘッド１１を用いて液体Ｌにより電子回路が描画される。具体的には、基板上の導体４３が形成される部分に液体Ｌが塗布されると共に、抵抗体４２となる部分に液体Ｌが塗布される（図４のステップＳ２）。これら基板上に塗布された液体Ｌは、時間と共に除々に乾燥して固化し、導体４３となると共に、抵抗体４２の前段階である抵抗前駆体４２ａとなる。
【００３１】
基板上に塗布された液体Ｌが乾燥すると、図３（ｃ）に示すように、抵抗前駆体４２ａを残して導体４３を保護膜（マスク）４５によってマスクをする。そして、抵抗体４２となる部分の金属粒子のみを酸化装置３０によって選択的に酸化させることによって、抵抗体４２を形成する（図４のステップＳ３）。これにより、基板上に導体４３及び抵抗体４２が形成される。
【００３２】
次に、上記抵抗体４２が形成されると、図３（ｄ）に示すように、導体４３を覆っていたマスクを除去し（図４のステップＳ４）、これら導体４３及び抵抗体４２を焼成する。基板Ｗが焼成されると、金属粒子の表面が融着して導通すると共に、この金属粒子の表面を覆う有機物が除去される。これにより、基板上に電子回路が形成される（図４のステップＳ５）。
【００３３】
なお、本発明では、金属粒子表面を酸化させ導電率を制御しているため、焼成温度は少なくとも形成した金属の融点以下に設定される。より詳しくは、焼成温度は、金属粒子の表面の金属酸化物が金属に還元しない温度に設定され、例えば、金属材料が銀である場合、焼成温度は２５０℃以下、より好ましくは、２００℃以下に設定される。また、金属材料が銅である場合、焼成雰囲気が大気中であると、大気中の酸素と結合し、酸化物を形成してしまうため、少なくとも窒素雰囲気、好ましくは真空中で焼成すると良い。
【００３４】
更に、上記焼成工程は、抵抗前駆体の酸化工程前に行っても良い。
【００３５】
［実施例１］
ついで、液体Ｌとして銀粒子含有インク（ハリマ化成株式会社製、ＮＰＳ−Ｊ）を使用して形成した電子回路４０を形成し、導体４３の一部を酸化させた際の電気抵抗の変化を調べた実施例１について説明をする。
【００３６】
まず、スパッタ法を用いて膜厚０．１μｍ、１ｃｍ四方のＡｕ膜を基板上に電極４１ａ,４１ｂとして、２ｃｍの間隔を空けて二ヶ所に成膜し、これらの電極間に一直線パターンの導体（電子回路）を形成した（図３（ｂ）参照）。より詳しくは、上記銀粒子含有インクを、電極間に、着弾精度±５μｍ以内、吐出量２５ｐｌ、１００μｍピッチの条件で、３００発塗布し、１４０度で１時間焼成することによって、幅３００μｍ、膜厚０．５μｍの一直線パターンの電子回路を得た。
【００３７】
この電子回路４０の電気抵抗を、ミヤチシステムズ株式会社製 FP-μ2100 フライングプローバを用いて計測した所、５３．３Ωであった。
【００３８】
次に、日本パリレン合同会社製、LABCOTER PDS2010型により電子回路基板Ｗに対して、膜厚１．６μｍのパレリン膜を保護膜として成膜した（図３（ｃ）参照）。この時、導体（電子回路）の一部及び電極部分には、マスキングを施し、パレリン膜が形成されないようにした。
【００３９】
そして、低圧水銀ランプによる波長１８５ｎｍ、２５４ｎｍのＵＶを３０分間照射し、導体の一部を酸化させて酸化銀としたところ、電子回路４０の電気抵抗は、６６６．７Ωとなり、酸化による抵抗値の増大が確認された。
【００４０】
次に、還元剤としてエチレングリコールを１４０℃に加熱し、この基板を１０分間浸漬した後に再度電気抵抗値を測定したところ、３２８．６Ωであった。さらに１０分間１４０℃のエチレングリコール中に浸漬したところ、抵抗値は１０９．４Ωとなり、その後さらに１０分間１４０℃のエチレングリコール中に浸漬したところ、抵抗値が６０．８Ωとなりほぼ酸化前の水準に戻った。
【００４１】
以上のように、金属粒子を含有する液体を用いて配線を形成し、その一部を酸化させることによって１種類のインクから抵抗体を含む電子回路を作製できた。さらに、酸化時間を変化させたり、酸化した抵抗体部分を還元したりすることにより、任意の抵抗値をもつ電子回路４０を作製できた。
【００４２】
[実施例２]
ついで、液体Ｌとして銅粒子含有インク（株式会社アルバック製、Ｃｕ１Ｔ）を使用して電子回路４０を形成し、この電子回路４０の電気抵抗の変化を調べた実施例２について説明をする。なお、本実施例での描画条件は、実施例１と同様であり、電極４１ａ,４１ｂ間を接続する幅３００μｍ、膜厚０．７μｍの一直線のパターンの電子回路を形成した。
【００４３】
また、焼成は、真空ホットプレート内に基板Ｗを設置し、気圧１０Ｔｏｒｒ、３００度で３０分間、焼成した。そして、この状態でＮ２＋４％Ｈ２ガスを導入し、３０分間保持し、その後、気圧を３０Ｔｏｒｒとすると共にＮ２＋４％Ｈ２ガスを導入し、３０分間保持した。
【００４４】
このようにして得られた導体（電子回路）の電気抵抗を計測したところ、３．６２Ωであった。
【００４５】
次に、この電子回路基板に対し、実施例１と同様のパターンでパリレンを成膜した。膜厚は１．６μｍである。その後、この電子回路基板を大気中で２００℃に加熱し、１時間保持した。このとき、導電膜のうちパリレンが成膜されていない部分１７は酸化されて酸化銅となるが、パリレンが成膜されている部分は空気と接することがないため、酸化反応は起こらない。
【００４６】
このようにして得られた配線は、導体４３に挟まれた形で抵抗体４２が形成されている。この導体４３の一部が酸化され抵抗体４２となった導電配線の電気抵抗値を計測したところ、２８５ＫΩであり、酸化による抵抗値の増大が確認された。
【００４７】
以上のように、金属粒子を含有するインクを用いて配線を形成し、その一部を酸化させることによって１種類のインクから抵抗体を含む電気配線を作製できた。
【００４８】
上述したように、導体４３を、金属粒子を含んだ液体Ｌを基板上に塗布して形成すると共に、この金属粒子を酸化させることによって、液体Ｌを用いて抵抗体４２も形成することができる。これにより、少ない材料で電子回路を形成することができ、安価に効率良く電子回路４０を形成することができる。
【００４９】
また、上記パターン形成用材料として銀や銅などの金属を使用すると共に、この金属を粒子状にして表面積を大きくしたことにより、容易に金属粒子の表面を酸化させることができる。
【００５０】
特に、基板上に形成された導体４３及び抵抗体４２は、粒径１００ｎｍ以下となり、粒子を形成する全原子数のうち表面原子の割合が、０．１％以上であるため、粒子表面の酸化により導電率を容易に制御することができる。即ち、金属粒子の粒径が小さいため、金属粒子の表面積が大きく、この金属粒子表面に金属酸化物を生成することにより、容易に導電率を操作することができる。
【００５１】
更に、焼成温度を、少なくともパターン形成用材料として使用された金属の融点以下に設定しているため、酸化した金属粒子が還元してしまうことを極力抑えることができる。また、焼成工程において金属粒子の粒成長が十分に進まないため、導体４３及び抵抗体４２の粒子形状を残すことができる。よって、実施例１及び実施例２のように、基板上に塗布された液体を焼成してから抵抗前駆体４２ａを酸化させる場合でも、容易に導電率を操作することができる。
【００５２】
［第２の電子回路の製造方法］
ついで、上記第１の電子回路の製造方法とは、抵抗体４２の形成方法が相異する第２の電子回路の製造方法について、図５のフローチャートに基づいて説明をする。
【００５３】
まず、電子回路４０を形成するにあたり、第１の電子回路の製造方法と同様に、基板上に絶縁層４４を形成し、この絶縁層４４の上に液体Ｌを用いずに形成される電子部品を配設する（図５のステップＳ１）。
【００５４】
次に、電子回路４０における抵抗体４２が形成される部分のみに、インクジェットヘッド１１によって液体Ｌを塗布して抵抗前駆体４２ａを形成する（図５のステップＳ２）。そして、この抵抗前駆体４２ａを酸化装置３０によって酸化させて、抵抗体４２を形成する（図５のステップＳ３）。
【００５５】
抵抗体４２が形成されると、インクジェットヘッド１１によって、電子部品間（例えば電極４１ａ，４１ｂと抵抗体４２との間）に液体Ｌを塗布し、導体４３を形成する（図５のステップＳ４）。
【００５６】
そして、抵抗体４２及び導体４３が基板上に形成されと、第１の電子回路の製造方法と同様にこれら抵抗体４２及び導体４３を焼成し、電子回路を形成する（図５のステップＳ５）。
【００５７】
このように、抵抗体４２を形成する箇所のみ基板上に予め液体Ｌを塗布し、この形成された導体（抵抗前駆体）全てを酸化させた後、電子部品間に導体４３を配線しても、電子回路４０を基板上に形成することができる。
【００５８】
［第３の電子回路の製造方法］
ついで、上記第１及び第２の電子回路の製造方法とは、抵抗体４２の形成方法が相異する第３の電子回路の製造方法について、図６のフローチャートに基づいて説明をする。
【００５９】
まず、電子回路４０を形成するにあたり、第１の電子回路の製造方法と同様に、基板上に絶縁層４４を形成すると共に、この絶縁層４４の上に液体Ｌを用いずに形成される電子部品を配設する（図６のステップＳ１）。
【００６０】
上記液体Ｌを用いずに形成される電子部品が配置されると、第１の電子回路の製造方法と同様に、インクジェットヘッド１１によって電子回路を描画する（図６のステップＳ２）。具体的には、基板上の導体４３が形成される部分及び抵抗体４２となる部分に液体Ｌが塗布される。
【００６１】
次に、酸化装置３０によって、導体４３及び抵抗体４２になる部分の金属粒子を酸化させ、抵抗体４２を形成する（図６のステップＳ３）。
【００６２】
そして、抵抗体４２が形成されると、この抵抗体４２にマスクをし、酸化された導体４３の金属粒子を選択的に還元する（図６のステップＳ４）。
【００６３】
導体４３が還元されると、抵抗体４２を覆っていたマスクを除去し（図６のステップＳ５）、これら導体４３及び抵抗体４２を、焼成して基板上に電子回路を形成する（図６のステップＳ６）。
【００６４】
このように、抵抗体４２になる抵抗前駆体を形成した箇所を保護膜等で覆い密閉し、導体４３を形成する箇所のみ還元剤等を用い、酸化物を還元しても電子回路４０を形成することができる。
【００６５】
なお、本実施の形態においては、第１〜第３の電子回路の製造方法を説明したが、導体４３を金属粒子によって形成し、この導体４３の一部分の金属粒子を酸化させて抵抗体４２を形成するものであれば、どのような方法で電子回路を形成しても良い。
【００６６】
また、導電材料を含んだ液体Ｌの材料として、金属粒子以外に金属材料が溶液中に溶解した材料も利用可能であると共に、銅や、銀以外にも、アルミニウムなどの金属粒子を、液体に含まれる金属粒子として使用しても良い。
【００６７】
更に、上述した電極４１ａ，４１ｂなどの液体Ｌを用いて形成しない電子部品については、導体４３及び抵抗体４２を形成した後に基板上に配置されても良い。また、液体Ｌは、導体、抵抗体意外にも、上述した種々の電子部品を形成することができる。
【００６８】
更に、本発明の導電膜は金属粒子表面の酸化状態を制御することで導電率が制御できるため、抵抗体中の酸化状態に分布をもたせることで、抵抗体中の導電率に分布を持たせることもできる。また、この金属粒子を酸化させる酸化装置３０は、インクジェット装置１と一体に設けられても、別体に設けられてもどちらでも良い。
【００６９】
また、上記焼成工程は、酸化工程の前に行っても良い。更に、液体Ｌの有機物は、焼成のような加熱処理し、金属粒子と有機物の結合を解離させ、有機物を揮発除去する方法以外にも、化学反応により有機物を除去しても良い。
【００７０】
また、上述した電子回路の形成方法は、インクジェット法以外にも、ディスペンサ法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法などによって行われても良く、基板上の任意の場所に液体を塗布できれば、本発明を適用することができる。
【００７１】
更に、液体Ｌを塗布するインクジェットヘッド１１を１つとして記載したが、同じ液体Ｌを塗布するインクジェットヘッド１１であれば、高速化のために複数のインクジェットヘッド１１を用いても良い。また、１つのインクジェットヘッド１１に複数の吐出ノズルを設けても良い。更に、インクジェットヘッド１１の吐出方式としては、圧電体素子の体積変化により液体材料を吐出させるピエゾ方式や、熱の印加により急激に気泡が発生することにより液体材料を吐出させるサーマル方式など、どのような方式を使用しても良い。
【００７２】
また、電子回路基板として、シリコン基板以外にも、紙フェノール、紙エポキシ、ガラス、ガラスエポキシ、テフロン（登録商標）、アルミナ、セラミックス基板、ポリイミドやポリエステルなどのフィルムなど、必要な強度があればどのようなものを用いても良い。更に、必要に応じ基板W上に電極、または機能素子等を形成することも可能である。電極は、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｃｒ等を用いれば良く、基板Wとの密着性を上げるために金属材料を２種以上用いても良い。
【００７３】
また、上記絶縁層４４は、スパッタ法、ＣＶＤ法、熱酸化法等により酸化膜を形成する手法など、何れの手法を用いて形成されても良い。絶縁層４４の材料は、酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン、ＳｉＮＣ、ＳｉＯＣ、エポキシ樹脂、アルミナ、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリ尿素樹脂、シリコンラダーポリマ、又はポリパラキシレンからなることが好ましい。更に、この絶縁層４４は必ずしも基板上に設ける必要はない。
【００７４】
また、マスクとしての保護膜は、どのような種類の保護膜を使用しても良い。更に、上述した還元剤はグリコールおよびアルコールであれば良いが、本実施例で用いたエチレングリコール、またはジエチレングリコールやプロピレングリコールを用いるのが好適である。
【符号の説明】
【００７５】
１１：インクジェットヘッド、４０：電子回路、４１ａ，４１ｂ，４２：電子部品、４２：抵抗体、４３：導体、４５：マスク（保護膜）、Ｌ：液体、W：基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品として抵抗体を有する電子回路の製造方法及び電子回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、基板上に導電膜を形成する方法として、蒸着法、スパッタ法、スピンコート法、スクリーン印刷やオフセット印刷などの印刷方法、インクジェット法など種々の方法が知られている。
【０００３】
例えば特許文献１には、半導電性材料、導電性材料等、複数のパターン形成用材料をインクジェットヘッドによって基板上に塗布、固化させ、導体（配線）及び抵抗体（抵抗器）を形成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２７４６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１記載の電子回路の製造方法のように、導体、抵抗体などの基板上に形成する部品ごとにパターン形成用材料を用意すると、多数のパターン形成用材料が必要となり、材料開発に労力と時間が必要となる。
【０００６】
更に、上記インクジェット法や印刷法などに代表される方法は、導電材料を含む液体を基板上に直接塗布して導電膜を形成する。そのため、使用するパターン形成用材料が増えると、装置構造、や装置制御などが複雑になるといった問題もあった。
【０００７】
例えば、インクジェット法の場合、パターン形成用材料ごとにインクジェットヘッドを設ける必要があると共に、インクジェットヘッドの数が増えることによって、その制御が複雑になる。
【０００８】
そこで、本発明は、少ない種類の材料で電子回路を形成する電子回路の製造方法及び電子回路基板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】
【０００９】
本発明は、電子部品を導体によって接続して回路を形成すると共に、前記電子部品として前記導体よりも電気抵抗の高い抵抗体を有する電子回路の製造方法において、前記導体を、金属粒子を含んだ液体を基板上に塗布して形成し、前記抵抗体を、前記液体を基板上に塗布し、この液体に含まれる前記金属粒子を酸化させて形成する、ことを特徴とする。
【００１０】
また、導体によって接続する電子部品として、前記導体よりも電気抵抗の高い抵抗体を有する電子回路が形成された電子回路基板において、前記導体は、金属粒子を含んだ液体が基板上で固化されて形成され、前記抵抗体は、前記導体の金属粒子が酸化されて形成された、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、パターン形成用材料として金属粒子を含んだ液体を使用し、この液体を基板上に塗布して導体を形成する。また、この導体を形成する液体の金属粒子を酸化させ、電気抵抗を高めることで抵抗体を形成するため、導体と抵抗体とを同じパターン形成用材料を用いて形成することができる。これにより、電子回路を形成する際に使用されるパターン形成用材料を減らすことができると共に、パターン形成用の材料の種類が少ないため、電子回路製造装置の構造及び制御も簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る電子回路製造装置の模式図。
【図２】本発明の実施の形態に係る電子回路基板を示す断面図。
【図３】電子回路基板の製造過程を示す図であって、（ａ）は配線前の状態を示す図、（ｂ）は電極間に導体を配線した状態を示す図、（ｃ）導体にマスクをし、抵抗体を形成する部分を酸化させた状態を示す図、（ｄ）マスクを除去した状態を示す図。
【図４】第１の電子回路基板の製造方法を示すフローチャート図。
【図５】第２の電子回路基板の製造方法を示すフローチャート図。
【図６】第３の電子回路基板の製造方法を示すフローチャート図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［電子回路製造装置の構成］
以下、本発明に係る実施の形態について、図１乃至図６に基づいて説明をする。なお、以下の説明中において電子部品とは、電子素子やセンサなどなど一般的に電子回路上で導体によって接続される部品を意味する。具体的には、電子素子とは、抵抗体（抵抗器）、トランジスタ、コンデンサ、電極などであり、センサとは、表示デバイス素子、フローセンサ、圧力センサ、イメージセンサなどである。
【００１４】
まず、図１に基づいて、本実施の形態において使用される電子回路製造装置の構成について説明をする。図１に示すように、電子回路製造装置は、インクジェット装置１によって構成されている。このインクジェット装置１は、電子回路基板（以下単に基板ともいう）Ｗを載置するステージ装置２、基板上に電子回路を描画する描画部１０、これら描画部１０及びステージ装置２を制御する制御装置２０及び詳しくは後述する酸化装置３０を有している。
【００１５】
上記ステージ装置２は、基板Ｗを載置するステージ３と、このステージ３をＸ軸方向に移動自在に支持するＸ軸駆動ステージ４と、このステージ３をＹ軸方向に移動自在に支持するＹ軸駆動ステージ５と、を有して構成されている。そして、これらＸＹ軸駆動ステージ４，５によって、基板Ｗの位置をＸＹ軸方向に自在に移動できるようになっている。
【００１６】
上記描画部１０は、インクジェットヘッド１１と、インクタンク１２と、位置検出機構１３と、を備えて構成されている。インクタンク１２は、パターン形成用材料が含有された液体Ｌを貯留しており、この液体Ｌをインクジェットヘッド１１に供給している。インクジェットヘッド１１は、ステージ３の上方に位置していると共に、液体Ｌを基板上に吐出する吐出ノズルを有しており、ワーク上の目的位置に液体Ｌを塗布するように構成されている。位置検出機構１３は、インクジェットヘッド１１から吐出された液体Ｌの着弾位置を検出するように構成されている。
【００１７】
上記制御装置２０は、描画制御部２１と、吐出制御部２２と、を有して構成されている。描画制御部２１は、位置検出機構１３からの情報及び描画する電子回路の設計データに基づいて、ステージ装置２を移動させて液体Ｌの着弾位置を制御すると共に、上記吐出制御部２２に液体Ｌの吐出指令をする。吐出制御部２２は、上記描画制御部２１からの吐出指令に基づいて、インクジェットヘッド１１から液体Ｌを吐出させる。
【００１８】
このように、電子回路製造装置は、制御装置２０によって、基板上へ塗布する液体Ｌの着弾位置を制御することにより、設計データに基づいて、ライン状の導電膜や、任意形状の導電膜を基板上に形成して、電子回路を描画するように構成されている。
【００１９】
［液体の構成］
ついで、電子回路を描画する液体Ｌについて詳しく説明をする。図２は、電子回路４０が形成された電子回路基板Ｗを模式的に示した図である。この電子回路４０は、電子部品として、第１及び第２電極４１ａ，４１ｂ及び抵抗体４２を有しており、これら電極４１ａ，４１ｂ及び抵抗体４２からなる電子部品を導体４３によって接続して、絶縁層４４上に電子回路を形成している。
【００２０】
上記液体Ｌは、パターン形成用材料として導電材料を有しており、具体的には、銀（Ａｇ）または銅（Ｃｕ）を含有する金属粒子を有している。なお、これらＡｇまたはＣｕは、必ずしも単独の金属粒子である必要はなく、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｃｕ等、Ａｇ、Ｃｕ以外の金属を含む材料を金属粒子として用いても良い。
【００２１】
また、液体Ｌは、金属粒子を分散できれば、溶媒として水系、油系のどちらでも選択することができるが、溶媒中で金属粒子を分散させるように、金属粒子の表面を覆う有機物を有している。
【００２２】
更に、上記導電材料としての金属は、出来る限りその表面積を大きくするために粒子状になっている。そして、その粒径は、少なくとも粒子として存在する１ｎｍ以上であり、粒子を形成する全原子数のうち、表面原子の割合が０．１％以上となる１００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２３】
また、上記金属粒子の粒径と、金属粒子の融点Ｔｍｆとの間には、数１の関係が成り立つ。そのため、この金属粒子の融点Ｔｍｆとの関係を考慮して、金属粒子の粒径は、１ｎｍ〜３０ｎｍの間で選択されると更に好ましい。即ち、上記金属粒子の融点Ｔｍｆが、電子回路を焼成する際の焼成温度よりも高くなる範囲で金属粒子の粒径は、設定されると好ましい。
【００２４】
【数１】
Ｔｍｆ：金属粒子の融点、σｓ：金属粒子を構成する金属固相の表面張力、σｌ：金属粒子を構成する金属固相の表面張力、ｒ：粒子半径、Ｌ０：金属の融解潜熱、Ｔ０：金属の融点
【００２５】
なお、液体Ｌは、インクジェット法を用いて基板上に塗布される場合、微細のノズル穴から液体を吐出させるため、低粘度の液体である必要があり、一般的には１〜２０ｍＰａ・ｓの粘度に調整された液体が使用される。また、インクジェットヘッド１１のノズル穴の径は５μｍ〜５０μｍであり、安定的に吐出するためには金属粒子の１次粒径が０．２μｍ以下であることが好ましい。更に、この液体Ｌは、塗布方法に応じて、表面張力、粘性係数等が調整されることが好ましい。
【００２６】
［酸化装置の構成］
ついで、基板上に塗布された液体Ｌの金属粒子を酸化させる酸化装置３０（図１参照）について詳しく説明をする。上記電子回路製造装置１は、導体４３よりも電気抵抗の高い抵抗体４２を、導体４３の金属粒子を酸化させて形成しており、この金属粒子を酸化させる部分として、酸化装置３０を有している。
【００２７】
上記酸化装置３０は、抵抗体４２が形成される部分に塗布された金属粒子（抵抗前駆体）を酸化させられればよく、例えば、紫外線照射処理装置、加熱処理装置、酸化剤による酸化装置、オゾン処理装置などから構成される。
【００２８】
なお、酸化剤としては、過酸化水素水、塩素酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩などが挙げられるが、金属粒子（本実施の形態ではＡｇまたはＣｕ）を酸化させることができれば、どのような酸化剤を用いても良い。
【００２９】
［電子回路の製造方法］
［第１の電子回路の製造方法］
ついで、図３及び図４に基づいて、電子回路の製造方法について詳しく説明をする。まず、図３（ａ）に示すように、基板Ｗに電子回路４０を形成するにあたり、基板Ｗの電子回路４０を形成する面に絶縁層４４を形成する。そして、この絶縁層上に、液体Ｌを用いずに形成される電子部品（例えば、電極４１ａ，４１ｂ）を形成する。
【００３０】
上記液体Ｌを用いずに形成される電子部品が配設されると、図３（ｂ）に示すように、インクジェットヘッド１１を用いて液体Ｌにより電子回路が描画される。具体的には、基板上の導体４３が形成される部分に液体Ｌが塗布されると共に、抵抗体４２となる部分に液体Ｌが塗布される（図４のステップＳ２）。これら基板上に塗布された液体Ｌは、時間と共に除々に乾燥して固化し、導体４３となると共に、抵抗体４２の前段階である抵抗前駆体４２ａとなる。
【００３１】
基板上に塗布された液体Ｌが乾燥すると、図３（ｃ）に示すように、抵抗前駆体４２ａを残して導体４３を保護膜（マスク）４５によってマスクをする。そして、抵抗体４２となる部分の金属粒子のみを酸化装置３０によって選択的に酸化させることによって、抵抗体４２を形成する（図４のステップＳ３）。これにより、基板上に導体４３及び抵抗体４２が形成される。
【００３２】
次に、上記抵抗体４２が形成されると、図３（ｄ）に示すように、導体４３を覆っていたマスクを除去し（図４のステップＳ４）、これら導体４３及び抵抗体４２を焼成する。基板Ｗが焼成されると、金属粒子の表面が融着して導通すると共に、この金属粒子の表面を覆う有機物が除去される。これにより、基板上に電子回路が形成される（図４のステップＳ５）。
【００３３】
なお、本発明では、金属粒子表面を酸化させ導電率を制御しているため、焼成温度は少なくとも形成した金属の融点以下に設定される。より詳しくは、焼成温度は、金属粒子の表面の金属酸化物が金属に還元しない温度に設定され、例えば、金属材料が銀である場合、焼成温度は２５０℃以下、より好ましくは、２００℃以下に設定される。また、金属材料が銅である場合、焼成雰囲気が大気中であると、大気中の酸素と結合し、酸化物を形成してしまうため、少なくとも窒素雰囲気、好ましくは真空中で焼成すると良い。
【００３４】
更に、上記焼成工程は、抵抗前駆体の酸化工程前に行っても良い。
【００３５】
［実施例１］
ついで、液体Ｌとして銀粒子含有インク（ハリマ化成株式会社製、ＮＰＳ−Ｊ）を使用して形成した電子回路４０を形成し、導体４３の一部を酸化させた際の電気抵抗の変化を調べた実施例１について説明をする。
【００３６】
まず、スパッタ法を用いて膜厚０．１μｍ、１ｃｍ四方のＡｕ膜を基板上に電極４１ａ,４１ｂとして、２ｃｍの間隔を空けて二ヶ所に成膜し、これらの電極間に一直線パターンの導体（電子回路）を形成した（図３（ｂ）参照）。より詳しくは、上記銀粒子含有インクを、電極間に、着弾精度±５μｍ以内、吐出量２５ｐｌ、１００μｍピッチの条件で、３００発塗布し、１４０度で１時間焼成することによって、幅３００μｍ、膜厚０．５μｍの一直線パターンの電子回路を得た。
【００３７】
この電子回路４０の電気抵抗を、ミヤチシステムズ株式会社製 FP-μ2100 フライングプローバを用いて計測した所、５３．３Ωであった。
【００３８】
次に、日本パリレン合同会社製、LABCOTER PDS2010型により電子回路基板Ｗに対して、膜厚１．６μｍのパレリン膜を保護膜として成膜した（図３（ｃ）参照）。この時、導体（電子回路）の一部及び電極部分には、マスキングを施し、パレリン膜が形成されないようにした。
【００３９】
そして、低圧水銀ランプによる波長１８５ｎｍ、２５４ｎｍのＵＶを３０分間照射し、導体の一部を酸化させて酸化銀としたところ、電子回路４０の電気抵抗は、６６６．７Ωとなり、酸化による抵抗値の増大が確認された。
【００４０】
次に、還元剤としてエチレングリコールを１４０℃に加熱し、この基板を１０分間浸漬した後に再度電気抵抗値を測定したところ、３２８．６Ωであった。さらに１０分間１４０℃のエチレングリコール中に浸漬したところ、抵抗値は１０９．４Ωとなり、その後さらに１０分間１４０℃のエチレングリコール中に浸漬したところ、抵抗値が６０．８Ωとなりほぼ酸化前の水準に戻った。
【００４１】
以上のように、金属粒子を含有する液体を用いて配線を形成し、その一部を酸化させることによって１種類のインクから抵抗体を含む電子回路を作製できた。さらに、酸化時間を変化させたり、酸化した抵抗体部分を還元したりすることにより、任意の抵抗値をもつ電子回路４０を作製できた。
【００４２】
[実施例２]
ついで、液体Ｌとして銅粒子含有インク（株式会社アルバック製、Ｃｕ１Ｔ）を使用して電子回路４０を形成し、この電子回路４０の電気抵抗の変化を調べた実施例２について説明をする。なお、本実施例での描画条件は、実施例１と同様であり、電極４１ａ,４１ｂ間を接続する幅３００μｍ、膜厚０．７μｍの一直線のパターンの電子回路を形成した。
【００４３】
また、焼成は、真空ホットプレート内に基板Ｗを設置し、気圧１０Ｔｏｒｒ、３００度で３０分間、焼成した。そして、この状態でＮ２＋４％Ｈ２ガスを導入し、３０分間保持し、その後、気圧を３０Ｔｏｒｒとすると共にＮ２＋４％Ｈ２ガスを導入し、３０分間保持した。
【００４４】
このようにして得られた導体（電子回路）の電気抵抗を計測したところ、３．６２Ωであった。
【００４５】
次に、この電子回路基板に対し、実施例１と同様のパターンでパリレンを成膜した。膜厚は１．６μｍである。その後、この電子回路基板を大気中で２００℃に加熱し、１時間保持した。このとき、導電膜のうちパリレンが成膜されていない部分１７は酸化されて酸化銅となるが、パリレンが成膜されている部分は空気と接することがないため、酸化反応は起こらない。
【００４６】
このようにして得られた配線は、導体４３に挟まれた形で抵抗体４２が形成されている。この導体４３の一部が酸化され抵抗体４２となった導電配線の電気抵抗値を計測したところ、２８５ＫΩであり、酸化による抵抗値の増大が確認された。
【００４７】
以上のように、金属粒子を含有するインクを用いて配線を形成し、その一部を酸化させることによって１種類のインクから抵抗体を含む電気配線を作製できた。
【００４８】
上述したように、導体４３を、金属粒子を含んだ液体Ｌを基板上に塗布して形成すると共に、この金属粒子を酸化させることによって、液体Ｌを用いて抵抗体４２も形成することができる。これにより、少ない材料で電子回路を形成することができ、安価に効率良く電子回路４０を形成することができる。
【００４９】
また、上記パターン形成用材料として銀や銅などの金属を使用すると共に、この金属を粒子状にして表面積を大きくしたことにより、容易に金属粒子の表面を酸化させることができる。
【００５０】
特に、基板上に形成された導体４３及び抵抗体４２は、粒径１００ｎｍ以下となり、粒子を形成する全原子数のうち表面原子の割合が、０．１％以上であるため、粒子表面の酸化により導電率を容易に制御することができる。即ち、金属粒子の粒径が小さいため、金属粒子の表面積が大きく、この金属粒子表面に金属酸化物を生成することにより、容易に導電率を操作することができる。
【００５１】
更に、焼成温度を、少なくともパターン形成用材料として使用された金属の融点以下に設定しているため、酸化した金属粒子が還元してしまうことを極力抑えることができる。また、焼成工程において金属粒子の粒成長が十分に進まないため、導体４３及び抵抗体４２の粒子形状を残すことができる。よって、実施例１及び実施例２のように、基板上に塗布された液体を焼成してから抵抗前駆体４２ａを酸化させる場合でも、容易に導電率を操作することができる。
【００５２】
［第２の電子回路の製造方法］
ついで、上記第１の電子回路の製造方法とは、抵抗体４２の形成方法が相異する第２の電子回路の製造方法について、図５のフローチャートに基づいて説明をする。
【００５３】
まず、電子回路４０を形成するにあたり、第１の電子回路の製造方法と同様に、基板上に絶縁層４４を形成し、この絶縁層４４の上に液体Ｌを用いずに形成される電子部品を配設する（図５のステップＳ１）。
【００５４】
次に、電子回路４０における抵抗体４２が形成される部分のみに、インクジェットヘッド１１によって液体Ｌを塗布して抵抗前駆体４２ａを形成する（図５のステップＳ２）。そして、この抵抗前駆体４２ａを酸化装置３０によって酸化させて、抵抗体４２を形成する（図５のステップＳ３）。
【００５５】
抵抗体４２が形成されると、インクジェットヘッド１１によって、電子部品間（例えば電極４１ａ，４１ｂと抵抗体４２との間）に液体Ｌを塗布し、導体４３を形成する（図５のステップＳ４）。
【００５６】
そして、抵抗体４２及び導体４３が基板上に形成されと、第１の電子回路の製造方法と同様にこれら抵抗体４２及び導体４３を焼成し、電子回路を形成する（図５のステップＳ５）。
【００５７】
このように、抵抗体４２を形成する箇所のみ基板上に予め液体Ｌを塗布し、この形成された導体（抵抗前駆体）全てを酸化させた後、電子部品間に導体４３を配線しても、電子回路４０を基板上に形成することができる。
【００５８】
［第３の電子回路の製造方法］
ついで、上記第１及び第２の電子回路の製造方法とは、抵抗体４２の形成方法が相異する第３の電子回路の製造方法について、図６のフローチャートに基づいて説明をする。
【００５９】
まず、電子回路４０を形成するにあたり、第１の電子回路の製造方法と同様に、基板上に絶縁層４４を形成すると共に、この絶縁層４４の上に液体Ｌを用いずに形成される電子部品を配設する（図６のステップＳ１）。
【００６０】
上記液体Ｌを用いずに形成される電子部品が配置されると、第１の電子回路の製造方法と同様に、インクジェットヘッド１１によって電子回路を描画する（図６のステップＳ２）。具体的には、基板上の導体４３が形成される部分及び抵抗体４２となる部分に液体Ｌが塗布される。
【００６１】
次に、酸化装置３０によって、導体４３及び抵抗体４２になる部分の金属粒子を酸化させ、抵抗体４２を形成する（図６のステップＳ３）。
【００６２】
そして、抵抗体４２が形成されると、この抵抗体４２にマスクをし、酸化された導体４３の金属粒子を選択的に還元する（図６のステップＳ４）。
【００６３】
導体４３が還元されると、抵抗体４２を覆っていたマスクを除去し（図６のステップＳ５）、これら導体４３及び抵抗体４２を、焼成して基板上に電子回路を形成する（図６のステップＳ６）。
【００６４】
このように、抵抗体４２になる抵抗前駆体を形成した箇所を保護膜等で覆い密閉し、導体４３を形成する箇所のみ還元剤等を用い、酸化物を還元しても電子回路４０を形成することができる。
【００６５】
なお、本実施の形態においては、第１〜第３の電子回路の製造方法を説明したが、導体４３を金属粒子によって形成し、この導体４３の一部分の金属粒子を酸化させて抵抗体４２を形成するものであれば、どのような方法で電子回路を形成しても良い。
【００６６】
また、導電材料を含んだ液体Ｌの材料として、金属粒子以外に金属材料が溶液中に溶解した材料も利用可能であると共に、銅や、銀以外にも、アルミニウムなどの金属粒子を、液体に含まれる金属粒子として使用しても良い。
【００６７】
更に、上述した電極４１ａ，４１ｂなどの液体Ｌを用いて形成しない電子部品については、導体４３及び抵抗体４２を形成した後に基板上に配置されても良い。また、液体Ｌは、導体、抵抗体意外にも、上述した種々の電子部品を形成することができる。
【００６８】
更に、本発明の導電膜は金属粒子表面の酸化状態を制御することで導電率が制御できるため、抵抗体中の酸化状態に分布をもたせることで、抵抗体中の導電率に分布を持たせることもできる。また、この金属粒子を酸化させる酸化装置３０は、インクジェット装置１と一体に設けられても、別体に設けられてもどちらでも良い。
【００６９】
また、上記焼成工程は、酸化工程の前に行っても良い。更に、液体Ｌの有機物は、焼成のような加熱処理し、金属粒子と有機物の結合を解離させ、有機物を揮発除去する方法以外にも、化学反応により有機物を除去しても良い。
【００７０】
また、上述した電子回路の形成方法は、インクジェット法以外にも、ディスペンサ法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法などによって行われても良く、基板上の任意の場所に液体を塗布できれば、本発明を適用することができる。
【００７１】
更に、液体Ｌを塗布するインクジェットヘッド１１を１つとして記載したが、同じ液体Ｌを塗布するインクジェットヘッド１１であれば、高速化のために複数のインクジェットヘッド１１を用いても良い。また、１つのインクジェットヘッド１１に複数の吐出ノズルを設けても良い。更に、インクジェットヘッド１１の吐出方式としては、圧電体素子の体積変化により液体材料を吐出させるピエゾ方式や、熱の印加により急激に気泡が発生することにより液体材料を吐出させるサーマル方式など、どのような方式を使用しても良い。
【００７２】
また、電子回路基板として、シリコン基板以外にも、紙フェノール、紙エポキシ、ガラス、ガラスエポキシ、テフロン（登録商標）、アルミナ、セラミックス基板、ポリイミドやポリエステルなどのフィルムなど、必要な強度があればどのようなものを用いても良い。更に、必要に応じ基板W上に電極、または機能素子等を形成することも可能である。電極は、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｃｒ等を用いれば良く、基板Wとの密着性を上げるために金属材料を２種以上用いても良い。
【００７３】
また、上記絶縁層４４は、スパッタ法、ＣＶＤ法、熱酸化法等により酸化膜を形成する手法など、何れの手法を用いて形成されても良い。絶縁層４４の材料は、酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン、ＳｉＮＣ、ＳｉＯＣ、エポキシ樹脂、アルミナ、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリ尿素樹脂、シリコンラダーポリマ、又はポリパラキシレンからなることが好ましい。更に、この絶縁層４４は必ずしも基板上に設ける必要はない。
【００７４】
また、マスクとしての保護膜は、どのような種類の保護膜を使用しても良い。更に、上述した還元剤はグリコールおよびアルコールであれば良いが、本実施例で用いたエチレングリコール、またはジエチレングリコールやプロピレングリコールを用いるのが好適である。
【符号の説明】
【００７５】
１１：インクジェットヘッド、４０：電子回路、４１ａ，４１ｂ，４２：電子部品、４２：抵抗体、４３：導体、４５：マスク（保護膜）、Ｌ：液体、W：基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を導体によって接続して回路を形成すると共に、前記電子部品として前記導体よりも電気抵抗の高い抵抗体を有する電子回路の製造方法において、
前記導体を、金属粒子を含んだ液体を基板上に塗布して形成し、
前記抵抗体を、前記液体を基板上に塗布し、この液体に含まれる前記金属粒子を酸化させて形成する、
ことを特徴とする電子回路の製造方法。
【請求項２】
前記液体は、前記金属粒子として少なくとも銅又は銀を含有すると共に、この金属粒子表面を覆う有機物を備える、
請求項１記載の電子回路の製造方法。
【請求項３】
前記金属粒子の粒径は、１００ｎｍ以下である、
請求項１又は２記載の電子回路の製造方法。
【請求項４】
前記導体及び抵抗体を、前記金属粒子を構成する金属の融点以下で焼成する、
請求項１乃至３のいずれか１項記載の電子回路の製造方法。
【請求項５】
インクジェットヘッドによって、前記液体を基板上に塗布して前記導体を形成すると共に、前記抵抗体となる部分に前記液体を塗布する工程と、
前記導体にマスクをし、前記抵抗体となる部分の金属粒子を選択的に酸化させて前記抵抗体を形成する工程と、
前記導体を覆うマスクを除去する工程と、を備えた、
請求項１乃至４のいずれか１項記載の電子回路の製造方法。
【請求項６】
前記回路における前記抵抗体が形成される部分に、インクジェットヘッドによって前記液体を塗布する工程と、
この塗布された液体の金属粒子を酸化させ、前記抵抗体を形成する工程と、
前記インクジェットヘッドによって、前記電子部品間に前記液体を塗布し、前記導体を形成する工程と、を備えた、
請求項１乃至４のいずれか１項記載の電子回路の製造方法。
【請求項７】
インクジェットヘッドによって、前記液体を基板上に塗布して前記導体を形成すると共に、前記抵抗体となる部分に前記液体を塗布する工程と、
前記導体及び抵抗体となる部分の金属粒子を酸化させて、前記抵抗体を形成する工程と、
前記抵抗体にマスクをし、酸化された前記導体の金属粒子を選択的に還元する工程と、
前記抵抗体を覆うマスクを除去する工程と、を備えた、
請求項１乃至４のいずれか１項記載の電子回路の製造方法。
【請求項８】
導体によって接続する電子部品として、前記導体よりも電気抵抗の高い抵抗体を有する電子回路が形成された電子回路基板において、
前記導体は、金属粒子を含んだ液体が基板上で固化されて形成され、
前記抵抗体は、前記導体の金属粒子が酸化されて形成された、
ことを特徴とする電子回路基板。
【請求項１】
電子部品を導体によって接続して回路を形成すると共に、前記電子部品として前記導体よりも電気抵抗の高い抵抗体を有する電子回路の製造方法において、
前記導体を、金属粒子を含んだ液体を基板上に塗布して形成し、
前記抵抗体を、前記液体を基板上に塗布し、この液体に含まれる前記金属粒子を酸化させて形成する、
ことを特徴とする電子回路の製造方法。
【請求項２】
前記液体は、前記金属粒子として少なくとも銅又は銀を含有すると共に、この金属粒子表面を覆う有機物を備える、
請求項１記載の電子回路の製造方法。
【請求項３】
前記金属粒子の粒径は、１００ｎｍ以下である、
請求項１又は２記載の電子回路の製造方法。
【請求項４】
前記導体及び抵抗体を、前記金属粒子を構成する金属の融点以下で焼成する、
請求項１乃至３のいずれか１項記載の電子回路の製造方法。
【請求項５】
インクジェットヘッドによって、前記液体を基板上に塗布して前記導体を形成すると共に、前記抵抗体となる部分に前記液体を塗布する工程と、
前記導体にマスクをし、前記抵抗体となる部分の金属粒子を選択的に酸化させて前記抵抗体を形成する工程と、
前記導体を覆うマスクを除去する工程と、を備えた、
請求項１乃至４のいずれか１項記載の電子回路の製造方法。
【請求項６】
前記回路における前記抵抗体が形成される部分に、インクジェットヘッドによって前記液体を塗布する工程と、
この塗布された液体の金属粒子を酸化させ、前記抵抗体を形成する工程と、
前記インクジェットヘッドによって、前記電子部品間に前記液体を塗布し、前記導体を形成する工程と、を備えた、
請求項１乃至４のいずれか１項記載の電子回路の製造方法。
【請求項７】
インクジェットヘッドによって、前記液体を基板上に塗布して前記導体を形成すると共に、前記抵抗体となる部分に前記液体を塗布する工程と、
前記導体及び抵抗体となる部分の金属粒子を酸化させて、前記抵抗体を形成する工程と、
前記抵抗体にマスクをし、酸化された前記導体の金属粒子を選択的に還元する工程と、
前記抵抗体を覆うマスクを除去する工程と、を備えた、
請求項１乃至４のいずれか１項記載の電子回路の製造方法。
【請求項８】
導体によって接続する電子部品として、前記導体よりも電気抵抗の高い抵抗体を有する電子回路が形成された電子回路基板において、
前記導体は、金属粒子を含んだ液体が基板上で固化されて形成され、
前記抵抗体は、前記導体の金属粒子が酸化されて形成された、
ことを特徴とする電子回路基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−６５６８０（Ｐ２０１３−６５６８０Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０３１６９（Ｐ２０１１−２０３１６９）
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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