電気回路、その製造方法および電気回路製造装置
【課題】インクジェット方式を使用してパターン形成面に任意の電気回路を製造する。
【解決手段】基板１のパターン形成面１００に、パターン形成用材料として導電性材料や絶縁性材料等を含んだ流動体１０をインクジェット式記録ヘッド２より吐出する。そしてパターン形成面１００に吐出された流動体１０を固化させて電気回路１０２とする。材料を種々に変更しながら任意のパターンを作るために、コンデンサ、コイル、抵抗、能動素子等所望の回路素子を含んだ電気回路を製造できる。
【解決手段】基板１のパターン形成面１００に、パターン形成用材料として導電性材料や絶縁性材料等を含んだ流動体１０をインクジェット式記録ヘッド２より吐出する。そしてパターン形成面１００に吐出された流動体１０を固化させて電気回路１０２とする。材料を種々に変更しながら任意のパターンを作るために、コンデンサ、コイル、抵抗、能動素子等所望の回路素子を含んだ電気回路を製造できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板などへの電気回路の製造技術に係り、特にインクジェット方式等によって任意の電気回路を形成するための電気回路製造技術の改良に関する。
【０００２】
従来、微小な回路、例えば集積回路を製造するにはリソグラフィー法等が使用されてきた。このリソグラフィー法は、シリコンウェハ上にレジストと呼ばれる感光材を薄く塗布し、ガラス乾板に写真製版で作成した回路パターンを光で焼き付けて転写するものである。転写されたレジストパターンにイオン等を打ち込んで、配線パターンや回路素子を形成していく。上記リソグラフィー法を用いた電気回路の製造には写真製版、レジスト塗布、露光、現像等の工程を必要としていたため、設備の整った半導体工場等でなければ電気回路の製造ができなかった。
また大きな電気回路を製造するには、基板上に個別部品をインサートマシン等で配置し、基板を半田槽に通して、電気回路基板を作っていた。このような製造ラインで製造される電気回路についても、インサートマシン、フラックス槽、半田槽等、一貫した製造設備が必要であった。
一方、電気回路の試作品の製造は、万能基板等を用いて開発者が総ての部品を取り付け半田付けをする等して製作していた。
以上のように、電気回路を量産するためには設備投資と複雑な工程管理が必要である一方、試作品を生産するには労力と時間がかかっていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが現在は多品種少量生産の時代となってきたため、従来の製造方法が必ずしも効率的かつ経済的ではなくなってきた。すなわち製造ラインでは製造する電気回路が変更されるたびに製造設備の設定をやり直しが必要なため、設定や調整にかかる時間が増えてコストを抑えにくくなってきたのである。
また試作品の製作でも同時に複数の試作品を作り、検討を加えるということが日常的に行われており、手作りにより試作品の製作のみに時間をかけるのは不経済であった。また試作品では回路素子の物理定数を種々に変更して回路の評価を行うが、基板に回路部品を付ける方法では物理定数を変更した場合に部品を取り替えるために労力を要していた。さらに物理定数は回路部品によって決まるため微妙な物理定数の変更が難しかった。さらに試作品では回路を検討するために錯綜する配線パターン等を識別する必要があるが、従来の半田やリード線による配線では基板を見て一見してどの種類のパターンであったかが判りにくいという問題点もあった。上記問題点に鑑み、本出願人はインクジェット方式等の技術が流動体を任意のパターンで付着可能であることを利用し、電気回路の製造技術に新たな選択枝を与えることに想到した。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
すなわち本発明の第１の課題は、従来存在しなかった方法でパターンを形成することにより少量多種生産や試作に適した電気回路を提供することである。
本発明の第２の課題は、従来存在しなかった方法で回路素子を形成することにより少量多種生産や試作に適した電気回路を提供することである。
本発明の第３の課題は、識別しやすいパターンを形成することにより試作に適した電気回路を提供することである。
本発明の第４の課題は、従来存在しなかった方法でパターンを形成することにより少量多種生産や試作に適した電気回路の製造方法を提供することである。
本発明の第５の課題は、従来存在しなかった方法で回路素子を形成することにより少量多種生産や試作に適した電気回路の製造方法を提供することである。
本発明の第６の課題は、識別しやすいパターンを形成することにより試作に適した電気回路の製造方法を提供することである。
本発明の第７の課題は、従来存在しなかった方法でパターンを形成する構成を備えることにより少量多種生産や試作に適した電気回路製造装置を提供することである。
【０００５】
上記第１の課題を解決する発明は、パターン形成面に形成される電気回路であって、パターン形成用材料を含んだ流動体がパターン形成面に付着し固化して形成されたパターンを備えている電気回路である。
【０００６】
ここで流動体を付着させる方法としては各種印刷法等各種の方法を適用できるが、インクジェット方式によることが好ましい。インクジェット方式によれば、安価な設備でパターン形成面の任意の場所に任意の厚さで流動体を付着させることができるからである。インクジェット方式としては、圧電体素子の体積変化により流動体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流動体を吐出させる方式であってもよい。また流動体とは、ノズルから吐出可能な粘度を備えた媒体をいう。水性であると油性であるとを問わない。ノズル等から吐出可能な流動性（粘度）を備えていれば十分で、個体物質が混入していても全体として流動体であればよい。流動性は例えばその流動体の接触角により測ることができる。例えば上記パターン形成用材料として、導電性材料、半導電性材料、絶縁性材料または誘電性材料のうちいずれかを備えていてもよい。これらの材料は融点以上に加熱されて溶解されたものでも、溶媒中に微粒子として攪拌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。
また電気回路とは回路素子間の電気的な協働関係により成り立つ部材のみに限定されるものではなく、例えば機械的な、あるいは意匠的なパターンに広く適用されるものである。つまり形成されるパターンが特定の電気的特徴を持つ必要はなくパターン形成材料が一定の電気的特性を持つことに限定されない。
またパターン形成面とはフラット基板の表面を指す他、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、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。
【０００７】
本発明はさらにパターン形成面とパターンとの密着性を高めるための親和性層をさらに備える。またパターンの付着領域を制限するための非親和性層をさらに備える。ここで非親和性とは、流動体に対する相対的に接触角が大きい性質をいう。親和性とは、流動体に対する接触角が相対的に小さいことをいう。これらの表現は、流動体に対する膜の挙動を明らかにするために、親和性と対比して用いられるものである。
【０００８】
上記第２の課題を解決する発明は、パターン形成用材料として導電性材料を含んだ流動体が固化した配線パターンを備える電気回路である。またパターン形成用材料として絶縁性材料または誘電性材料を含んだ流動体が固化した絶縁膜と、パターン形成用材料として導電性材料を含んだ流動体が絶縁膜を挟んで対向して固化した電極膜と、によりコンデンサを構成する電気回路である。またパターン形成用材料として導電性材料を含んだ流動体がパターン形成面に渦状に付着して固化したコイルを備える電気回路である。さらにパターン形成用材料として半導電性材料を含んだ流動体が固化した半導電性膜の両端に、パターン形成用材料として導電性材料を含んだ流動体が固化した抵抗器を備える電気回路である。またパターン形成用材料として所定の元素がドーピングされた半導電性材料を含んでいる流動体が、固化することにより形成された半導体回路素子を備える電気回路である。
【０００９】
上記第３の課題を解決する発明は、複数のパターンを備え、互いのパターンを識別するために異なる色彩が付されている電気回路である。
【００１０】
上記第４の課題を解決する発明は、パターン形成面に電気回路を形成する電気回路の製造方法において、パターン形成面に、パターン形成用材料を含んだ流動体を吐出する工程と、パターン形成面に吐出された流動体を固化する工程と、を備えた電気回路の製造方法である。
【００１１】
例えば、上記流動体を吐出する工程では、パターン形成用材料の融点以上に加熱し溶解した材料を流動体として吐出し、流動体を固化する工程では、パターン形成面付近の温度をパターン形成用材料の融点より低い温度に維持し、流動体を固化する。また上記流動体を吐出する工程では、微粒子として溶媒に攪拌されたパターン形成用材料を流動体として吐出し、流動体を固化する工程は、パターン形成面付近の温度をパターン形成用材料の融点以上の温度を加えて微粒子を溶解させる工程と、当該融点より低い温度を加えて溶解した材料を固化する工程と、を備える。また、流動体を吐出する前に、パターン形成面とパターンとの密着性を高めるための親和性層を形成する工程を備える。さらに流動体を吐出する前に、パターンの付着領域を制限するための非親和性層を形成する工程を備える。
【００１２】
同じく本発明は、パターン形成面に電気回路を形成する電気回路の製造方法において、パターン形成面に接着性材料を吐出する工程と、パターン形成面にパターン形成用材料の微粒子を散布する工程と、接着性材料に付着したもの以外の微粒子をパターン形成面から除去する工程と、を備えた電気回路の製造方法である。またパターン形成面付近の温度をパターン形成用材料の融点以上の温度を加えて微粒子を溶解させる工程と、当該融点より低い温度を加えて溶解した材料を固化する工程と、を備えていてもよい。さらに接着性材料に付着した微粒子を圧縮する工程を備えていてもよい。
【００１３】
ここで上記パターン形成用材料は、導電性材料、半導電性材料、絶縁性材料または誘電性材料のうちいずれか１以上である。
【００１４】
上記第５の課題を解決する発明は、絶縁性材料を含んだ流動体を吐出して絶縁膜を形成し、当該絶縁膜を挟んで対向するように導電性材料を含んだ流動体を吐出して電極膜を形成することによりコンデンサを形成する電気回路の製造方法である。また導電性材料を含んだ流動体を渦状に吐出してコイルを形成する電気回路の製造方法である。さらに半導電性材料を含んだ流動体を吐出して半導電性膜を形成し、当該半導電性膜の両端に導電性材料を含んだ流動体を吐出して導電性膜を形成することにより抵抗器を形成する電気回路の製造方法である。また所定の元素がドーピングされた半導電性材料を含んだ流動体を吐出して半導体膜を形成する工程を流動体にドーピングする元素を変えながら複数回繰り返して半導体回路素子を形成する電気回路の製造方法である。
【００１５】
上記第６の課題を解決する発明は、パターンに応じてそのパターンを形成するための流動体に異なる色の顔料または染料を混ぜてパターンを形成することにより、複数のパターンを識別可能とする電気回路の製造方法である。また流動体により形成されたパターンを覆ってそのパターンに応じた色の顔料または染料を含む層を形成することにより、複数のパターンを識別可能とする電気回路の製造方法である。
【００１６】
上記第７の課題を解決する発明は、パターン形成用材料を含んだ流動体によりパターン形成面上に任意のパターンを形成するための電気回路製造装置であって、流動体をパターン形成面に吐出可能に構成されたインクジェット式記録ヘッドと、インクジェット式記録ヘッドとパターン形成面との相対位置を変更可能に構成される駆動機構と、パターン形成面上の流動体を固化させるために雰囲気を調整する固化装置と、インクジェット式記録ヘッドからの流動体の吐出、駆動機構による駆動および固化装置による雰囲気の調整を制御する制御装置と、を備える。そして制御装置は、駆動機構によりインクジェット式記録ヘッドを任意のパターンに沿って移動させながら当該インクジェット式記録ヘッドから流動体を吐出させ、固化装置によりパターン形成面の雰囲気を調整してパターン形成面に吐出された流動体を固化させることにより電気回路を形成可能に構成されている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、流動体を付着させることにより任意のパターンをパターン形成面に形成できるので、少量多種生産や試作に適した電気回路、その製造方法および製造装置を提供することができる。すなわち大がかりな工場設備を利用することなく安価に一定の品質の電気回路を提供できる。またインクジェット方式によればパターンの追加が容易なので、回路素子における回路定数の変更や配線の追加が容易に行える。
【００１８】
本発明によれば、パターンに応じて色を変えパターンの識別を容易にしたので、試作に適した電気回路、およびその製造方法を提供することができる。したがって試作においても短時間に回路の解析が可能となり回路評価の効率化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。以下の各実施形態で他の実施形態と同一の符号が用いられている場合は同一の部材を示すものとする。
（実施形態１）
本発明の実施形態１は、インクジェット方式を利用してコンデンサを含んだ電気回路を製造するものである。
図１に本実施形態１で用いる電気回路製造装置の構成図を示す。図１に示すように、本電気回路製造装置は、インクジェット式記録ヘッド２１〜２ｎ（ｎは任意の自然数）、タンク３１〜３ｎ、駆動機構４および制御回路５を備えている。
この電気回路製造装置は基板１のパターン形成面１００に流動体の液滴１０を付着させることにより、所定のパターン（電気回路）１０２を形成させることが可能に構成される。
【００２０】
インクジェット式記録ヘッド２１〜２ｎはそれぞれ同一の構造を備え、インクジェット方式により流動体を吐出可能に構成されていれば十分である。図２９はインクジェット式記録ヘッドの一構成例を説明する分解斜視図である。図２９に示すように、インクジェット式記録ヘッド２ｘ（ｘは１〜ｎのいずれか）は、ノズル２１１の設けられたノズルプレート２１０および振動板２３０の設けられた圧力室基板２２０を、筐体２５０に嵌め込んで構成されている。このインクジェット式記録ヘッド２ｘの主要部構造は、図３０の斜視図一部断面図に示すように、圧力室基板２２０をノズルプレート２１０と振動板２３０で挟み込んだ構造を備える。ノズルプレート２１０は、圧力室基板２２０と貼り合わせられたときにキャビティ２２１に対応することとなる位置にノズル２１１が形成されている。圧力室基板２２０には、シリコン単結晶基板等をエッチングすることにより、各々が圧力室として機能可能にキャビティ２２１が複数設けられている。キャビティ２２１間は側壁（隔壁）２２２で分離されている。各キャビティ２２１は供給口２２４を介して共通の流路であるリザーバ２２３に繋がっている。振動板２３０は、例えば熱酸化膜等により構成される。振動板２３０にはインクタンク口２３１が設けられ、タンク３ｘから任意の流動体１ｘを供給可能に構成されている。振動板２３０上のキャビティ２２１に相当する位置には、圧電体素子２４０が形成されている。圧電体素子２４０は、ＰＺＴ素子等の圧電性セラミックスの結晶を上部電極および下部電極（図示せず）で挟んだ構造を備える。圧電体素子２４０は、制御回路５から供給される吐出信号Ｓｈｘに対応して体積変化を生ずることが可能に構成されている。
【００２１】
なお上記インクジェット式記録ヘッドは圧電体素子に体積変化を生じさせて流動体を吐出させる構成であったが、発熱体により流動体に熱を加えその膨張によって液滴を吐出させるようなヘッド構成であってもよい。
【００２２】
タンク３１〜３ｎは流動体１１〜１ｎをそれぞれ貯蔵し、パイプを通してそれぞれの流動体１１〜１ｎをインクジェット式記録ヘッド２１〜２ｎに供給可能に構成されている。流動体１１〜１ｎはそれぞれがパターン形成材料を含みパターンの機能に応じて設置される。本実施形態では特に流動体それ自体が、固化時に導電性、半導電性、絶縁性または誘電性等の電気的特性を示すもので構成される。例えば半田やガリウム、Ｐｂ等の低融点の金属を融点以上に熱して流動性を与えたものや、パターン形成材料の微粒子を高密度に含み流動体を吐出後乾燥させるだけで電気的特性を示すものが挙げられる。いずれの場合でも流動体はインクジェット式記録ヘッドから吐出可能な流動性を呈するように溶媒等で粘度を調整して構成される。なお本実施形態は話を理解しやすくするため、流動体１１が絶縁性材料を含み、流動体１２が導電性材料を含むものとする。
【００２３】
駆動機構４は、モータ４１、モータ４２および図示しない機械構造を備えている。モータ４１は駆動信号Ｓxに応じてインクジェット式記録ヘッド２ｘをＸ軸方向（図１の横方向）に搬送可能に構成されている。モータＭ２は駆動信号Ｓyに応じてインクジェット式記録ヘッド２ｘをＹ軸方向（図１の奥行き方向）に搬送可能に構成されている。なお、駆動機構４は基板１に対するインクジェット式記録ヘッド２ｘの位置を相対的に変化可能な構成を備えていれば十分である。このため上記構成の他に、基板１がインクジェット式記録ヘッド２ｘに対して動くものであっても、インクジェット式記録ヘッド２ｘ基板１とがともに動くものであってもよい。
【００２４】
制御回路５は、例えばコンピュータ装置であり図示しないＣＰＵ、メモリ、インターフェース回路等を備える。制御回路５は所定のプログラムを実行することにより当該装置に本発明の電気回路の製造方法を実施させることが可能に構成されている。すなわち流動体の液滴１０を吐出させる場合にはインクジェット式記録ヘッド２１〜２ｎのいずれかに吐出信号Ｓｈ１〜Ｓｈｎを供給し、当該ヘッドを移動させるときにはモータ４１または４２に駆動信号ＳｘまたはＳｙを供給可能に構成されている。
【００２５】
なおインクジェット式記録ヘッド２ｘから流動体の液滴１０に対し一定の雰囲気処理が必要とされる場合にはさらに固化装置６を備えていてもよい。固化装置６は制御回路５から供給される制御信号Ｓpに対応して物理的、物理化学的、化学的処理を液滴１０またはパターン形成面１００に施すことが可能に構成されている。例えば熱風の吹き付け、レーザ照射、ランプ照射による加熱・乾燥処理、化学物質の投与による化学変化処理、液滴１０のパターン形成面１００への付着の程度を制御する一定の表面改質処理等により付着した流動体を固化させたり液滴１０の付着を促進したりするものである。
【００２６】
（作用）
上記電気回路製造装置の構成において、当該装置に基板１が設置されると制御回路５が駆動信号ＳｘまたはＳｙを出力する。モータ４１または４２はこの駆動信号ＳｘまたはＳｙに対応してインクジェット式記録ヘッド２ｘと基板１のパターン形成面１００との相対位置を変更し、ヘッド２ｘをパターン形成領域に移動させる。次いで形成すべきパターンの種類が導電性か、半導電性か、絶縁性かまたは誘電性かの電気的特性に応じて流動体１１〜１ｎのいずれかを特定し、その流動体を吐出させるための吐出信号Ｓｈｘを供給する。各流動体１１〜１ｎは対応するインクジェット式記録ヘッド２ｘのキャビティ２２１に流入している。吐出信号Ｓｈｘが供給されたインクジェット式記録ヘッド２ｘではその圧電体素子２４０がその上部電極と下部電極との間に加えられた電圧により体積変化を生ずる。この体積変化は振動板２３０を変形させ、キャビティ２２１の体積を変化させる。この結果、そのキャビティ２２１のノズル穴２１１から流動体の液滴１０がパターン形成面１００に向けて吐出される。流動体が吐出されたキャビティ２２１には吐出によって減った流動体が新たにタンク３ｘから供給される。
【００２７】
（製造方法）
次に、図２乃至図４に基づいて本実施形態のコンデンサの形成方法を説明する。各図において（ａ）は回路素子の中心線で切断した製造工程断面図を示し、（ｂ）は平面図を示す。
絶縁膜形成工程（図２）： まずインクジェット式記録ヘッド２１を図２（ａ）に示すように絶縁膜を形成する領域に移動させ、当該ヘッド２１からパターン形成材料として絶縁性材料を含む流動体１１を吐出させる。絶縁性材料としては、ＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３、誘電体であるＳｒＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３等が考えられる。溶媒としてはＰＧＭＥＡ、シクロヘキサン、カルビトールアセテート等が挙げられる。湿潤剤またはバインダとして、グリセリン、ジエチレングリコール、エチレングリコール等を必要に応じて加えてもよい。また絶縁性材料を含む流動体１１として、ポリシラザンや絶縁体材料を含む金属アルコキシドを用いても良い。この場合には加熱や化学反応などによって絶縁体材料を形成することができる。吐出された流動体１１はパターン形成面１００に着弾する。着弾した流動体１１は数十μｍ程度の径を有する。ヘッド２１を図２（ｂ）のように動かして流動体１１を連続してパターン形成領域に沿って吐出すれば、巨視的には矩形の絶縁膜パターンを形成できる。絶縁膜１０１の幅、長さおよび絶縁性材料の誘電率は形成したいコンデンサの容量に応じて定める。コンデンサの容量は対向電極の面積、間隙および誘電率により定まるからである。
膜の厚みを厚くする場合には一旦固化した膜上にさらに同一の流動体を吐出し固化させるというように積層構造に製造すればよい。
【００２８】
流動体が絶縁性材料を含む場合には、固化させ形成された膜が緻密な膜となっていなくても電気的な悪影響がないので、溶媒成分を蒸発させるだけでよい。ただし膜を強固にするために加熱処理をすることは望ましい。また化学的反応により絶縁膜を固化させる場合には、分散系の破壊をもたらすような薬品で処理することが考えられる。例えば、流動体１１がスチレン−アクリル樹脂により分散した有機顔料を主成分とする場合には反応液として硝酸マグネシウム水溶液を吐出する。また流動体１１がエポキシ樹脂を主成分とする場合には反応液としてアミン類を吐出する。一つのパターンを形成するたびに固化処理を行うことが好ましい。固化していない流動体に重ねて他のパターン形成材料を含んだ流動体を吐出すると、材料が混ざるため所望の電気的特性が得られないからである。
【００２９】
なおパターン形成材料として絶縁性材料の代わりに誘電性材料を使用してもよい。誘電性材料を電極間に充填させればコンデンサの容量を増加させることができるからである。また複数の材料により複数の絶縁膜を平行して形成してもよい。コンデンサの多層構造に類した機能を持たせることができるからである。また電極の間隙が少ない場合には、後に吐出される導電性材料を含んだ流動体１２に対してこの絶縁膜が非親和性を示すような絶縁性材料を選択することが好ましい。形成される絶縁膜が流動体１２をはじくので、電極が短絡する危険が少なくなるからである。
【００３０】
導電膜形成工程（図３および図４）： 絶縁膜１０１が固化したら、インクジェット式記録ヘッド２１を図３（ａ）および図４（ａ）に示すように導電膜を形成する領域に移動させる。次いで図３（ｂ）や図４（ｂ）の矢印のようにヘッド２２を動かしてパターン形成材料として導電性材料を含む流動体１２を吐出させる。これによりコンデンサの電極となる導電膜１０２が形成される。パターン形成材料の導電性材料としては、ＲｕＯ２、ＩｒＯ２、ＯｓＯ２、ＭｏＯ２、ＲｅＯ２、ＷＯ２、ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｉｎ−Ｇａ合金、Ｇａ、半田等が考えられる。溶媒としてはブチルカルビトールアセテート、３−ジメチル−２−イミタゾリジン、ＢＭＡ等が考えられる。導電性材料を含む流動体１２としては、Ｉｎ−Ｇａ、Ｉｎ、半田等の低融点金属を加熱等によって溶融させた状態で用いてもよい。導電膜のパターンは、図２乃至図４のような形の他種々の形状に変更可能である。例えば各導電膜や絶縁膜を鋸歯状や凹凸形状に形成して対向する電極が噛み合うように形成すればさらにコンデンサの容量を増加させることができる。コンデンサの容量を大きくするために絶縁膜１０１の高さや導電膜１０２の対向面の高さを高く形成し電極面積を大きくすることは好ましい。
【００３１】
次いで所望の電気的特性を得るために導電膜の固化処理を行う。流動体１２がパターン形成材料として金属等の導電性材料の微粒子を含んでいる場合、図５（ａ）（ｂ）に示すように、インクジェット式記録ヘッド２２から吐出される流動体１２ｂには溶媒中に微粒子が散在している。この流動体から溶媒を蒸発させただけではパターン形成材料が連続せず導電性が確保できない。このため図６に示すように、固化装置６等により導電性材料の融点以上に加熱する。この処理により溶媒が蒸発する他、パターン形成材料が溶解し微粒子が互いに連結し一体化する。流動体１２がパターン形成材料を溶解したものである場合も加熱処理で溶媒を蒸発させることにより、導電性材料を析出させる。パターン形成材料が融点以上に熱せられた金属等の材料である場合、パターン形成面を融点より低い温度に維持することによって導電性材料を固化させてもよい。
【００３２】
また、図７乃至図９に示すような工程で導電膜を形成してもよい。この方法では、まず図７（ａ）（ｂ）に示すようにインクジェット式記録ヘッド２３から接着材料を含んだ流動体１３を導電膜のパターン形成領域に吐出する。このような接着材料としては、高温加熱しない場合には、熱硬化性樹脂接着剤、ゴム系接着剤、エマルジョン系接着剤等を用いる。高温加熱する場合には、ポリアロマティックス、セラミックス系接着剤等が挙げられる。次いで図８（ａ）（ｂ）に示すようにパターン形成面１００全面に導電性を有する微粒子１３１、例えば金属粉末を散布する。次いで図９（ａ）（ｂ）に示すようにパターン形成面１００から導電性を有する微粒子１３１を吹き払うと、接着材料が塗布されているパターン形成領域のみに導電性を有する微粒子１３１が接着されて残る。この後、図６で説明したように導電性を有する微粒子の融点以上の温度に加熱すると、接着材料の表面で微粒子１３１が融解して互いに連結し、導電性を有する連続パターンが形成される。さらに微粒子を散布しながら同時に超音波を印加して加熱処理を行ってもよい。超音波による加熱によれば電気的特性のよいパターン形成が行える。また微粒子の接着後微粒子を圧縮すれば、微粒子同士が連結し電気的特性を向上させることができる。微粒子の圧縮と上記他の方法を併用してもよい。なお、導電性を有する材料の他、誘電性を有する材料を上記微粒子に適用してもよい。
コンデンサに適用すればコンデンサの容量を上げることができる。磁性材料を上記微粒子としてコイルに適用すればコイルのインダクタンスを上げることができる。
【００３３】
また導電膜がパターン形成面１００と密着性が低い場合には、流動体に対して親和性の高い材料を含んだ流動体を用いて下地層として親和性膜を形成してもよい。例えば図１０に示すように、インクジェット式記録ヘッド２４から流動体１２に対して親和性の高い流動体１４を膜のパターン形成領域に吐出する。例えば流動体１２が有機材料であれば、樹脂やパラフィン、酸化アルミニウムやシリカ等の多孔質材料を吐出して親和性膜１０４を形成する。親和性膜１０４は流動体１２と密着性がよいので、図１１に示すように親和性膜１０４上に流動体１２を吐出すれば流動体１２が親和性膜１０４上に密着して広がり、密着性のよい導電膜１０２が形成される。一方、導電膜がパターン形成面１００と密着性が良すぎて広がり過ぎる場合には、流動体に対して非親和性を示す材料を含んだ流動体を用いて非親和性膜を形成してもよい。例えば図１２に示すように、インクジェット式記録ヘッド２５から流動体１２に対して親和性の低い流動体１５を導電膜のパターン形成領域の両側に吐出する。例えば流動体１２が親水性を示す材料であれば、樹脂やパラフィン、酸化アルミニウムやシリカ等の多孔質材料を吐出して非親和性膜１０５を形成する。非親和性膜１０５は流動体１２をはじくので、図１３に示すようにパターン形成領域に沿って流動体１２を吐出すれば両側の非親和性膜１０５によって流動体１２がはじかれ、非親和性膜１０５の間隙以上に流動体が広がらない。このため形の整った導電膜１０２が形成される。その他下地層として有効な材料には低誘電性材料、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２などの密着性および絶縁性を有するものが挙げられる。なお上記親和性膜や非親和性膜を設ける工程は絶縁膜その他の膜に適用してもよい。
【００３４】
上記の諸工程により電気回路としてコンデンサ１２１をパターン形成面１００に形成することができる。実際に測定した結果コンデンサ１２１の容量が不足している場合には、導電膜１０２を長くして対向電極の面積を広げたり絶縁膜１０１上や導電膜１０２の延長部分に誘電性材料を吐出したりすれば容量の微調整が可能である。最初に形成するコンデンサを所望の容量よりやや少な目に設定しておけば、後に容量を増加させて最適の容量に設定することができる。
【００３５】
上述したように本実施形態１によれば、インクジェット方式によりコンデンサの絶縁膜や導電膜を形成するので、家庭用プリンタで使用されるインクジェットプリンタ等に準じた安価で小型な装置で、任意の形状のコンデンサを製造することができる。特にコンデンサの容量に微調整が必要な場合でも容易に容量が増加できる。
【００３６】
（実施形態２）
本発明の実施形態２は、上記実施形態１とは異なる形態のコンデンサを含んだ電気回路を製造するものである。本実施形態２では上記実施形態１と同様の電気回路製造装置を使用する。
【００３７】
（製造方法）
次に、図１４乃至図１６に基づいて本実施形態のコンデンサの形成方法を説明する。各図において（ａ）は回路素子の中心線で切断した製造工程断面図を示し、（ｂ）は平面図を示す。
【００３８】
導電膜形成工程（図１４）： まずインクジェット式記録ヘッド２２を図１４（ａ）に示すように導電膜を形成する領域に移動させ、当該ヘッド２２からパターン形成材料として導電性材料を含む流動体１２を吐出させる。流動体１２については上記実施形態１と同様である。コンデンサの容量を大きくするためにはなるべく大きな領域に導電膜１０２を形成する。図１４（ｂ）の矢印のようにヘッド２２を動かして流動体１２を吐出すれば、コンデンサの下電極となる導電膜１０２を形成できる。固化に関しては上記実施形態１と同様に処理すればよい。
【００３９】
絶縁膜形成工程（図１５）： 次いでインクジェット式記録ヘッド２１を図１５（ａ）に示すように下電極を覆って移動させ、当該ヘッド２１からパターン形成材料として絶縁性材料を含む流動体１１を吐出させる。流動体１１については上記実施形態２と同様である。ヘッド２１を図１５（ｂ）のように動かして流動体１１を下電極である導電膜１０２を覆うパターン形成領域に吐出する。絶縁膜１０１の幅は薄いほどコンデンサの容量を高められるが電極間の短絡の危険もある。このため十分な絶縁が得られる程度の厚さに絶縁膜１０１を形成する。また絶縁膜１０１を誘電性材料で形成すればコンデンサの容量を上げることができる。流動体１１の固化については上記実施形態１と同様である。
【００４０】
導電膜形成工程（図１６）： 絶縁膜１０１が固化したら、インクジェット式記録ヘッド２１を図１６（ａ）に示すように絶縁膜上で移動させ、当該ヘッド２２から導電性材料を含む流動体１２を吐出させて導電膜１０２をさらに積層する。図１６（ｂ）の矢印のようにヘッド２２を動かして流動体１２を吐出して固化させ、コンデンサの上電極となる導電膜１０２を形成する。流動体１２およびその固化処理については上記実施形態１と同様である。
【００４１】
上記の工程により電気回路としてコンデンサ１２２をパターン形成面１００に形成することができる。なお上電極の面積を下電極の面積に対して小さめに形成することは好ましい。後に容量を変更したい場合に上電極の面積をインクジェット方式で増加させれば、容易に容量を増加させることができるからである。
【００４２】
上述したように本実施形態２によれば、上記実施形態１と同様の効果を奏する他、電極の面積を大きく設定できるので大容量のコンデンサを製造できる。特に上電極を小さめに形成しておけば、上電極の面積を増加させるだけでコンデンサの容量の微調整が可能である。
【００４３】
（実施形態３）
本発明の実施形態３は、コイルを含んだ電気回路を製造するものである。本実施形態３では上記実施形態１と同様の電気回路製造装置を使用する。
【００４４】
（製造方法）
図１７乃至図１９に基づいて本実施形態のコイルの形成方法を説明する。各図において（ａ）は回路素子の中心線で切断した製造工程断面図を示し、（ｂ）は平面図を示す。
導電膜形成工程（図１７）： まずインクジェット式記録ヘッド２２を図１７（ａ）（ｂ）に示すように移動させながら導電性材料を含む流動体１２を吐出させ、コイルの引き出し線に相当する導電膜１０２を形成する。流動体１２およびその固化処理については上記実施形態１と同様である。なおパターン形成面１００上に予め磁性材料を塗布したり渦状の導電膜１０２の間に磁性材料を塗布したりすれば、コイルのインダクタンスを増加させることができる。
【００４５】
絶縁膜形成工程（図１８）： 次いでインクジェット式記録ヘッド２１を図１８（ａ）に示すように移動させ絶縁性材料を含む流動体１１を吐出させ、図１８（ｂ）のように導電膜１０２の先端を残して絶縁膜１０１を形成する。この図のように大きく絶縁膜を設けず図１７で形成する導電膜と図１９で形成する導電膜との交差部分にのみ絶縁膜を設けるものでもよい。流動体１１およびその固化処理については上記実施形態１と同様である。
【００４６】
渦状導電膜形成工程（図１９）： 次いでインクジェット式記録ヘッド２１から導電性材料を含む流動体１２を吐出させながら図１９（ａ）に示すように螺旋状に移動させ、渦状の導電膜１０２を形成する。この渦状の導電膜１０２は図１９（ｂ）に示すように中心が図１７で形成した導電膜１０２に接触している。渦巻き状のどの部分も先に形成した導電膜に接触しない。渦の巻き数や導電膜１０２の幅は製造したいコイルのインダクタンス値に応じて定める。流動体１２およびその固化処理については上記実施形態１と同様である。
【００４７】
上記の工程により電気回路としてコイル１２３をパターン形成面１００に形成することができる。なお後にコイル１２３のインダクタンスを増加させたい場合には渦状の端部からさらに渦状の導電膜１０２を伸ばせばよい。またインダクタンスを現象させた場合には既に形成した渦状の導電膜１０２の途中から引き出し線を付加すればよい。
【００４８】
上述したように本実施形態３によれば、インクジェット方式により容易に電気回路としてコイルを製造することができる。また後にインダクタンスを増加したり減少させたり等の微調整も容易にできる。
【００４９】
（実施形態４）
本発明の実施形態４は、抵抗器を含んだ電気回路を製造するものである。本実施形態４では上記実施形態１と同様の電気回路製造装置を使用する。ただしパターン形成材料として半導電性の抵抗材料を含んだ流動体１３を吐出するためのタンク３３とインクジェット式記録ヘッド２３をさらに備える。抵抗材料としては、導電性粉末と絶縁性粉末との混合、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｒ−ＳｉＯ、Ｃｒ−ＭｇＦ、Ａｕ−ＳｉＯ２、ＡｕＭｇＦ、ＰｔＴａ２Ｏ５、ＡｕＴａ２Ｏ５Ｔａ２、Ｃｒ３Ｓｉ、ＴａＳｉ２等が挙げられ、その溶媒としては、ＰＧＭＥＡ、シクロヘキサン、カルビトールアセテート等が挙げられる。湿潤剤またはバインダとして、グリセリン、ジエチレングリコール、エチレングリコール等を必要に応じて加えてもよい。また絶縁性材料を含む流動体１３として、ポリシラザンや絶縁体材料を含む金属アルコキシドを用いても良い。この場合には加熱や化学反応などによって絶縁体材料を形成することができる。抵抗材料は形成したい抵抗器の抵抗値に応じて決める。
【００５０】
（製造方法）
図２０乃至図２２に基づいて本実施形態の抵抗器の形成方法を説明する。各図において（ａ）は回路素子の中心線で切断した製造工程断面図を示し、（ｂ）は平面図を示す。
抵抗膜形成工程（図２０）： まずインクジェット式記録ヘッド２３を図２０（ａ）（ｂ）に示すように移動させる。そして当該ヘッド２３から抵抗材料を含む流動体１３を吐出させ、電気的抵抗を与えるための抵抗膜１０３を形成する。
固化処理については上記実施形態１と同様である。なお抵抗膜１０３の幅、高さおよび長さについては形成したい抵抗器の抵抗値に応じて決める。抵抗器の抵抗値は長さに比例し断面積に反比例するからである。なおこの抵抗膜１０３は目標となる抵抗値よりも大きな抵抗値となるように高さや幅を設定しておくことは好ましい。後に抵抗膜１０３の高さや幅を増加させて抵抗値を適正値に下げることができるからである。
【００５１】
導電膜形成工程（図２１および図２２）： 半導電膜１０３が固化したら、インクジェット式記録ヘッド２２を図２１および図２２に示すように移動させ、導電性材料を含む流動体１２を吐出して、半導電膜１０３の両端に導電膜１０２を形成する。流動体１２およびその固化処理については上記実施形態１と同様である。
【００５２】
上記の工程により電気回路として抵抗器１２４をパターン形成面１００に形成することができる。なお後に抵抗器１２４の抵抗値を微調整したい場合には半導電膜１０３にさらに流動体１３を吐出して半導電膜１０３の厚みを厚くしたり幅を大きくしたりすれば、抵抗値を適正値にまで下げることができる。
【００５３】
上述したように本実施形態４によれば、インクジェット方式により容易に電気回路として抵抗器を製造することができる。また後に抵抗値を微調整することも容易にできる。
【００５４】
（実施形態５）
本発明の実施形態５は、回路素子として従来のディスクリート部品を用い、その間の配線に本発明を適用するものである。本実施形態５では上記実施形態１と同様の電気回路製造装置を使用する。ただし基板１のパターン形成面に部品を配置するための装置あるいは人手による工程を要する。
図２３および図２４に基づいて本実施形態の電気回路製造方法を説明する。各図はパターン形成面の平面図である。
部品配置工程（図２３）： インサートマシンまたは人手により、基板１のパターン形成面１００上で適当な位置に個別部品を配置する。その配置は製造したい電気回路に応じて定める。図２３ではチップ部品として抵抗器１１０、コンデンサ１１１およびトランジスタ１１２が配置されている。各部品はボンドなどで接着しておくことが望ましい。なおこの接着もインクジェット方式によって行うことは好ましい。例えば図２５（ａ）（ｂ）に示すように、部品を接着したい領域に接着材料を含む流動体１７をインクジェット式記録ヘッド２７から吐出し接着膜１０７を形成する。この接着膜１０７は部品を仮留めできさえすればよいので、部品によって覆われる面積より小さい領域に形成されるものでもよい。そして図２６に示すように、接着膜１０７上にインサートマシン７等によって部品（抵抗器１１０）を貼り付ければよい。なお、接着材料としてはエポキシ樹脂やエネルギーによって硬化する樹脂等を適用する。例えば熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を用いれば加える熱の温度設定によって部品を接着できる。
【００５５】
配線工程（図２４）： 部品が接着されたら、パターン形成材料として導電性材料を含む流動体１２を用いて部品間を結線する配線パターンを形成していく。
導電性材料やその固化処理については上記実施形態１と同様である。配線パターンを交差させる場合、下になる導電膜１０２を形成後、配線の交差部分に絶縁膜１０１を設けその上にさらに導電膜１０２を形成すればよい。なお、導電膜１０２で構成される配線パターンと各部品の端子とを半田付けしてもよい。半田付けをインクジェット方式で行ってもよい。半田を溶解温度以上に加熱してインクジェット式記録ヘッドから吐出させれば容易に半田付けができる。
【００５６】
なお上記実施形態では回路素子を個別部品で配線をインクジェット方式で行ったが、回路素子の一部または全部を上記各実施形態のようにインクジェット方式で製造してもよい。すなわち大容量のコンデンサや高インダクタンスのコイル、複雑な構成の能動素子に個別部品を採用し、パターン形成面に容易に形成できる回路素子にインクジェット方式を適用するのである。
【００５７】
上述したように本実施形態５によれば、個別部品を利用した場合にもインクジェット方式により容易に配線ができる。特にインクジェット方式で形成し難い回路素子があっても電気回路を製造可能である。また予め一定の配置で個別部品を配置した定型基板を製造しておけば、インクジェット方式を用いて任意の電気回路を組むことができる。
【００５８】
（実施形態６）
本発明の実施形態６は、実施形態５のようにパターン形成面に多数の配線パターンを形成する際に互いを識別させる電気回路の製造方法に関する。本実施形態５では上記実施形態１と同様の電気回路製造装置を使用する。ただし導電性材料を含む流動体１２を吐出させるタンク２２やインクジェット式記録ヘッド２２を配線パターンの種類に対応させて複数設ける。個々の流動体１２には異なる色の染料や顔料を混入させ構成する。染料としては、蛍光増白染料としてスチルベン系、オキサゾール系、イミダゾロン系、クマリン系等が使用できる。一般染料としてアゾ系、アントラキノン系、インジコ系、硫化系が使用できる。具体的には黒色にするなら、２，４−ジニトロフェノール類、黄色にするなら、ｍ−トルイレンジアミン類、赤色にするなら、フェノジン類が挙げられる。顔料としては、不溶性アゾ系、アゾレーキ系、フタロシアニン系等が使用できる。顔料は着色粒子から構成されているため、染料のように単分子が電気伝導を阻害することがない。このため顔料を用いることがより好ましい。各配線パターンは、例えば電源配線、接地配線およびその他配線で色分けしたり、アナログ回路の配線とデジタル回路の配線で色分けたりする。例えば図２７では電源配線１０８、接地配線１０９およびその他の配線１０２で色分けされている。配線パターンが交差する場合には、図２７（ｂ）に示すように配線の交差部分に絶縁膜１０１を形成すればよい。
【００５９】
なお配線パターン自体を色分けせず配線パターンを覆う着色膜で色分けしてもよい。例えば図２８では配線パターンである導電膜１０２を着色膜１３０が覆って形成されている。着色膜１３０の形成は、顔料や染料を含ませた樹脂等をインクジェット方式により吐出させればよい。樹脂等で着色膜１３０を形成すれば、絶縁性を備えているので、配線パターンが交差した場合でも絶縁性が確保できる。また導電膜１０２に顔料や染料が含まれないので電気伝導を阻害するおそれもなくなる。さらに導電性材料自体にも固有の色があることを利用して染料を利用せずに導電性材料を配線パターンに応じて使い分けることによって色分けしてもよい。例えば銅であれば赤色を、銀や白金であれば白色を、金であれば黄色がかっている。したがって顔料や染料を変更する代わりに、異なる導電性材料を含んだ流動体を吐出して導電膜を形成すれば、ある程度の色分けが可能である。
【００６０】
また、配線パターンは必ずしもインクジェット方式で製造する必要はなく、他の方法、例えばフォトリソグラフィー法等で製造したものでもよい。配線パターンが色分けされている限り、同様の効果を奏するからである。
【００６１】
上述したように本実施形態６によれば、配線パターンを互いに色分けして製造したので、当該電気回路によれば故障時や回路の改良時に配線の経路や部品を見分け易く、作業の容易化に繋がる。また生産ラインで色分けを採用した場合にも保守・点検を容易にすることができる。
【００６２】
（その他の変形例）
本発明は上記実施形態によらず種々に変形して適用することが可能である。例えば上記実施形態ではコンデンサ、コイル、抵抗器の製造方法を示したが、ダイオードやトランジスタ等の能動素子の製造に本発明を適用してもよい。流動体としてはシリコンやゲルマニウム等の半導体材料に種々の元素をドーピングしたものを用いればよい。ドーピングを後に行ってもよい。電子多数キャリアの半導体膜と正孔多数キャリアの反動膜とをキャリア密度を調整しながら種々の形状で多数積層することにより、エピタキシャル成長により製造していた半導体をインクジェット方式により製造することも可能である。通常の半導体プロセスで製造していた各種の半導体と同様の積層構造を形成すれば、公知のあらゆる半導体素子を製造可能である。
【００６３】
また、上記インクジェット方式による流動体の吐出前に種々の表面改質処理を併せて行ってもよい。例えば、パターン形成面が親和性を備えるように表面改質する処理としては、流動体の極性分子の有無に応じて、シランカップリング剤を塗布する方法、アルゴン等で逆スパッタをかける方法、コロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線照射処理、オゾン処理、脱脂処理等、公知の種々の方法を適用する。流動体が極性分子を含まない場合には、シランカップリング剤を塗布する方法、酸化アルミニウムやシリカ等の多孔質膜を形成する方法、アルゴン等で逆スパッタをかける方法、コロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線照射処理、オゾン処理、脱脂処理等、公知の種々の方法を適用可能である。パターン形成面やインクジェット方式で形成された膜にエッチングを施して凹凸を設け、親和性を調整してもよい。
【００６４】
さらにインクジェット方式で形成されるパターンは電気回路に限らず、機械的なまたは意匠的な目的でパターン形成面に形成されるものでもよい。安価な設備で容易に微細パターンを形成できるというインクジェット方式の利点をそのまま享受させることができるからである。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施形態１における電気回路製造装置の構成図である。
【図２】実施形態１におけるコンデンサの形成方法の絶縁膜形成工程である。
【図３】実施形態１におけるコンデンサの形成方法の導電膜形成工程である。
【図４】実施形態１におけるコンデンサの形成方法の導電膜形成工程である。
【図５】微粒子を含んだ流動体を用いた場合の吐出工程である。
【図６】微粒子を含んだ流動体を用いた場合の加熱工程である。
【図７】接着剤を用いた場合の接着膜形成工程である。
【図８】接着剤を用いた場合の微粒子散布工程である。
【図９】接着剤を用いた場合の微粒子除去工程である。
【図１０】親和性膜形成工程である。
【図１１】親和性膜を用いる場合の導電膜形成工程である。
【図１２】非親和性膜形成工程である。
【図１３】非親和性膜を用いる場合の導電膜形成工程である。
【図１４】実施形態２におけるコンデンサの形成方法の導電膜形成工程である。
【図１５】実施形態２におけるコンデンサの形成方法の絶縁膜形成工程である。
【図１６】実施形態２におけるコンデンサの形成方法の導電膜形成工程である。
【図１７】実施形態３におけるコイルの形成方法の導電膜形成工程である。
【図１８】実施形態３におけるコイルの形成方法の絶縁膜形成工程である。
【図１９】実施形態３におけるコイルの形成方法の導電膜形成工程である。
【図２０】実施形態４における抵抗器の形成方法の抵抗膜形成工程である。
【図２１】実施形態４における抵抗器の形成方法の導電膜形成工程である。
【図２２】実施形態４における抵抗器の形成方法の導電膜形成工程である。
【図２３】実施形態５における個別部品配置工程である。
【図２４】実施形態５における導電膜形成工程である。
【図２５】実施形態５における接着膜の形成工程である。
【図２６】侍史形態５における個別部品の接着工程である。
【図２７】実施形態６における配線パターンの色分け例である。
【図２８】実施形態６における配線パターンの着色方法の変形例である。
【図２９】インクジェット式記録ヘッドの分解斜視図である。
【図３０】インクジェット式記録ヘッドの主要部の斜視図一部断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１…基板
２、２ｘ、２１〜２ｎ…インクジェット式記録ヘッド
３、３ｘ、３１〜３ｎ…処理装置
４…駆動機構
５…制御回路
６…固化装置
１ｘ、１１〜１ｎ…流動体（パターン形成材料）
１００…パターン形成面
１０１…絶縁膜
１０２…導電膜
１０３…接着膜
１３１…微粒子
１０４…親和性膜（下地膜）
１０５…非親和性膜
１０６…抵抗膜
１０７…接着膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板などへの電気回路の製造技術に係り、特にインクジェット方式等によって任意の電気回路を形成するための電気回路製造技術の改良に関する。
【０００２】
従来、微小な回路、例えば集積回路を製造するにはリソグラフィー法等が使用されてきた。このリソグラフィー法は、シリコンウェハ上にレジストと呼ばれる感光材を薄く塗布し、ガラス乾板に写真製版で作成した回路パターンを光で焼き付けて転写するものである。転写されたレジストパターンにイオン等を打ち込んで、配線パターンや回路素子を形成していく。上記リソグラフィー法を用いた電気回路の製造には写真製版、レジスト塗布、露光、現像等の工程を必要としていたため、設備の整った半導体工場等でなければ電気回路の製造ができなかった。
また大きな電気回路を製造するには、基板上に個別部品をインサートマシン等で配置し、基板を半田槽に通して、電気回路基板を作っていた。このような製造ラインで製造される電気回路についても、インサートマシン、フラックス槽、半田槽等、一貫した製造設備が必要であった。
一方、電気回路の試作品の製造は、万能基板等を用いて開発者が総ての部品を取り付け半田付けをする等して製作していた。
以上のように、電気回路を量産するためには設備投資と複雑な工程管理が必要である一方、試作品を生産するには労力と時間がかかっていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが現在は多品種少量生産の時代となってきたため、従来の製造方法が必ずしも効率的かつ経済的ではなくなってきた。すなわち製造ラインでは製造する電気回路が変更されるたびに製造設備の設定をやり直しが必要なため、設定や調整にかかる時間が増えてコストを抑えにくくなってきたのである。
また試作品の製作でも同時に複数の試作品を作り、検討を加えるということが日常的に行われており、手作りにより試作品の製作のみに時間をかけるのは不経済であった。また試作品では回路素子の物理定数を種々に変更して回路の評価を行うが、基板に回路部品を付ける方法では物理定数を変更した場合に部品を取り替えるために労力を要していた。さらに物理定数は回路部品によって決まるため微妙な物理定数の変更が難しかった。さらに試作品では回路を検討するために錯綜する配線パターン等を識別する必要があるが、従来の半田やリード線による配線では基板を見て一見してどの種類のパターンであったかが判りにくいという問題点もあった。上記問題点に鑑み、本出願人はインクジェット方式等の技術が流動体を任意のパターンで付着可能であることを利用し、電気回路の製造技術に新たな選択枝を与えることに想到した。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
すなわち本発明の第１の課題は、従来存在しなかった方法でパターンを形成することにより少量多種生産や試作に適した電気回路を提供することである。
本発明の第２の課題は、従来存在しなかった方法で回路素子を形成することにより少量多種生産や試作に適した電気回路を提供することである。
本発明の第３の課題は、識別しやすいパターンを形成することにより試作に適した電気回路を提供することである。
本発明の第４の課題は、従来存在しなかった方法でパターンを形成することにより少量多種生産や試作に適した電気回路の製造方法を提供することである。
本発明の第５の課題は、従来存在しなかった方法で回路素子を形成することにより少量多種生産や試作に適した電気回路の製造方法を提供することである。
本発明の第６の課題は、識別しやすいパターンを形成することにより試作に適した電気回路の製造方法を提供することである。
本発明の第７の課題は、従来存在しなかった方法でパターンを形成する構成を備えることにより少量多種生産や試作に適した電気回路製造装置を提供することである。
【０００５】
上記第１の課題を解決する発明は、パターン形成面に形成される電気回路であって、パターン形成用材料を含んだ流動体がパターン形成面に付着し固化して形成されたパターンを備えている電気回路である。
【０００６】
ここで流動体を付着させる方法としては各種印刷法等各種の方法を適用できるが、インクジェット方式によることが好ましい。インクジェット方式によれば、安価な設備でパターン形成面の任意の場所に任意の厚さで流動体を付着させることができるからである。インクジェット方式としては、圧電体素子の体積変化により流動体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流動体を吐出させる方式であってもよい。また流動体とは、ノズルから吐出可能な粘度を備えた媒体をいう。水性であると油性であるとを問わない。ノズル等から吐出可能な流動性（粘度）を備えていれば十分で、個体物質が混入していても全体として流動体であればよい。流動性は例えばその流動体の接触角により測ることができる。例えば上記パターン形成用材料として、導電性材料、半導電性材料、絶縁性材料または誘電性材料のうちいずれかを備えていてもよい。これらの材料は融点以上に加熱されて溶解されたものでも、溶媒中に微粒子として攪拌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。
また電気回路とは回路素子間の電気的な協働関係により成り立つ部材のみに限定されるものではなく、例えば機械的な、あるいは意匠的なパターンに広く適用されるものである。つまり形成されるパターンが特定の電気的特徴を持つ必要はなくパターン形成材料が一定の電気的特性を持つことに限定されない。
またパターン形成面とはフラット基板の表面を指す他、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、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。
【０００７】
本発明はさらにパターン形成面とパターンとの密着性を高めるための親和性層をさらに備える。またパターンの付着領域を制限するための非親和性層をさらに備える。ここで非親和性とは、流動体に対する相対的に接触角が大きい性質をいう。親和性とは、流動体に対する接触角が相対的に小さいことをいう。これらの表現は、流動体に対する膜の挙動を明らかにするために、親和性と対比して用いられるものである。
【０００８】
上記第２の課題を解決する発明は、パターン形成用材料として導電性材料を含んだ流動体が固化した配線パターンを備える電気回路である。またパターン形成用材料として絶縁性材料または誘電性材料を含んだ流動体が固化した絶縁膜と、パターン形成用材料として導電性材料を含んだ流動体が絶縁膜を挟んで対向して固化した電極膜と、によりコンデンサを構成する電気回路である。またパターン形成用材料として導電性材料を含んだ流動体がパターン形成面に渦状に付着して固化したコイルを備える電気回路である。さらにパターン形成用材料として半導電性材料を含んだ流動体が固化した半導電性膜の両端に、パターン形成用材料として導電性材料を含んだ流動体が固化した抵抗器を備える電気回路である。またパターン形成用材料として所定の元素がドーピングされた半導電性材料を含んでいる流動体が、固化することにより形成された半導体回路素子を備える電気回路である。
【０００９】
上記第３の課題を解決する発明は、複数のパターンを備え、互いのパターンを識別するために異なる色彩が付されている電気回路である。
【００１０】
上記第４の課題を解決する発明は、パターン形成面に電気回路を形成する電気回路の製造方法において、パターン形成面に、パターン形成用材料を含んだ流動体を吐出する工程と、パターン形成面に吐出された流動体を固化する工程と、を備えた電気回路の製造方法である。
【００１１】
例えば、上記流動体を吐出する工程では、パターン形成用材料の融点以上に加熱し溶解した材料を流動体として吐出し、流動体を固化する工程では、パターン形成面付近の温度をパターン形成用材料の融点より低い温度に維持し、流動体を固化する。また上記流動体を吐出する工程では、微粒子として溶媒に攪拌されたパターン形成用材料を流動体として吐出し、流動体を固化する工程は、パターン形成面付近の温度をパターン形成用材料の融点以上の温度を加えて微粒子を溶解させる工程と、当該融点より低い温度を加えて溶解した材料を固化する工程と、を備える。また、流動体を吐出する前に、パターン形成面とパターンとの密着性を高めるための親和性層を形成する工程を備える。さらに流動体を吐出する前に、パターンの付着領域を制限するための非親和性層を形成する工程を備える。
【００１２】
同じく本発明は、パターン形成面に電気回路を形成する電気回路の製造方法において、パターン形成面に接着性材料を吐出する工程と、パターン形成面にパターン形成用材料の微粒子を散布する工程と、接着性材料に付着したもの以外の微粒子をパターン形成面から除去する工程と、を備えた電気回路の製造方法である。またパターン形成面付近の温度をパターン形成用材料の融点以上の温度を加えて微粒子を溶解させる工程と、当該融点より低い温度を加えて溶解した材料を固化する工程と、を備えていてもよい。さらに接着性材料に付着した微粒子を圧縮する工程を備えていてもよい。
【００１３】
ここで上記パターン形成用材料は、導電性材料、半導電性材料、絶縁性材料または誘電性材料のうちいずれか１以上である。
【００１４】
上記第５の課題を解決する発明は、絶縁性材料を含んだ流動体を吐出して絶縁膜を形成し、当該絶縁膜を挟んで対向するように導電性材料を含んだ流動体を吐出して電極膜を形成することによりコンデンサを形成する電気回路の製造方法である。また導電性材料を含んだ流動体を渦状に吐出してコイルを形成する電気回路の製造方法である。さらに半導電性材料を含んだ流動体を吐出して半導電性膜を形成し、当該半導電性膜の両端に導電性材料を含んだ流動体を吐出して導電性膜を形成することにより抵抗器を形成する電気回路の製造方法である。また所定の元素がドーピングされた半導電性材料を含んだ流動体を吐出して半導体膜を形成する工程を流動体にドーピングする元素を変えながら複数回繰り返して半導体回路素子を形成する電気回路の製造方法である。
【００１５】
上記第６の課題を解決する発明は、パターンに応じてそのパターンを形成するための流動体に異なる色の顔料または染料を混ぜてパターンを形成することにより、複数のパターンを識別可能とする電気回路の製造方法である。また流動体により形成されたパターンを覆ってそのパターンに応じた色の顔料または染料を含む層を形成することにより、複数のパターンを識別可能とする電気回路の製造方法である。
【００１６】
上記第７の課題を解決する発明は、パターン形成用材料を含んだ流動体によりパターン形成面上に任意のパターンを形成するための電気回路製造装置であって、流動体をパターン形成面に吐出可能に構成されたインクジェット式記録ヘッドと、インクジェット式記録ヘッドとパターン形成面との相対位置を変更可能に構成される駆動機構と、パターン形成面上の流動体を固化させるために雰囲気を調整する固化装置と、インクジェット式記録ヘッドからの流動体の吐出、駆動機構による駆動および固化装置による雰囲気の調整を制御する制御装置と、を備える。そして制御装置は、駆動機構によりインクジェット式記録ヘッドを任意のパターンに沿って移動させながら当該インクジェット式記録ヘッドから流動体を吐出させ、固化装置によりパターン形成面の雰囲気を調整してパターン形成面に吐出された流動体を固化させることにより電気回路を形成可能に構成されている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、流動体を付着させることにより任意のパターンをパターン形成面に形成できるので、少量多種生産や試作に適した電気回路、その製造方法および製造装置を提供することができる。すなわち大がかりな工場設備を利用することなく安価に一定の品質の電気回路を提供できる。またインクジェット方式によればパターンの追加が容易なので、回路素子における回路定数の変更や配線の追加が容易に行える。
【００１８】
本発明によれば、パターンに応じて色を変えパターンの識別を容易にしたので、試作に適した電気回路、およびその製造方法を提供することができる。したがって試作においても短時間に回路の解析が可能となり回路評価の効率化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。以下の各実施形態で他の実施形態と同一の符号が用いられている場合は同一の部材を示すものとする。
（実施形態１）
本発明の実施形態１は、インクジェット方式を利用してコンデンサを含んだ電気回路を製造するものである。
図１に本実施形態１で用いる電気回路製造装置の構成図を示す。図１に示すように、本電気回路製造装置は、インクジェット式記録ヘッド２１〜２ｎ（ｎは任意の自然数）、タンク３１〜３ｎ、駆動機構４および制御回路５を備えている。
この電気回路製造装置は基板１のパターン形成面１００に流動体の液滴１０を付着させることにより、所定のパターン（電気回路）１０２を形成させることが可能に構成される。
【００２０】
インクジェット式記録ヘッド２１〜２ｎはそれぞれ同一の構造を備え、インクジェット方式により流動体を吐出可能に構成されていれば十分である。図２９はインクジェット式記録ヘッドの一構成例を説明する分解斜視図である。図２９に示すように、インクジェット式記録ヘッド２ｘ（ｘは１〜ｎのいずれか）は、ノズル２１１の設けられたノズルプレート２１０および振動板２３０の設けられた圧力室基板２２０を、筐体２５０に嵌め込んで構成されている。このインクジェット式記録ヘッド２ｘの主要部構造は、図３０の斜視図一部断面図に示すように、圧力室基板２２０をノズルプレート２１０と振動板２３０で挟み込んだ構造を備える。ノズルプレート２１０は、圧力室基板２２０と貼り合わせられたときにキャビティ２２１に対応することとなる位置にノズル２１１が形成されている。圧力室基板２２０には、シリコン単結晶基板等をエッチングすることにより、各々が圧力室として機能可能にキャビティ２２１が複数設けられている。キャビティ２２１間は側壁（隔壁）２２２で分離されている。各キャビティ２２１は供給口２２４を介して共通の流路であるリザーバ２２３に繋がっている。振動板２３０は、例えば熱酸化膜等により構成される。振動板２３０にはインクタンク口２３１が設けられ、タンク３ｘから任意の流動体１ｘを供給可能に構成されている。振動板２３０上のキャビティ２２１に相当する位置には、圧電体素子２４０が形成されている。圧電体素子２４０は、ＰＺＴ素子等の圧電性セラミックスの結晶を上部電極および下部電極（図示せず）で挟んだ構造を備える。圧電体素子２４０は、制御回路５から供給される吐出信号Ｓｈｘに対応して体積変化を生ずることが可能に構成されている。
【００２１】
なお上記インクジェット式記録ヘッドは圧電体素子に体積変化を生じさせて流動体を吐出させる構成であったが、発熱体により流動体に熱を加えその膨張によって液滴を吐出させるようなヘッド構成であってもよい。
【００２２】
タンク３１〜３ｎは流動体１１〜１ｎをそれぞれ貯蔵し、パイプを通してそれぞれの流動体１１〜１ｎをインクジェット式記録ヘッド２１〜２ｎに供給可能に構成されている。流動体１１〜１ｎはそれぞれがパターン形成材料を含みパターンの機能に応じて設置される。本実施形態では特に流動体それ自体が、固化時に導電性、半導電性、絶縁性または誘電性等の電気的特性を示すもので構成される。例えば半田やガリウム、Ｐｂ等の低融点の金属を融点以上に熱して流動性を与えたものや、パターン形成材料の微粒子を高密度に含み流動体を吐出後乾燥させるだけで電気的特性を示すものが挙げられる。いずれの場合でも流動体はインクジェット式記録ヘッドから吐出可能な流動性を呈するように溶媒等で粘度を調整して構成される。なお本実施形態は話を理解しやすくするため、流動体１１が絶縁性材料を含み、流動体１２が導電性材料を含むものとする。
【００２３】
駆動機構４は、モータ４１、モータ４２および図示しない機械構造を備えている。モータ４１は駆動信号Ｓxに応じてインクジェット式記録ヘッド２ｘをＸ軸方向（図１の横方向）に搬送可能に構成されている。モータＭ２は駆動信号Ｓyに応じてインクジェット式記録ヘッド２ｘをＹ軸方向（図１の奥行き方向）に搬送可能に構成されている。なお、駆動機構４は基板１に対するインクジェット式記録ヘッド２ｘの位置を相対的に変化可能な構成を備えていれば十分である。このため上記構成の他に、基板１がインクジェット式記録ヘッド２ｘに対して動くものであっても、インクジェット式記録ヘッド２ｘ基板１とがともに動くものであってもよい。
【００２４】
制御回路５は、例えばコンピュータ装置であり図示しないＣＰＵ、メモリ、インターフェース回路等を備える。制御回路５は所定のプログラムを実行することにより当該装置に本発明の電気回路の製造方法を実施させることが可能に構成されている。すなわち流動体の液滴１０を吐出させる場合にはインクジェット式記録ヘッド２１〜２ｎのいずれかに吐出信号Ｓｈ１〜Ｓｈｎを供給し、当該ヘッドを移動させるときにはモータ４１または４２に駆動信号ＳｘまたはＳｙを供給可能に構成されている。
【００２５】
なおインクジェット式記録ヘッド２ｘから流動体の液滴１０に対し一定の雰囲気処理が必要とされる場合にはさらに固化装置６を備えていてもよい。固化装置６は制御回路５から供給される制御信号Ｓpに対応して物理的、物理化学的、化学的処理を液滴１０またはパターン形成面１００に施すことが可能に構成されている。例えば熱風の吹き付け、レーザ照射、ランプ照射による加熱・乾燥処理、化学物質の投与による化学変化処理、液滴１０のパターン形成面１００への付着の程度を制御する一定の表面改質処理等により付着した流動体を固化させたり液滴１０の付着を促進したりするものである。
【００２６】
（作用）
上記電気回路製造装置の構成において、当該装置に基板１が設置されると制御回路５が駆動信号ＳｘまたはＳｙを出力する。モータ４１または４２はこの駆動信号ＳｘまたはＳｙに対応してインクジェット式記録ヘッド２ｘと基板１のパターン形成面１００との相対位置を変更し、ヘッド２ｘをパターン形成領域に移動させる。次いで形成すべきパターンの種類が導電性か、半導電性か、絶縁性かまたは誘電性かの電気的特性に応じて流動体１１〜１ｎのいずれかを特定し、その流動体を吐出させるための吐出信号Ｓｈｘを供給する。各流動体１１〜１ｎは対応するインクジェット式記録ヘッド２ｘのキャビティ２２１に流入している。吐出信号Ｓｈｘが供給されたインクジェット式記録ヘッド２ｘではその圧電体素子２４０がその上部電極と下部電極との間に加えられた電圧により体積変化を生ずる。この体積変化は振動板２３０を変形させ、キャビティ２２１の体積を変化させる。この結果、そのキャビティ２２１のノズル穴２１１から流動体の液滴１０がパターン形成面１００に向けて吐出される。流動体が吐出されたキャビティ２２１には吐出によって減った流動体が新たにタンク３ｘから供給される。
【００２７】
（製造方法）
次に、図２乃至図４に基づいて本実施形態のコンデンサの形成方法を説明する。各図において（ａ）は回路素子の中心線で切断した製造工程断面図を示し、（ｂ）は平面図を示す。
絶縁膜形成工程（図２）： まずインクジェット式記録ヘッド２１を図２（ａ）に示すように絶縁膜を形成する領域に移動させ、当該ヘッド２１からパターン形成材料として絶縁性材料を含む流動体１１を吐出させる。絶縁性材料としては、ＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３、誘電体であるＳｒＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３等が考えられる。溶媒としてはＰＧＭＥＡ、シクロヘキサン、カルビトールアセテート等が挙げられる。湿潤剤またはバインダとして、グリセリン、ジエチレングリコール、エチレングリコール等を必要に応じて加えてもよい。また絶縁性材料を含む流動体１１として、ポリシラザンや絶縁体材料を含む金属アルコキシドを用いても良い。この場合には加熱や化学反応などによって絶縁体材料を形成することができる。吐出された流動体１１はパターン形成面１００に着弾する。着弾した流動体１１は数十μｍ程度の径を有する。ヘッド２１を図２（ｂ）のように動かして流動体１１を連続してパターン形成領域に沿って吐出すれば、巨視的には矩形の絶縁膜パターンを形成できる。絶縁膜１０１の幅、長さおよび絶縁性材料の誘電率は形成したいコンデンサの容量に応じて定める。コンデンサの容量は対向電極の面積、間隙および誘電率により定まるからである。
膜の厚みを厚くする場合には一旦固化した膜上にさらに同一の流動体を吐出し固化させるというように積層構造に製造すればよい。
【００２８】
流動体が絶縁性材料を含む場合には、固化させ形成された膜が緻密な膜となっていなくても電気的な悪影響がないので、溶媒成分を蒸発させるだけでよい。ただし膜を強固にするために加熱処理をすることは望ましい。また化学的反応により絶縁膜を固化させる場合には、分散系の破壊をもたらすような薬品で処理することが考えられる。例えば、流動体１１がスチレン−アクリル樹脂により分散した有機顔料を主成分とする場合には反応液として硝酸マグネシウム水溶液を吐出する。また流動体１１がエポキシ樹脂を主成分とする場合には反応液としてアミン類を吐出する。一つのパターンを形成するたびに固化処理を行うことが好ましい。固化していない流動体に重ねて他のパターン形成材料を含んだ流動体を吐出すると、材料が混ざるため所望の電気的特性が得られないからである。
【００２９】
なおパターン形成材料として絶縁性材料の代わりに誘電性材料を使用してもよい。誘電性材料を電極間に充填させればコンデンサの容量を増加させることができるからである。また複数の材料により複数の絶縁膜を平行して形成してもよい。コンデンサの多層構造に類した機能を持たせることができるからである。また電極の間隙が少ない場合には、後に吐出される導電性材料を含んだ流動体１２に対してこの絶縁膜が非親和性を示すような絶縁性材料を選択することが好ましい。形成される絶縁膜が流動体１２をはじくので、電極が短絡する危険が少なくなるからである。
【００３０】
導電膜形成工程（図３および図４）： 絶縁膜１０１が固化したら、インクジェット式記録ヘッド２１を図３（ａ）および図４（ａ）に示すように導電膜を形成する領域に移動させる。次いで図３（ｂ）や図４（ｂ）の矢印のようにヘッド２２を動かしてパターン形成材料として導電性材料を含む流動体１２を吐出させる。これによりコンデンサの電極となる導電膜１０２が形成される。パターン形成材料の導電性材料としては、ＲｕＯ２、ＩｒＯ２、ＯｓＯ２、ＭｏＯ２、ＲｅＯ２、ＷＯ２、ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｉｎ−Ｇａ合金、Ｇａ、半田等が考えられる。溶媒としてはブチルカルビトールアセテート、３−ジメチル−２−イミタゾリジン、ＢＭＡ等が考えられる。導電性材料を含む流動体１２としては、Ｉｎ−Ｇａ、Ｉｎ、半田等の低融点金属を加熱等によって溶融させた状態で用いてもよい。導電膜のパターンは、図２乃至図４のような形の他種々の形状に変更可能である。例えば各導電膜や絶縁膜を鋸歯状や凹凸形状に形成して対向する電極が噛み合うように形成すればさらにコンデンサの容量を増加させることができる。コンデンサの容量を大きくするために絶縁膜１０１の高さや導電膜１０２の対向面の高さを高く形成し電極面積を大きくすることは好ましい。
【００３１】
次いで所望の電気的特性を得るために導電膜の固化処理を行う。流動体１２がパターン形成材料として金属等の導電性材料の微粒子を含んでいる場合、図５（ａ）（ｂ）に示すように、インクジェット式記録ヘッド２２から吐出される流動体１２ｂには溶媒中に微粒子が散在している。この流動体から溶媒を蒸発させただけではパターン形成材料が連続せず導電性が確保できない。このため図６に示すように、固化装置６等により導電性材料の融点以上に加熱する。この処理により溶媒が蒸発する他、パターン形成材料が溶解し微粒子が互いに連結し一体化する。流動体１２がパターン形成材料を溶解したものである場合も加熱処理で溶媒を蒸発させることにより、導電性材料を析出させる。パターン形成材料が融点以上に熱せられた金属等の材料である場合、パターン形成面を融点より低い温度に維持することによって導電性材料を固化させてもよい。
【００３２】
また、図７乃至図９に示すような工程で導電膜を形成してもよい。この方法では、まず図７（ａ）（ｂ）に示すようにインクジェット式記録ヘッド２３から接着材料を含んだ流動体１３を導電膜のパターン形成領域に吐出する。このような接着材料としては、高温加熱しない場合には、熱硬化性樹脂接着剤、ゴム系接着剤、エマルジョン系接着剤等を用いる。高温加熱する場合には、ポリアロマティックス、セラミックス系接着剤等が挙げられる。次いで図８（ａ）（ｂ）に示すようにパターン形成面１００全面に導電性を有する微粒子１３１、例えば金属粉末を散布する。次いで図９（ａ）（ｂ）に示すようにパターン形成面１００から導電性を有する微粒子１３１を吹き払うと、接着材料が塗布されているパターン形成領域のみに導電性を有する微粒子１３１が接着されて残る。この後、図６で説明したように導電性を有する微粒子の融点以上の温度に加熱すると、接着材料の表面で微粒子１３１が融解して互いに連結し、導電性を有する連続パターンが形成される。さらに微粒子を散布しながら同時に超音波を印加して加熱処理を行ってもよい。超音波による加熱によれば電気的特性のよいパターン形成が行える。また微粒子の接着後微粒子を圧縮すれば、微粒子同士が連結し電気的特性を向上させることができる。微粒子の圧縮と上記他の方法を併用してもよい。なお、導電性を有する材料の他、誘電性を有する材料を上記微粒子に適用してもよい。
コンデンサに適用すればコンデンサの容量を上げることができる。磁性材料を上記微粒子としてコイルに適用すればコイルのインダクタンスを上げることができる。
【００３３】
また導電膜がパターン形成面１００と密着性が低い場合には、流動体に対して親和性の高い材料を含んだ流動体を用いて下地層として親和性膜を形成してもよい。例えば図１０に示すように、インクジェット式記録ヘッド２４から流動体１２に対して親和性の高い流動体１４を膜のパターン形成領域に吐出する。例えば流動体１２が有機材料であれば、樹脂やパラフィン、酸化アルミニウムやシリカ等の多孔質材料を吐出して親和性膜１０４を形成する。親和性膜１０４は流動体１２と密着性がよいので、図１１に示すように親和性膜１０４上に流動体１２を吐出すれば流動体１２が親和性膜１０４上に密着して広がり、密着性のよい導電膜１０２が形成される。一方、導電膜がパターン形成面１００と密着性が良すぎて広がり過ぎる場合には、流動体に対して非親和性を示す材料を含んだ流動体を用いて非親和性膜を形成してもよい。例えば図１２に示すように、インクジェット式記録ヘッド２５から流動体１２に対して親和性の低い流動体１５を導電膜のパターン形成領域の両側に吐出する。例えば流動体１２が親水性を示す材料であれば、樹脂やパラフィン、酸化アルミニウムやシリカ等の多孔質材料を吐出して非親和性膜１０５を形成する。非親和性膜１０５は流動体１２をはじくので、図１３に示すようにパターン形成領域に沿って流動体１２を吐出すれば両側の非親和性膜１０５によって流動体１２がはじかれ、非親和性膜１０５の間隙以上に流動体が広がらない。このため形の整った導電膜１０２が形成される。その他下地層として有効な材料には低誘電性材料、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２などの密着性および絶縁性を有するものが挙げられる。なお上記親和性膜や非親和性膜を設ける工程は絶縁膜その他の膜に適用してもよい。
【００３４】
上記の諸工程により電気回路としてコンデンサ１２１をパターン形成面１００に形成することができる。実際に測定した結果コンデンサ１２１の容量が不足している場合には、導電膜１０２を長くして対向電極の面積を広げたり絶縁膜１０１上や導電膜１０２の延長部分に誘電性材料を吐出したりすれば容量の微調整が可能である。最初に形成するコンデンサを所望の容量よりやや少な目に設定しておけば、後に容量を増加させて最適の容量に設定することができる。
【００３５】
上述したように本実施形態１によれば、インクジェット方式によりコンデンサの絶縁膜や導電膜を形成するので、家庭用プリンタで使用されるインクジェットプリンタ等に準じた安価で小型な装置で、任意の形状のコンデンサを製造することができる。特にコンデンサの容量に微調整が必要な場合でも容易に容量が増加できる。
【００３６】
（実施形態２）
本発明の実施形態２は、上記実施形態１とは異なる形態のコンデンサを含んだ電気回路を製造するものである。本実施形態２では上記実施形態１と同様の電気回路製造装置を使用する。
【００３７】
（製造方法）
次に、図１４乃至図１６に基づいて本実施形態のコンデンサの形成方法を説明する。各図において（ａ）は回路素子の中心線で切断した製造工程断面図を示し、（ｂ）は平面図を示す。
【００３８】
導電膜形成工程（図１４）： まずインクジェット式記録ヘッド２２を図１４（ａ）に示すように導電膜を形成する領域に移動させ、当該ヘッド２２からパターン形成材料として導電性材料を含む流動体１２を吐出させる。流動体１２については上記実施形態１と同様である。コンデンサの容量を大きくするためにはなるべく大きな領域に導電膜１０２を形成する。図１４（ｂ）の矢印のようにヘッド２２を動かして流動体１２を吐出すれば、コンデンサの下電極となる導電膜１０２を形成できる。固化に関しては上記実施形態１と同様に処理すればよい。
【００３９】
絶縁膜形成工程（図１５）： 次いでインクジェット式記録ヘッド２１を図１５（ａ）に示すように下電極を覆って移動させ、当該ヘッド２１からパターン形成材料として絶縁性材料を含む流動体１１を吐出させる。流動体１１については上記実施形態２と同様である。ヘッド２１を図１５（ｂ）のように動かして流動体１１を下電極である導電膜１０２を覆うパターン形成領域に吐出する。絶縁膜１０１の幅は薄いほどコンデンサの容量を高められるが電極間の短絡の危険もある。このため十分な絶縁が得られる程度の厚さに絶縁膜１０１を形成する。また絶縁膜１０１を誘電性材料で形成すればコンデンサの容量を上げることができる。流動体１１の固化については上記実施形態１と同様である。
【００４０】
導電膜形成工程（図１６）： 絶縁膜１０１が固化したら、インクジェット式記録ヘッド２１を図１６（ａ）に示すように絶縁膜上で移動させ、当該ヘッド２２から導電性材料を含む流動体１２を吐出させて導電膜１０２をさらに積層する。図１６（ｂ）の矢印のようにヘッド２２を動かして流動体１２を吐出して固化させ、コンデンサの上電極となる導電膜１０２を形成する。流動体１２およびその固化処理については上記実施形態１と同様である。
【００４１】
上記の工程により電気回路としてコンデンサ１２２をパターン形成面１００に形成することができる。なお上電極の面積を下電極の面積に対して小さめに形成することは好ましい。後に容量を変更したい場合に上電極の面積をインクジェット方式で増加させれば、容易に容量を増加させることができるからである。
【００４２】
上述したように本実施形態２によれば、上記実施形態１と同様の効果を奏する他、電極の面積を大きく設定できるので大容量のコンデンサを製造できる。特に上電極を小さめに形成しておけば、上電極の面積を増加させるだけでコンデンサの容量の微調整が可能である。
【００４３】
（実施形態３）
本発明の実施形態３は、コイルを含んだ電気回路を製造するものである。本実施形態３では上記実施形態１と同様の電気回路製造装置を使用する。
【００４４】
（製造方法）
図１７乃至図１９に基づいて本実施形態のコイルの形成方法を説明する。各図において（ａ）は回路素子の中心線で切断した製造工程断面図を示し、（ｂ）は平面図を示す。
導電膜形成工程（図１７）： まずインクジェット式記録ヘッド２２を図１７（ａ）（ｂ）に示すように移動させながら導電性材料を含む流動体１２を吐出させ、コイルの引き出し線に相当する導電膜１０２を形成する。流動体１２およびその固化処理については上記実施形態１と同様である。なおパターン形成面１００上に予め磁性材料を塗布したり渦状の導電膜１０２の間に磁性材料を塗布したりすれば、コイルのインダクタンスを増加させることができる。
【００４５】
絶縁膜形成工程（図１８）： 次いでインクジェット式記録ヘッド２１を図１８（ａ）に示すように移動させ絶縁性材料を含む流動体１１を吐出させ、図１８（ｂ）のように導電膜１０２の先端を残して絶縁膜１０１を形成する。この図のように大きく絶縁膜を設けず図１７で形成する導電膜と図１９で形成する導電膜との交差部分にのみ絶縁膜を設けるものでもよい。流動体１１およびその固化処理については上記実施形態１と同様である。
【００４６】
渦状導電膜形成工程（図１９）： 次いでインクジェット式記録ヘッド２１から導電性材料を含む流動体１２を吐出させながら図１９（ａ）に示すように螺旋状に移動させ、渦状の導電膜１０２を形成する。この渦状の導電膜１０２は図１９（ｂ）に示すように中心が図１７で形成した導電膜１０２に接触している。渦巻き状のどの部分も先に形成した導電膜に接触しない。渦の巻き数や導電膜１０２の幅は製造したいコイルのインダクタンス値に応じて定める。流動体１２およびその固化処理については上記実施形態１と同様である。
【００４７】
上記の工程により電気回路としてコイル１２３をパターン形成面１００に形成することができる。なお後にコイル１２３のインダクタンスを増加させたい場合には渦状の端部からさらに渦状の導電膜１０２を伸ばせばよい。またインダクタンスを現象させた場合には既に形成した渦状の導電膜１０２の途中から引き出し線を付加すればよい。
【００４８】
上述したように本実施形態３によれば、インクジェット方式により容易に電気回路としてコイルを製造することができる。また後にインダクタンスを増加したり減少させたり等の微調整も容易にできる。
【００４９】
（実施形態４）
本発明の実施形態４は、抵抗器を含んだ電気回路を製造するものである。本実施形態４では上記実施形態１と同様の電気回路製造装置を使用する。ただしパターン形成材料として半導電性の抵抗材料を含んだ流動体１３を吐出するためのタンク３３とインクジェット式記録ヘッド２３をさらに備える。抵抗材料としては、導電性粉末と絶縁性粉末との混合、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｒ−ＳｉＯ、Ｃｒ−ＭｇＦ、Ａｕ−ＳｉＯ２、ＡｕＭｇＦ、ＰｔＴａ２Ｏ５、ＡｕＴａ２Ｏ５Ｔａ２、Ｃｒ３Ｓｉ、ＴａＳｉ２等が挙げられ、その溶媒としては、ＰＧＭＥＡ、シクロヘキサン、カルビトールアセテート等が挙げられる。湿潤剤またはバインダとして、グリセリン、ジエチレングリコール、エチレングリコール等を必要に応じて加えてもよい。また絶縁性材料を含む流動体１３として、ポリシラザンや絶縁体材料を含む金属アルコキシドを用いても良い。この場合には加熱や化学反応などによって絶縁体材料を形成することができる。抵抗材料は形成したい抵抗器の抵抗値に応じて決める。
【００５０】
（製造方法）
図２０乃至図２２に基づいて本実施形態の抵抗器の形成方法を説明する。各図において（ａ）は回路素子の中心線で切断した製造工程断面図を示し、（ｂ）は平面図を示す。
抵抗膜形成工程（図２０）： まずインクジェット式記録ヘッド２３を図２０（ａ）（ｂ）に示すように移動させる。そして当該ヘッド２３から抵抗材料を含む流動体１３を吐出させ、電気的抵抗を与えるための抵抗膜１０３を形成する。
固化処理については上記実施形態１と同様である。なお抵抗膜１０３の幅、高さおよび長さについては形成したい抵抗器の抵抗値に応じて決める。抵抗器の抵抗値は長さに比例し断面積に反比例するからである。なおこの抵抗膜１０３は目標となる抵抗値よりも大きな抵抗値となるように高さや幅を設定しておくことは好ましい。後に抵抗膜１０３の高さや幅を増加させて抵抗値を適正値に下げることができるからである。
【００５１】
導電膜形成工程（図２１および図２２）： 半導電膜１０３が固化したら、インクジェット式記録ヘッド２２を図２１および図２２に示すように移動させ、導電性材料を含む流動体１２を吐出して、半導電膜１０３の両端に導電膜１０２を形成する。流動体１２およびその固化処理については上記実施形態１と同様である。
【００５２】
上記の工程により電気回路として抵抗器１２４をパターン形成面１００に形成することができる。なお後に抵抗器１２４の抵抗値を微調整したい場合には半導電膜１０３にさらに流動体１３を吐出して半導電膜１０３の厚みを厚くしたり幅を大きくしたりすれば、抵抗値を適正値にまで下げることができる。
【００５３】
上述したように本実施形態４によれば、インクジェット方式により容易に電気回路として抵抗器を製造することができる。また後に抵抗値を微調整することも容易にできる。
【００５４】
（実施形態５）
本発明の実施形態５は、回路素子として従来のディスクリート部品を用い、その間の配線に本発明を適用するものである。本実施形態５では上記実施形態１と同様の電気回路製造装置を使用する。ただし基板１のパターン形成面に部品を配置するための装置あるいは人手による工程を要する。
図２３および図２４に基づいて本実施形態の電気回路製造方法を説明する。各図はパターン形成面の平面図である。
部品配置工程（図２３）： インサートマシンまたは人手により、基板１のパターン形成面１００上で適当な位置に個別部品を配置する。その配置は製造したい電気回路に応じて定める。図２３ではチップ部品として抵抗器１１０、コンデンサ１１１およびトランジスタ１１２が配置されている。各部品はボンドなどで接着しておくことが望ましい。なおこの接着もインクジェット方式によって行うことは好ましい。例えば図２５（ａ）（ｂ）に示すように、部品を接着したい領域に接着材料を含む流動体１７をインクジェット式記録ヘッド２７から吐出し接着膜１０７を形成する。この接着膜１０７は部品を仮留めできさえすればよいので、部品によって覆われる面積より小さい領域に形成されるものでもよい。そして図２６に示すように、接着膜１０７上にインサートマシン７等によって部品（抵抗器１１０）を貼り付ければよい。なお、接着材料としてはエポキシ樹脂やエネルギーによって硬化する樹脂等を適用する。例えば熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を用いれば加える熱の温度設定によって部品を接着できる。
【００５５】
配線工程（図２４）： 部品が接着されたら、パターン形成材料として導電性材料を含む流動体１２を用いて部品間を結線する配線パターンを形成していく。
導電性材料やその固化処理については上記実施形態１と同様である。配線パターンを交差させる場合、下になる導電膜１０２を形成後、配線の交差部分に絶縁膜１０１を設けその上にさらに導電膜１０２を形成すればよい。なお、導電膜１０２で構成される配線パターンと各部品の端子とを半田付けしてもよい。半田付けをインクジェット方式で行ってもよい。半田を溶解温度以上に加熱してインクジェット式記録ヘッドから吐出させれば容易に半田付けができる。
【００５６】
なお上記実施形態では回路素子を個別部品で配線をインクジェット方式で行ったが、回路素子の一部または全部を上記各実施形態のようにインクジェット方式で製造してもよい。すなわち大容量のコンデンサや高インダクタンスのコイル、複雑な構成の能動素子に個別部品を採用し、パターン形成面に容易に形成できる回路素子にインクジェット方式を適用するのである。
【００５７】
上述したように本実施形態５によれば、個別部品を利用した場合にもインクジェット方式により容易に配線ができる。特にインクジェット方式で形成し難い回路素子があっても電気回路を製造可能である。また予め一定の配置で個別部品を配置した定型基板を製造しておけば、インクジェット方式を用いて任意の電気回路を組むことができる。
【００５８】
（実施形態６）
本発明の実施形態６は、実施形態５のようにパターン形成面に多数の配線パターンを形成する際に互いを識別させる電気回路の製造方法に関する。本実施形態５では上記実施形態１と同様の電気回路製造装置を使用する。ただし導電性材料を含む流動体１２を吐出させるタンク２２やインクジェット式記録ヘッド２２を配線パターンの種類に対応させて複数設ける。個々の流動体１２には異なる色の染料や顔料を混入させ構成する。染料としては、蛍光増白染料としてスチルベン系、オキサゾール系、イミダゾロン系、クマリン系等が使用できる。一般染料としてアゾ系、アントラキノン系、インジコ系、硫化系が使用できる。具体的には黒色にするなら、２，４−ジニトロフェノール類、黄色にするなら、ｍ−トルイレンジアミン類、赤色にするなら、フェノジン類が挙げられる。顔料としては、不溶性アゾ系、アゾレーキ系、フタロシアニン系等が使用できる。顔料は着色粒子から構成されているため、染料のように単分子が電気伝導を阻害することがない。このため顔料を用いることがより好ましい。各配線パターンは、例えば電源配線、接地配線およびその他配線で色分けしたり、アナログ回路の配線とデジタル回路の配線で色分けたりする。例えば図２７では電源配線１０８、接地配線１０９およびその他の配線１０２で色分けされている。配線パターンが交差する場合には、図２７（ｂ）に示すように配線の交差部分に絶縁膜１０１を形成すればよい。
【００５９】
なお配線パターン自体を色分けせず配線パターンを覆う着色膜で色分けしてもよい。例えば図２８では配線パターンである導電膜１０２を着色膜１３０が覆って形成されている。着色膜１３０の形成は、顔料や染料を含ませた樹脂等をインクジェット方式により吐出させればよい。樹脂等で着色膜１３０を形成すれば、絶縁性を備えているので、配線パターンが交差した場合でも絶縁性が確保できる。また導電膜１０２に顔料や染料が含まれないので電気伝導を阻害するおそれもなくなる。さらに導電性材料自体にも固有の色があることを利用して染料を利用せずに導電性材料を配線パターンに応じて使い分けることによって色分けしてもよい。例えば銅であれば赤色を、銀や白金であれば白色を、金であれば黄色がかっている。したがって顔料や染料を変更する代わりに、異なる導電性材料を含んだ流動体を吐出して導電膜を形成すれば、ある程度の色分けが可能である。
【００６０】
また、配線パターンは必ずしもインクジェット方式で製造する必要はなく、他の方法、例えばフォトリソグラフィー法等で製造したものでもよい。配線パターンが色分けされている限り、同様の効果を奏するからである。
【００６１】
上述したように本実施形態６によれば、配線パターンを互いに色分けして製造したので、当該電気回路によれば故障時や回路の改良時に配線の経路や部品を見分け易く、作業の容易化に繋がる。また生産ラインで色分けを採用した場合にも保守・点検を容易にすることができる。
【００６２】
（その他の変形例）
本発明は上記実施形態によらず種々に変形して適用することが可能である。例えば上記実施形態ではコンデンサ、コイル、抵抗器の製造方法を示したが、ダイオードやトランジスタ等の能動素子の製造に本発明を適用してもよい。流動体としてはシリコンやゲルマニウム等の半導体材料に種々の元素をドーピングしたものを用いればよい。ドーピングを後に行ってもよい。電子多数キャリアの半導体膜と正孔多数キャリアの反動膜とをキャリア密度を調整しながら種々の形状で多数積層することにより、エピタキシャル成長により製造していた半導体をインクジェット方式により製造することも可能である。通常の半導体プロセスで製造していた各種の半導体と同様の積層構造を形成すれば、公知のあらゆる半導体素子を製造可能である。
【００６３】
また、上記インクジェット方式による流動体の吐出前に種々の表面改質処理を併せて行ってもよい。例えば、パターン形成面が親和性を備えるように表面改質する処理としては、流動体の極性分子の有無に応じて、シランカップリング剤を塗布する方法、アルゴン等で逆スパッタをかける方法、コロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線照射処理、オゾン処理、脱脂処理等、公知の種々の方法を適用する。流動体が極性分子を含まない場合には、シランカップリング剤を塗布する方法、酸化アルミニウムやシリカ等の多孔質膜を形成する方法、アルゴン等で逆スパッタをかける方法、コロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線照射処理、オゾン処理、脱脂処理等、公知の種々の方法を適用可能である。パターン形成面やインクジェット方式で形成された膜にエッチングを施して凹凸を設け、親和性を調整してもよい。
【００６４】
さらにインクジェット方式で形成されるパターンは電気回路に限らず、機械的なまたは意匠的な目的でパターン形成面に形成されるものでもよい。安価な設備で容易に微細パターンを形成できるというインクジェット方式の利点をそのまま享受させることができるからである。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施形態１における電気回路製造装置の構成図である。
【図２】実施形態１におけるコンデンサの形成方法の絶縁膜形成工程である。
【図３】実施形態１におけるコンデンサの形成方法の導電膜形成工程である。
【図４】実施形態１におけるコンデンサの形成方法の導電膜形成工程である。
【図５】微粒子を含んだ流動体を用いた場合の吐出工程である。
【図６】微粒子を含んだ流動体を用いた場合の加熱工程である。
【図７】接着剤を用いた場合の接着膜形成工程である。
【図８】接着剤を用いた場合の微粒子散布工程である。
【図９】接着剤を用いた場合の微粒子除去工程である。
【図１０】親和性膜形成工程である。
【図１１】親和性膜を用いる場合の導電膜形成工程である。
【図１２】非親和性膜形成工程である。
【図１３】非親和性膜を用いる場合の導電膜形成工程である。
【図１４】実施形態２におけるコンデンサの形成方法の導電膜形成工程である。
【図１５】実施形態２におけるコンデンサの形成方法の絶縁膜形成工程である。
【図１６】実施形態２におけるコンデンサの形成方法の導電膜形成工程である。
【図１７】実施形態３におけるコイルの形成方法の導電膜形成工程である。
【図１８】実施形態３におけるコイルの形成方法の絶縁膜形成工程である。
【図１９】実施形態３におけるコイルの形成方法の導電膜形成工程である。
【図２０】実施形態４における抵抗器の形成方法の抵抗膜形成工程である。
【図２１】実施形態４における抵抗器の形成方法の導電膜形成工程である。
【図２２】実施形態４における抵抗器の形成方法の導電膜形成工程である。
【図２３】実施形態５における個別部品配置工程である。
【図２４】実施形態５における導電膜形成工程である。
【図２５】実施形態５における接着膜の形成工程である。
【図２６】侍史形態５における個別部品の接着工程である。
【図２７】実施形態６における配線パターンの色分け例である。
【図２８】実施形態６における配線パターンの着色方法の変形例である。
【図２９】インクジェット式記録ヘッドの分解斜視図である。
【図３０】インクジェット式記録ヘッドの主要部の斜視図一部断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１…基板
２、２ｘ、２１〜２ｎ…インクジェット式記録ヘッド
３、３ｘ、３１〜３ｎ…処理装置
４…駆動機構
５…制御回路
６…固化装置
１ｘ、１１〜１ｎ…流動体（パターン形成材料）
１００…パターン形成面
１０１…絶縁膜
１０２…導電膜
１０３…接着膜
１３１…微粒子
１０４…親和性膜（下地膜）
１０５…非親和性膜
１０６…抵抗膜
１０７…接着膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン形成面に形成される電気回路であって、
パターン形成用材料を含んだ流動体が前記パターン形成面に付着し固化して形成されたパターンを備えていることを特徴とする電気回路。
【請求項２】
前記パターン形成面と前記パターンとの密着性を高めるための親和性層をさらに備えた請求項１に記載の電気回路。
【請求項３】
前記パターンの付着領域を制限するための非親和性層をさらに備えた請求項１に記載の電気回路。
【請求項４】
前記パターン形成用材料は、導電性材料、半導電性材料、絶縁性材料または誘電性材料のうちいずれかである請求項１に記載の電気回路。
【請求項５】
前記パターン形成用材料として導電性材料を含んだ流動体が固化した配線パターンを備える請求項１に記載の電気回路。
【請求項６】
前記パターン形成用材料として絶縁性材料または誘電性材料を含んだ流動体が固化した絶縁膜と、前記パターン形成用材料として導電性材料を含んだ流動体が前記絶縁膜を挟んで対向して固化した電極膜と、によりコンデンサを構成する請求項１に記載の電気回路。
【請求項７】
前記パターン形成用材料として導電性材料を含んだ流動体が前記パターン形成面に渦状に付着して固化したコイルを備える請求項１に記載の電気回路。
【請求項８】
前記パターン形成用材料として半導電性材料を含んだ流動体が固化した半導電性膜の両端に、前記パターン形成用材料として導電性材料を含んだ流動体が固化した抵抗器を備える請求項１に記載の電気回路。
【請求項９】
前記パターン形成用材料として所定の元素がドーピングされた半導電性材料を含んでいる流動体が、固化することにより形成された半導体回路素子を備える請求項１に記載の電気回路。
【請求項１０】
複数の前記パターンを備え、互いのパターンを識別するために異なる色彩が付されている請求項１に記載の電気回路。
【請求項１１】
パターン形成面に電気回路を形成する電気回路の製造方法において、
前記パターン形成面に、パターン形成用材料を含んだ流動体を吐出する工程と、
前記パターン形成面に吐出された流動体を固化する工程と、を備えたことを特徴とする電気回路の製造方法。
【請求項１２】
前記流動体を吐出する工程では、前記パターン形成用材料の融点以上に加熱し溶解した材料を前記流動体として吐出し、
前記流動体を固化する工程では、前記パターン形成面付近の温度を前記パターン形成用材料の融点より低い温度に維持し、前記流動体を固化する請求項１１に記載の電気回路の製造方法。
【請求項１３】
前記流動体を吐出する工程では、微粒子として溶媒に攪拌された前記パターン形成用材料を前記流動体として吐出し、
前記流動体を固化する工程は、前記パターン形成面付近の温度を前記パターン形成用材料の融点以上の温度を加えて前記微粒子を溶解させる工程と、当該融点より低い温度を加えて溶解した材料を固化する工程と、を備える請求項１１に記載の電気回路の製造方法。
【請求項１４】
前記流動体を吐出する前に、前記パターン形成面と前記パターンとの密着性を高めるための親和性層を形成する工程を備えた請求項１１に記載の電気回路の製造方法。
【請求項１５】
前記流動体を吐出する前に、前記パターンの付着領域を制限するための非親和性層を形成する工程を備えた請求項１１に記載の電気回路の製造方法。
【請求項１６】
パターン形成面に電気回路を形成する電気回路の製造方法において、
前記パターン形成面に接着性材料を吐出する工程と、
前記パターン形成面にパターン形成用材料の微粒子を散布する工程と、
前記接着性材料に付着したもの以外の前記微粒子を前記パターン形成面から除去する工程と、
を備えたことを特徴とする電気回路の製造方法。
【請求項１７】
前記微粒子をパターン形成面から除去する工程の後に、前記パターン形成面付近の温度を前記パターン形成用材料の融点以上の温度を加えて前記微粒子を溶解させる工程と、当該融点より低い温度を加えて溶解した材料を固化する工程と、をさらに備える請求項１６に記載の電気回路の製造方法。
【請求項１８】
前記微粒子をパターン形成面から除去する工程の後に、前記接着性材料に付着した前記微粒子を圧縮する工程をさらに備える請求項１６に記載の電気回路の製造方法。
【請求項１９】
前記パターン形成用材料は、導電性材料、半導電性材料、絶縁性材料または誘電性材料のうちいずれか１以上である請求項１１乃至請求項１６に記載の電気回路の製造方法。
【請求項２０】
前記絶縁性材料を含んだ流動体を吐出して絶縁膜を形成し、当該絶縁膜を挟んで対向するように前記導電性材料を含んだ流動体を吐出して電極膜を形成することによりコンデンサを形成する請求項１１乃至請求項１８に記載の電気回路の製造方法。
【請求項２１】
前記導電性材料を含んだ流動体を渦状に吐出してコイルを形成する請求項１１乃至請求項１８に記載の電気回路の製造方法。
【請求項２２】
前記半導電性材料を含んだ流動体を吐出して半導電性膜を形成し、当該半導電性膜の両端に前記導電性材料を含んだ流動体を吐出して導電性膜を形成することにより抵抗器を形成する請求項１１乃至請求項１８に記載の電気回路の製造方法。
【請求項２３】
所定の元素がドーピングされた半導電性材料を含んだ流動体を吐出して半導体膜を形成する工程を前記流動体にドーピングする元素を変えながら複数回繰り返して半導体回路素子を形成する請求項１１乃至請求項１８に記載の電気回路の製造方法。
【請求項２４】
パターンに応じてそのパターンを形成するための流動体に異なる色の顔料または染料を混ぜてパターンを形成することにより、複数のパターンを識別可能とする請求項１１乃至請求項１８に記載の電気回路の製造方法。
【請求項２５】
前記流動体により形成されたパターンを覆ってそのパターンに応じた色の顔料または染料を含む層を形成することにより、複数のパターンを識別可能とする請求項１１乃至請求項１８に記載の電気回路の製造方法。
【請求項２６】
パターン形成用材料を含んだ流動体によりパターン形成面上に任意のパターンを形成するための電気回路製造装置であって、
前記流動体を前記パターン形成面に吐出可能に構成されたインクジェット式記録ヘッドと、
前記インクジェット式記録ヘッドと前記パターン形成面との相対位置を変更可能に構成される駆動機構と、
前記パターン形成面上の流動体を固化させるために雰囲気を調整する固化装置と、
前記インクジェット式記録ヘッドからの前記流動体の吐出、前記駆動機構による駆動および前記固化装置による雰囲気の調整を制御する制御装置と、を備え、 前記制御装置は、前記駆動機構により前記インクジェット式記録ヘッドを任意のパターンに沿って移動させながら当該インクジェット式記録ヘッドから前記流動体を吐出させ、前記固化装置により前記パターン形成面の雰囲気を調整して前記パターン形成面に吐出された流動体を固化させることにより電気回路を形成可能に構成されていることを特徴とする電気回路製造装置。
【請求項１】
パターン形成面に形成される電気回路であって、
パターン形成用材料を含んだ流動体が前記パターン形成面に付着し固化して形成されたパターンを備えていることを特徴とする電気回路。
【請求項２】
前記パターン形成面と前記パターンとの密着性を高めるための親和性層をさらに備えた請求項１に記載の電気回路。
【請求項３】
前記パターンの付着領域を制限するための非親和性層をさらに備えた請求項１に記載の電気回路。
【請求項４】
前記パターン形成用材料は、導電性材料、半導電性材料、絶縁性材料または誘電性材料のうちいずれかである請求項１に記載の電気回路。
【請求項５】
前記パターン形成用材料として導電性材料を含んだ流動体が固化した配線パターンを備える請求項１に記載の電気回路。
【請求項６】
前記パターン形成用材料として絶縁性材料または誘電性材料を含んだ流動体が固化した絶縁膜と、前記パターン形成用材料として導電性材料を含んだ流動体が前記絶縁膜を挟んで対向して固化した電極膜と、によりコンデンサを構成する請求項１に記載の電気回路。
【請求項７】
前記パターン形成用材料として導電性材料を含んだ流動体が前記パターン形成面に渦状に付着して固化したコイルを備える請求項１に記載の電気回路。
【請求項８】
前記パターン形成用材料として半導電性材料を含んだ流動体が固化した半導電性膜の両端に、前記パターン形成用材料として導電性材料を含んだ流動体が固化した抵抗器を備える請求項１に記載の電気回路。
【請求項９】
前記パターン形成用材料として所定の元素がドーピングされた半導電性材料を含んでいる流動体が、固化することにより形成された半導体回路素子を備える請求項１に記載の電気回路。
【請求項１０】
複数の前記パターンを備え、互いのパターンを識別するために異なる色彩が付されている請求項１に記載の電気回路。
【請求項１１】
パターン形成面に電気回路を形成する電気回路の製造方法において、
前記パターン形成面に、パターン形成用材料を含んだ流動体を吐出する工程と、
前記パターン形成面に吐出された流動体を固化する工程と、を備えたことを特徴とする電気回路の製造方法。
【請求項１２】
前記流動体を吐出する工程では、前記パターン形成用材料の融点以上に加熱し溶解した材料を前記流動体として吐出し、
前記流動体を固化する工程では、前記パターン形成面付近の温度を前記パターン形成用材料の融点より低い温度に維持し、前記流動体を固化する請求項１１に記載の電気回路の製造方法。
【請求項１３】
前記流動体を吐出する工程では、微粒子として溶媒に攪拌された前記パターン形成用材料を前記流動体として吐出し、
前記流動体を固化する工程は、前記パターン形成面付近の温度を前記パターン形成用材料の融点以上の温度を加えて前記微粒子を溶解させる工程と、当該融点より低い温度を加えて溶解した材料を固化する工程と、を備える請求項１１に記載の電気回路の製造方法。
【請求項１４】
前記流動体を吐出する前に、前記パターン形成面と前記パターンとの密着性を高めるための親和性層を形成する工程を備えた請求項１１に記載の電気回路の製造方法。
【請求項１５】
前記流動体を吐出する前に、前記パターンの付着領域を制限するための非親和性層を形成する工程を備えた請求項１１に記載の電気回路の製造方法。
【請求項１６】
パターン形成面に電気回路を形成する電気回路の製造方法において、
前記パターン形成面に接着性材料を吐出する工程と、
前記パターン形成面にパターン形成用材料の微粒子を散布する工程と、
前記接着性材料に付着したもの以外の前記微粒子を前記パターン形成面から除去する工程と、
を備えたことを特徴とする電気回路の製造方法。
【請求項１７】
前記微粒子をパターン形成面から除去する工程の後に、前記パターン形成面付近の温度を前記パターン形成用材料の融点以上の温度を加えて前記微粒子を溶解させる工程と、当該融点より低い温度を加えて溶解した材料を固化する工程と、をさらに備える請求項１６に記載の電気回路の製造方法。
【請求項１８】
前記微粒子をパターン形成面から除去する工程の後に、前記接着性材料に付着した前記微粒子を圧縮する工程をさらに備える請求項１６に記載の電気回路の製造方法。
【請求項１９】
前記パターン形成用材料は、導電性材料、半導電性材料、絶縁性材料または誘電性材料のうちいずれか１以上である請求項１１乃至請求項１６に記載の電気回路の製造方法。
【請求項２０】
前記絶縁性材料を含んだ流動体を吐出して絶縁膜を形成し、当該絶縁膜を挟んで対向するように前記導電性材料を含んだ流動体を吐出して電極膜を形成することによりコンデンサを形成する請求項１１乃至請求項１８に記載の電気回路の製造方法。
【請求項２１】
前記導電性材料を含んだ流動体を渦状に吐出してコイルを形成する請求項１１乃至請求項１８に記載の電気回路の製造方法。
【請求項２２】
前記半導電性材料を含んだ流動体を吐出して半導電性膜を形成し、当該半導電性膜の両端に前記導電性材料を含んだ流動体を吐出して導電性膜を形成することにより抵抗器を形成する請求項１１乃至請求項１８に記載の電気回路の製造方法。
【請求項２３】
所定の元素がドーピングされた半導電性材料を含んだ流動体を吐出して半導体膜を形成する工程を前記流動体にドーピングする元素を変えながら複数回繰り返して半導体回路素子を形成する請求項１１乃至請求項１８に記載の電気回路の製造方法。
【請求項２４】
パターンに応じてそのパターンを形成するための流動体に異なる色の顔料または染料を混ぜてパターンを形成することにより、複数のパターンを識別可能とする請求項１１乃至請求項１８に記載の電気回路の製造方法。
【請求項２５】
前記流動体により形成されたパターンを覆ってそのパターンに応じた色の顔料または染料を含む層を形成することにより、複数のパターンを識別可能とする請求項１１乃至請求項１８に記載の電気回路の製造方法。
【請求項２６】
パターン形成用材料を含んだ流動体によりパターン形成面上に任意のパターンを形成するための電気回路製造装置であって、
前記流動体を前記パターン形成面に吐出可能に構成されたインクジェット式記録ヘッドと、
前記インクジェット式記録ヘッドと前記パターン形成面との相対位置を変更可能に構成される駆動機構と、
前記パターン形成面上の流動体を固化させるために雰囲気を調整する固化装置と、
前記インクジェット式記録ヘッドからの前記流動体の吐出、前記駆動機構による駆動および前記固化装置による雰囲気の調整を制御する制御装置と、を備え、 前記制御装置は、前記駆動機構により前記インクジェット式記録ヘッドを任意のパターンに沿って移動させながら当該インクジェット式記録ヘッドから前記流動体を吐出させ、前記固化装置により前記パターン形成面の雰囲気を調整して前記パターン形成面に吐出された流動体を固化させることにより電気回路を形成可能に構成されていることを特徴とする電気回路製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【公開番号】特開２００８−３１１６８３（Ｐ２００８−３１１６８３Ａ）
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３８９８８（Ｐ２００８−２３８９８８）
【出願日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【分割の表示】特願平１０−７８１４９の分割
【原出願日】平成１０年３月２５日（１９９８．３．２５）
【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１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【分割の表示】特願平１０−７８１４９の分割
【原出願日】平成１０年３月２５日（１９９８．３．２５）
【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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