图案形成方法、液滴喷出装置及电路基板的制作方法

专利名称：图案形成方法、液滴喷出装置及电路基板的制作方法
技术领域：
本发明涉及图案形成方法、液滴喷出装置及电路基板。
背景技术：
作为在基板上形成所期望的图案的方法，成为有效的方案而倍受关注 的是使功能液以液滴状态喷出的喷墨方式(例如专利文献l)。
喷墨方式具备载置基板的台架(stage)、将含有功能材料的功能液 以液滴状态喷出到基板上的液滴喷头、和使基板(台架)与液滴喷头二维 地相对移动的机构。喷墨方式通过基板与液滴喷头的相对移动，将从液滴 喷头喷出的液滴配置到基板表面的任意位置。顺次配置到基板表面的各液 滴被配置成液滴润展的范围相互重叠，由此，可形成无间隙地覆盖基板表 面、且由功能液构成的图案。
在基板表面相对功能液具有疏液性的情况下，基板表面吸引液滴的力 比相互接触的液滴彼此之间吸引的力弱。因此，在基板表面，功能液集中 于局部位置。如果产生这种局部集中，则功能液不会均匀地覆盖基板表面。 并且，如果局部集中进一步发展，则基板表面的一部分会因为缺少功能液 而露出。
在喷墨方式中，为了避免这种局部集中，在使相互接触的液滴之间重 叠时，需要在滴落后续的液滴之前，使先前滴落的液滴充分干燥，结果造 成图案形成需要很长时间。鉴于此，提出了一种在喷墨方式中通过对基板 预先进行加热，来使滴落的液滴快速干燥的方法(例如专利文献2、专利 文献3)。
专利文献1特开2004—347695号公报专利文献2特开2004—306372号公报专利文献3特开平11—281985号公报
然而，如果提高基板温度，则滴^:的液滴会突沸，导致无法形成图案。
因此，提高基板温度的方法在升高干燥速度方面存在界限，因此，在进一 步縮短图案形成所需要的时间方面存在限制。

发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的方案，其目的在于，提供可在短 时间内形成高精度图案的图案形成方法、液滴喷出装置及电路基板。
本发明的图案形成方法用于在基板上形成图案，通过将由含有功能材 料的功能液构成的液滴喷出到被加热的通气性基板的上面，从而在所述通 气性基板的上面形成图案。
根据本发明的图案形成方法，可通过被加热的基板促进滴落液滴的蒸 发。由于基板是通气性基板，所以，液滴的蒸发成分还会向基板的内部扩 散。因此，本发明的图案形成方法可以提高液滴的干燥速度。
在该图案形成方法中，当喷出所述液滴时，对所述通气性基板的下侧 进行减压。
根据该图案形成方法，液滴的蒸发成分还会向基板的内部扩散。此时， 由于通气性基板的下侧被减压，所以，可促进向通气性基板内部的扩散。 结果，该图案形成方法可进一步提高液滴的干燥速度。
在该图案形成方法中，当喷出所述液滴时，将所述通气性基板载置于 具有通气性的多孔质性台架上，使所述通气性基板吸附于所述台架。
根据该图案形成方法，由于通气性基板被载置于具有通气性的多孔质 台架上，所以，当对通气性的台架下侧进行减压时，可以对通气性基板下 侧的整体均匀地减压。因此，滴落于通气性基板的液滴不被滴落的位置左 右，能够均匀地促进与通气性基板相接一侧的蒸发。
在该图案形成方法中，将所述通气性基板的表面温度设定为在喷出所 述液滴时的功能液的温度以上、且低于所述功能液中含有的液体组成的沸 点。
根据该图案形成方法，由于通气性基板的表面温度为喷出时功能液的 温度以上，所以，滴落于通气性基板的液滴直接开始干燥。并且，由于通 气性基板的表面温度低于液体组成的沸点，所以，液滴不会在基板上突沸。 结果，该图案形成方法可以在短时间内形成高密度、高精细的图案。在该图案形成方法中，所述通气性基板是多孔质性基板，是由陶瓷粒 子和树脂构成的低温烧成用薄板，所述功能液是分散有作为功能材料的金 属粒子的液体。
根据该图案形成方法，能够在多孔质性基板上干净且短时间地形成由 金属膜构成的图案。
本发明的液滴喷出装置具有载置基板的台架、和将含有功能材料的 功能液作为液滴喷出的液滴喷头，通过使所述台架和所述液滴喷头相对移 动，并且从所述液滴喷头向载置于所述台架的所述基板的上面喷出所述液 滴，从而在所述基板的上面形成图案，其中，所述基板是通气性基板，所 述台架具有加热所述基板的加热机构。
根据本发明的液滴喷出装置，可通过加热的基板促进滴落液滴的蒸 发。由于基板是通气性基板，所以，液滴的蒸发成分还向基板的内部扩散。 因此，本发明的图案形成方法可提高液滴的干燥速度。
在该液滴喷出装置中，所述台架包括具有通气性并载置所述基板的 载置部、和经由所述载置部对载置于所述载置部的所述基板的下侧进行减 压的减压机构。
根据该液滴喷出装置，例如在将通气性基板载置于通气性的台架时， 如果通过减压机构对通气性的台架下侧进行减压，则通气性基板的下侧会 被减压。因此，滴落液滴的蒸发成分还会向通气性基板的内部蒸发。此时， 由于通气性基板的下侧被减压，所以，可促进向通气性基板内部的扩散。 结果，液滴喷出装置可进一步提高干燥速度。
本发明的电路基板安装有电路元件并具有与所述电路元件电连接的 布线，所述布线通过上述的图案形成方法形成。
本发明的电路基板成为可以进一步提高生产率的电路基板。


图l是电路模块的侧剖视图。
图2是液滴喷出装置的整体立体图。
图3是从生料薄板侧观察液滴喷头的仰视图。 图4是液滴喷头的主要部分侧剖视图。 图5是用于对液滴喷出装置的电气构成进行说明的电气方框电路图。
图6是用于说明生料薄板的剖面构造的示意图。 图7是用于说明图案形成的作用的说明图。 图8 (a) (d)是表示图案形成的液滴喷出顺序的图。 图9是用于说明台架的构成的说明图。 图IO是用于说明生料薄板的剖面构造的示意图。 图11是用于说明液滴喷出装置的电气构成的电气方框电路图。 图12 (a) (f)是表示以其他的顺序形成图案的图。 图中l一电路模块，2—LTCC多层基板，4一低温烧成基板，4G— 作为基体的生料薄板，6—内部布线，20—液滴喷出装置，23 —台架，23a 一台架主体，23b—台架板，30 —液滴喷头，50—控制装置，F—作为功能 液的金属墨，Fb—液滴，PZ—压电元件，P—图案，H—橡胶加热器，VP 一吸引泵。
具体实施例方式
(第一实施方式)
下面参照图1 图8对本发明的第一实施方式进行说明，该实施方式 是在LTCC多层基板(LTCC: Low Temperature Co—fired Ceramics多层 基板)上安装半导体芯片而构成的电路模块中，将在构成LTCC多层基板 的多个低温烧成基板(生料薄板(green sheet))上形成布线图案的方法 具体化后的方式。
首先，对在LTCC多层基板上安装半导体晶片构成的电路模块进行说 明。图1表示电路模块1的剖视图。电路模块1具有形成为板状的LTCC 多层基板2、和在该LTCC多层基板2的上侧被引线结合连接的半导体芯 片3。
LTCC多层基板2是形成为薄板状的多个低温烧成基板4的层叠体。 各低温烧成基板4分别是玻璃陶瓷系材料(例如硼酸碱氧化物等玻璃成分 与矾土等陶瓷成分的混合物)的烧结体、即多孔质性基板，其厚度为几百 }im。
对于低温烧成基板4而言，将其烧结前的物质称为生料薄板4G (参
照图2、 4、 7)。生料薄板4G通过以玻璃陶瓷系材料的粉末和分散剂作 为粘合剂，与控泡剂(foam control agent)等一同混合制成浆液(slurry)， 并将该浆液形成为板状之后进行干燥而成，具有通气性。即，生料薄板4G 是通气性基板。
各低温烧成基板4具有电阻元件、电容元件、线圈元件等各种电路 元件5;将各电路元件5电连接的内部布线6;具有呈现为层叠过孔(stack via)构造、热过孔(thermal via)构造的规定孔径(例如20pm)的多个过 孔7;和填充于各过孔7的多条过孔布线8。
各低温烧成基板4上的各内部布线6分别是银或银合金等金属微粒的 烧结体，可通过利用了图2所示的液滴喷出装置20的布线图案形成方法 形成。
图2是说明液滴喷出装置20的整体立体图。
在图2中，液滴喷出装置20具有形成为长方体形状的基台21。在基 台21的上面形成有沿着其长度方向(下面简单称作Y箭头方向)延伸的 一对导向槽22。在导向槽22的上方具备沿着导向槽22向Y箭头方向及 与Y箭头方向相反的方向移动的台架23。
在台架23的上面形成有载置部24，对烧成前的低温烧成基板4、即 通气性的生料薄板4G进行载置。载置部24将处于被载置状态的生料薄板 4G相对台架23进行定位固定，沿着Y箭头方向及与Y箭头方向相反的 方向搬送生料薄板4G。在台架23的上面设置有橡胶加热器H。被载置于 载置部24的生料薄板4G通过由橡胶加热器H进行加热，使自身的上面 整体升温至规定的温度。
在基台21上设置有门型的导向部件25，其沿着与Y箭头方向正交的 方向跨越。在导向部件25的上侧配置有沿着X箭头方向延伸的墨盒26。 墨盒26不仅存储作为功能液的金属墨F，而且，以规定的压力将所存储的 金属墨F提供给液滴喷头(下面简单称作喷头)30。被提供给喷头30的 金属墨F作为液滴Fb (参照图4)，从喷头30向生料薄板4G喷出。
金属墨F可以采用作为功能材料的金属微粒，例如作为将粒径为几 nm 几十nm的金属微粒分散到溶剂中的液体的分散系金属墨。
作为金属墨F中使用的金属微粒，例如除了金(Au)、银(Ag)、
铜(Cu)、铝(Al)、钯(Pd)、锰(Mn)、钛(Ti)、钽(Ta)、及 镍等材料之外，还可使用它们的氧化物及超电导体的微粒等。优选金属微 粒的粒径为lnm以上、O.lpm以下。如果金属微粒的粒径大于O.lpm，则 有可能在喷头30的喷嘴N中发生阻塞。另外，如果金属微粒的粒径小于 lnm，则分散剂相对金属微粒的体积比增大，导致所得到的膜中的有机物 比例过多。
作为分散剂，只要是可以分散上述的金属微粒且不会引起凝聚的物质
即可，没有特别的限定。例如除了水系溶剂之外，还可以举出甲醇、乙 醇、丙醇、丁醇等醇类，正庚烷、正辛烷、癸烷、十二垸、十四垸、甲苯、 二甲苯、异丙基甲苯、杜烯、茚、二戊烯、四氢化萘、十氢化萘、环己基 苯等烃系化合物，另外还可以例示乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、甘油、 1， 3 —丙二醇等多元醇类、另外还可以例示聚乙二醇、乙二醇二甲醚、乙 二醇二乙醚、乙二醇甲乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二
醇甲乙醚、1， 2 — 二甲氧基乙垸、双(2—甲氧基乙基)醚、p—二噁垸等 醚系化合物，进而还可以例示碳酸丙烯酯、Y一丁内酯、N—甲基一2_吡 咯垸酮、二甲基甲酰胺、二价亚砜、环己酮、乳酸乙酯等极性化合物。其 中，从微粒的分散性和分散液的稳定性、以及对液滴喷出法的适用容易度 等方面考虑，优选使用水、醇类、烃系化合物、醚系化合物，作为更优选 的分散剂，可举出水、烃系化合物。
滴落于生料薄板4G的金属墨F从自身的表面使溶剂或分散剂的一部 分蒸发。此时，由于生料薄板4G被加热，所以，可促进在金属墨F中含 有的溶剂或分散剂的蒸发。并且，由于生料薄板4G是通气性基板，所以， 如图6所示，滴落于生料薄板4G的金属墨F在与生料薄板4G相接一侧 也会使溶剂或分散剂的一部分通过生料薄板4G而蒸发。因此，对于滴落 于生料薄板4G的金属墨F而言，可进一步縮短自身的干燥所需要的时间。 另外，在本实施方式中，通过将滴落于生料薄板4G (透气性基板)的金 属墨F的接触角、生料薄板4G的气孔率等设定在规定范围中，可使得滴 落于生料薄板4G的液滴Fb不浸透到生料薄板4G内。
滴落于生料薄板4G的金属墨F伴随着干燥，从外缘开始使自身的表 面增加粘度。即，在滴落于生料薄板4G的金属墨F中，由于金属墨F的
外周部的固体成分(粒子)浓度与中央部相比迅速达到饱和浓度，所以，
对于金属墨F而言，从外缘开始使自身的表面增加粘度。增加粘度的金属 墨F的外缘，停止沿着生料薄板4G的面方向的自身润展，即被锁定 (pinning)。处于锁定状态的金属墨F被固定于生料薄板4G。对处于锁 定状态的金属墨F而言，当在自身之上重叠了其他的金属墨F时，由于处 于被固定在生料薄板4G的状态，所以，不会被接下来的液滴Fb吸引。
在导向部件25上形成有上下一对导轨28，其遍布导向部件25的X 箭头方向几乎整个宽度沿X箭头方向延伸。在上下一对导轨28上安装有 载物台29。载物台29被导轨28引导，沿着X箭头方向及与X箭头方向 相反的方向移动。在载物台29上搭载有液滴喷头30。
图3是表示从生料薄板4G侧观察液滴喷头30的仰视图，图4是表示 喷头的主要部分剖视图。在喷头30的下侧具备喷嘴板31。对于喷嘴板31 而言，其下面形成为与生料薄板4G的上面近似平行。下面，简单地将喷 嘴板31的下面称为喷嘴形成面31a，将生料薄板4G的上面称为喷出面 4Ga。在生料薄板4G位于喷头30的正下方时，喷嘴板31将喷嘴形成面 31a与喷出面4Ga的距离(下面简单称作平板间隙)保持为规定的距离(例 如600nm)。
图3中，在喷嘴形成面31a形成有一对喷嘴列NL，其由沿着Y箭头 方向排列的多个喷嘴N构成。一对喷嘴列NL在每一英寸的距离中具有180 个喷嘴N。此外，图3中为了方便说明，每一列仅记载了 IO个喷嘴N。
在一对喷嘴列NL中，当从X箭头方向观察， 一方的喷嘴列NL的各 喷嘴N内插在另一方喷嘴列NL的各喷嘴N之间。即，喷头30沿着Y箭 头方向在每一英寸中具有180个x2^360个喷嘴N、即将Y方向的最大分 辨率设为360dpi。
图4中，在喷头30的上侧连接有作为流路的供给管30T。供给管30T 被配置成沿着Z箭头方向延伸，将来自墨盒26的金属墨F提供给喷头30。
在各喷嘴N的上侧形成有与供给管30T连通的腔室32。腔室32不仅 收容来自供给管30T的金属墨F，而且将其提供给与所收容的金属墨F的 一部分连通的喷嘴N。在腔室32的上侧粘贴有振动板33，其通过沿着Z 箭头方向振动，来扩大及縮小腔室32内的容积。在振动板33的上侧按每
个喷嘴N配置有压电元件PZ。压电元件PZ通过沿Z箭头方向伸张、收
縮，使振动板33沿着Z箭头方向振动。沿着Z箭头方向振动的振动板33 使金属墨F成为规定大小的液滴Fb，从喷嘴N喷出。喷出的液滴Fb沿着 喷嘴N的与Z箭头方向相反的方向飞行，然后，滴落在生料薄板4G的喷 出面4Ga。
接着，根据图5对如上所述而构成的液滴喷出装置20的电气构成进 行说明。
图5中，控制装置50具有CPU50A、 ROM50B、 RAM50C等。控制
装置50根据所存储的各种数据及各种控制程序，执行台架23的搬送处理、 载物台29的搬送处理、喷头30的液滴喷出处理、橡胶加热器H的加热处 理等。
控制装置50与具有各种操作开关和显示器的输入输出装置51连接。 输入输出装置51对由液滴喷出装置20执行的各种处理的处理状况进行显 示。输入输出装置51不仅生成用于形成内部布线6的位图数据BD，而且 将位图数据BD输入到控制装置50中。
位图数据BD是根据各位的值(0或1)来规定各压电元件PZ的接通 或断开的数据。位图数据BD是对是否将布线用的液滴Fb喷出到喷头30、 即各喷嘴N所通过的描绘平面(喷出面4Ga)上的各位置进行规定的数据。 即，位图数据BD是用于使布线用的液滴Fb喷出到被喷出面4Ga规定的 内部布线6的目标形成位置的数据。
控制装置50与X轴电动机驱动电路52连接。控制装置50向X轴电 动机驱动电路52输出驱动控制信号。X轴电动机驱动电路52响应来自控 制装置50的驱动控制信号，使用于移动载物台29的X轴电动机MX正转 或反转。控制装置50上连接有Y轴电动机驱动电路53 。控制装置50对Y 轴电动机驱动电路53输出驱动控制信号。Y轴电动机驱动电路53响应来 自控制装置50的驱动控制信号，使用于移动台架23的Y轴电动机MY正 转或反转。
控制装置50上连接有头驱动电路54。控制装置50与规定的喷出频率 同步生成喷出时机信号LT，并将喷出时机信号LT输出给头驱动电路54。 控制装置50使用于驱动各压电元件PZ的驱动电压COM与喷出频率同步，
将其输出给头驱动电路54。
控制装置50利用位图数据BD与规定的频率同步地生成图案形成用 控制信号SI，并将图案形成用控制信号SI串行传送给头驱动电路54。头 驱动电路54使来自控制装置.50的图案形成用控制信号SI与各压电元件 PZ对应，顺次进行串行/并行转换。每当头驱动电路54接收到来自控制装 置50的喷出时机信号LT时，都锁存串行/并行转换后的图案形成用控制 信号SI，向基于该图案形成用控制信号SI选择的压电元件PZ供给驱动电 压COM。
控制装置50上连接着橡胶加热器驱动电路55。控制装置50向橡胶加 热器驱动电路55输出驱动控制信号。橡胶加热器驱动电路55响应来自控 制装置50的驱动控制信号，驱动橡胶加热器H，由此，将载置于台架23 的生料薄板4G的温度控制在预先设定的温度。在本实施方式中，预先设 定的生料薄板4G的温度、即喷出面4Ga的温度是在从喷头30喷出时的 金属墨F的温度以上，且小于金属墨F所含有的液体组成的沸点的温度。 这里，液体组成的沸点是指金属墨F中含有的液体组成之中沸点最低的组 成的沸点。
艮口，控制装置50将生料薄板4G的温度控制在从喷头30喷出时的金 属墨F的温度以上。由此，金属墨F在喷出时不会在喷头30中干燥，且 在作为液滴Fb滴落时会被迅速加热而干燥。而且，控制装置50将生料薄 板4G的温度控制为小于液体组成的沸点。由此，当金属墨F作为液滴Fb 滴落时，由于液滴Fb被加热为小于沸点，所以，不会在生料薄板4G上突 沸。
接着，对利用上述液滴喷出装置20而形成的生料薄板4G的布线图案 形成方法进行说明。
如图2所示，液滴喷出装置20将生料薄板4G载置于台架23，将生 料薄板4G的喷出面4Ga配置在上侧。此时，台架23将生料薄板4G配置 在载物台29的与Y箭头方向相反的方向。该生料薄板4G具有过孔7、过 孔布线8，通过液滴喷出装置20在喷出面4Ga形成作为布线图案的内部 布线6。
从该状态开始，由输入输出装置51向控制装置50输入用于形成内部 布线6的位图数据BD。控制装置50对从输入输出装置51输入的位图数 据BD进行存储。此时，控制装置50通过利用橡胶加热器驱动电路55驱 动橡胶加热器H,将生料薄板4G的整体同样加热至规定温度。即，生料 薄板4G的喷出面4Ga被控制为温度在从喷头30喷出时的金属墨F的温 度以上，且低于金属墨F中含有的液体组成的沸点(小于液体组成中沸点 最低的温度)。
接着，控制装置50通过利用Y轴电动机驱动电路53驱动Y轴电动 机MY来搬送台架23，由此，喷头30可以在目标形成位置的正上方通过。 然后，控制装置50通过利用X轴电动机驱动电路52驱动X轴电动机MX 来开始喷头30的扫描(往动)。
当开始了喷头30的扫描(往动)时，控制装置50根据位图数据BD 生成图案形成用控制信号SI，并向头驱动电路54输出图案形成用控制信 号SI和驱动电压COM。 g卩，每当控制装置50通过头驱动电路54驱动各 压电元件PZ，使喷头30位于用于形成内部布线6的位置上时，都从所选 择的喷嘴N喷出液滴Fb。由于生料薄板4G被加热为是喷出时液滴Fb的 温度以上，所以该滴落于生料薄板4G的液滴Fb会迅速干燥。并且，由于 生料薄板4G是通气性基板，所以，如图6所示，液滴Fb朝向生料薄板 4G内蒸发，可进一步促进干燥。
在本实施方式中，如图7及图8 (a) (d)所示，喷出的各液滴Fb 分别顺次滴落在用于形成内部布线6的各位置。详细而言，在本实施方式 中，为了形成图案而首先滴落的液滴Fb通过自身一部分的干燥，定着(锁 定)于生料薄板4G，即停止自身的润展。滴落于生料薄板4G的接下来的 液滴Fb按照自身的一部分与先前的液滴Fb重叠的方式，被喷出到图7及 图8 (a)中由单点划线表示的位置。
艮口，喷头30喷出液滴Fb的时机，可根据从液滴Fb被喷头30喷出的 时候开始到固定(锁定)于生料薄板4G为止所需要的时间、从喷头30喷 出前一液滴Fb的位置到达喷出下一个液滴Fb的位置为止所需要的移动时 间等来决定。因此，液滴喷出装置20可以根据生料薄板4G的加热温度、 喷头30的移动速度等预先通过实验等设定喷出时机、即喷出间隔时间。
因此，在沿着X箭头方向使喷头30往动、同时以上述喷出间隔时间
喷出液滴Fb时，液滴喷出装置20使先前滴落于生料薄板4G的液滴Fb 迅速干燥。
然后，如图8 (b)所示，当先前的液滴Fb相对生料薄板4G处于固 定的状态时，下一个液滴Fb按照自身的一部分与处于固定状态的先前液 滴Fb重叠的方式，滴落在图8 (c)的单点划线表示的位置。此时，由于 处于固定状态的先前液滴Fb被锁定于生料薄板4G，所以，不会被下一个 液滴Fb吸引。而且，由于对和先前液滴Fb重叠的下一个液滴Fb而言， 自身未重叠的部分被生料薄板4G加热，所以，会直接开始干燥而迅速被 干燥成为固定状态。.因此，下一个液滴Fb不会被先前的液滴Fb吸引。
结果，顺次滴落在用于形成内部布线6的各位置的液滴Fb，以分别不 从滴落的位置偏移的状态被干燥。因此，如图8 (d)所示，液滴喷出装置 20可以形成用于内部布线6的布线用图案P。并且，由于液滴喷出装置20 不仅加热生料薄板4G，还使用通气性基板的生料薄板4G，所以，会迅速 使滴落的液滴Fb干燥、将其固定于生料薄板4G。结果，由于液滴喷出装 置20可缩短液滴Fb的喷出间隔时间，所以，能够在短时间内形成用于内 部布线6的布线用图案P。并且，由于将生料薄板4G的温度控制为低于 液滴Fb的沸点的温度，所以，液滴喷出装置20可避免滴落的液滴Fb的 突沸，从而能够可靠地形成布线用图案P。
控制装置50使喷头30沿X箭头方向扫描(往动)，完成第一次的液 滴Fb的动作。接着，控制装置50为了将液滴Fb喷出到用于形成内部布 线6的生料薄板4G上的新位置，在通过利用Y轴电动机驱动电路53驱 动Y轴电动机MY，使台架23在Y方向搬送规定量之后，使喷头30沿与 X箭头方向相反的方向扫描(复动)。
当开始喷头30的扫描(复动)时，控制装置50与上述同样地根据位 图数据BD并通过头驱动电路54驱动各压电元件PZ。然后，每当喷头30 位于用于形成内部布线6的各位置时，控制装置50都使液滴Fb从所选择 的喷嘴N喷出。该情况下也与上述同样，首先滴落于生料薄板4G的液滴 Fb直接开始干燥而迅速干燥。然后，如果液滴Fb相对生料薄板4G处于 固定的状态，则控制装置50使下一个液滴Fb滴落，以使其自身的一部分 与处于固定状态的液滴Fb重叠。之后，控制装置50使喷头30沿着X箭头方向及与X箭头方向相反 的方向往复移动，并且，沿着Y箭头方向搬送台架23。并且，控制装置 50在喷头30的往复运动中反复进行以基于位图数据BD的时机喷出液滴 Fb的动作。由此，液滴喷出装置20在生料薄板4G上通过液滴Fb形成内 部布线6的布线用图案P。
接着，将如上所述而构成的第一实施方式的效果记述如下。
(1) 根据上述实施方式，由于生料薄板4G的温度被加热为喷出时的 液滴Fb的温度以上，所以，滴落的液滴Fb会迅速干燥。因此，液滴喷出 装置20可以縮短液滴Fb的喷出间隔时间，能够在短时间内形成布线用图 案P。
(2) 根据上述实施方式，由于生料薄板4G是通气性基板，所以，液 滴Fb可以通过生料薄板4G内进行蒸发，由此，可进一步促进干燥。因此， 液滴喷出装置20可进一步縮短液滴Fb的喷出间隔时间，从而能够以更短 的时间形成布线用图案P。
(3) 根据上述实施方式，由于生料薄板4G的加热温度被控制为低于 液滴Fb的沸点的温度，所以，滴落的液滴Fb不会突沸。因此，液滴喷出 装置20可形成高密度、高精细的布线用图案P。
(4) 根据上述实施方式，液滴喷出装置20在先前滴落的液滴Fb处 于固定状态时，按照与其一部分重叠的方式滴落下一个液滴Fb。因此，处 于固定状态的先前液滴Fb不会被按照自身的一部分重叠的方式而滴落的 下一个液滴Fb吸引。从而，液滴喷出装置20可形成高密度、高精细的布 线用图案P。
(5) 根据上述实施方式，液滴喷出装置20通过橡胶加热器H对生料 薄板4G的整个上面进行同样加热。因此，滴落于生料薄板的液滴Fb从自 身的外周部开始蒸发，与中央部相比，外周部的固体成分(粒子)浓度迅 速达到饱和浓度。结果，滴落的液滴Fb停止沿着生料薄板4G的面方向的 自身润展。即，由于滴落的液滴Fb从外周部开始处于固定状态，所以维 持着滴落时的外形形状。结果，液滴喷出装置20可形成高密度、高精细 的图案。
(6) 根据上述实施方式，由于液滴喷出装置20利用滴落的液滴Fb
到固定为止的时间来设定喷出间隔时间，所以，在先前的液滴确实成为固 定状态之后，可以喷出接下来的液滴。
(第二实施方式)
下面，根据图9 图11对将本发明具体化的第二实施方式进行说明。
第二实施方式变更了第一实施方式的台架23。因此，在下面将详细说明该
变更点。
图9中，台架23具有台架主体23a、在台架主体23a的上面配置的橡 胶加热器H、和配置在橡胶加热器H的上面而构成载置部的台架板23b。 台架主体23a配置在基台21的上面，通过接收Y轴电动机MY的驱动力， 沿着Y箭头方向及与Y箭头方向相反的方向移动。橡胶加热器H配置在 台架主体23a与台架板23b之间，将在台架板23b的上面载置的生料薄板 4F加热为规定的温度。台架板23b是陶瓷基板、是具有通气性的多孔质基 板，在其上面载置生料薄板4G。载置于台架板23b的生料薄板4G通过台 架板23b接收来自橡胶加热器H的热量，使自身的整个上面升到规定的温 度。
如图9中虚线所示，台架23具有从台架主体23a的内部延伸到橡胶 加热器H的上面的吸引通路23c。对于吸引通路23c而言，其一端开口部 在台架板23b的下面，被配置在与所配置的生料薄板4G对置的位置。吸 引通路23c的另一端开口部与未图示的吸引管连接，该吸引管连接在台架 主体23a的侧面。吸引管与吸引泵VP (参照图11)连接，从而可经由吸 引管及吸引通路23c对台架板23b的下侧进行减压。此时，由于台架板23b 是具有通气性的多孔质基板，所以，吸引泵VP的吸引力在台架板23b内 通过，到达生料薄板4G下面的整体。作用于生料薄板4G下面的吸引力 使生料薄板4G吸附于台架板23b。
图10中，滴落于生料薄板4G的金属墨F (液滴Fb)从自身的表面使 溶剂或分散剂的一部分蒸发。此时，由于生料薄板4G被加热，所以，可 以促进液滴Fb中含有的溶剂或分散剂的蒸发。并且，由于生料薄板4G是 通气性基板，所以如图10所示，滴落于生料薄板4G的液滴Fb在与生料 薄板4G相接一侧，也通过生料薄板4G使溶剂或分散剂的一部分蒸发。
因此，滴落于生料薄板4G的液滴Fb可进一步縮短自身干燥所需要的时间。 并且，由于生料薄板4G配置在通气性的台架板23b上，所以，通过 吸引泵VP经由台架板23b的吸引力，使得自身的下面被吸引。由于滴落 于生料薄板4G的液滴Fb受到吸引泵VP的吸引力，所以，使溶剂或分散 剂进一步朝向生料薄板4G内扩散。结果，滴落于生料薄板4G的液滴Fb 可进一步縮短干燥时间。
另外，在本实施方式中，可以通过将滴落于生料薄板4G (通气性基 板)的液滴Fb的接触角、生料薄板4G的气孔率、及作用在生料薄板4G 的下面的吸引力等设定于规定范围，使得滴落于生料薄板4G的液滴Fb 不浸透到生料薄板4G内。
接着，根据图11对如上所述而构成的液滴喷出装置20的电气构成进 行说明。
在图11中，控制装置50根据所存储的各种数据及各种控制程序，执 行台架23的搬送处理、载物台29的搬送处理、喷头30的液滴喷出处理、 橡胶加热器H的加热处理、生料薄板4G的下侧的减压处理等。
控制装置50上连接有吸引泵驱动电路56。控制装置50向吸引泵驱动 电路56输出驱动控制信号。吸引泵驱动电路56响应来自控制装置50的 驱动控制信号，驱动吸引泵VP，由此，以规定的减压状态对载置于台架 板23b的生料薄板4G进行载置固定。
在形成布线图案时，控制装置50通过对设置于台架主体23a的橡胶 加热器H进行驱动，将载置于台架板23b的生料薄板4G的整体同样地加 热为所述规定温度。即，生料薄板4G的喷出面4Ga的温度被控制为从喷 头30喷出时的金属墨F的温度以上，且低于金属墨F中含有的液体组成 的沸点(低于液体组成中的沸点最低的温度)。并且，控制装置50通过 吸引泵驱动电路56驱动吸引泵VP，对载置于台架板23b的生料薄板4G 下侧进行减压。因此，由于生料薄板4G的下侧处于减压状态，所以，朝 向生料薄板4G内的液滴Fb的蒸汽扩散被进一步促进，由此，可进一步縮 短液滴Fb的干燥时间。
接着，对如上所述而构成的第二实施方式的效果进行如下叙述。 (7)根据上述实施方式，由于生料薄板4G的下侧处于减压状态，所
以，对滴落于生料薄板4G的金属墨F而言，可进一步促进朝向生料薄板 4G内的蒸汽扩散。结果，滴落于生料薄板4G的金属墨F可进一步缩短干 燥时间。
(8) 并且，生料薄板4G被配置在具有通气性的多孔质性台架板23b。 因此，由于生料薄板4G的下侧经由多孔质台架板23b被减压，所以，可 使生料薄板4G的下侧整体被均匀地减压。结果，滴落于生料薄板4G的 液滴Fb不会被滴落的位置左右，可以使与生料薄板4G接触一面侧的蒸发 均匀地扩散。
(9) 进而，由于从液滴Fb蒸发的蒸汽通过吸引通路23c被吸引泵 VP汇集，所以，液滴喷出装置20可以降低因蒸汽引起的污染。
此外，上述实施方式可进行以下变更。
在上述实施方式中，台架板23b是通气性的多孔质陶瓷基板。台架板 23b不限定于此，只要是具有通气性的材质即可，例如可以是具有通气性 的烧结金属。
在上述实施方式中，台架23在台架主体23a上层叠橡胶加热器H、 和由通气性的多孔质陶瓷基板构成的台架板23b。也可以将其构成为例如 台架主体23a的上面具有凹部、在该凹部的底部配置有橡胶加热器H，在 该橡胶加热器H的上部配置有台架板23b的结构。
而且，台架23的整体可以是具有通气性的多孔质性陶瓷，也可以是 通气性的多孔质烧结金属。
在上述实施方式中，在使下一个液滴Fb —部分重叠地滴落于先前液 滴Fb时，液滴喷出装置20在先前的液滴Fb处于固定在生料薄板4G上的 状态之后，使下一个液滴滴落。但不限定于此，液滴喷出装置20也可以 在先前的液滴Fb处于固定在生料薄板4G的状态之前，滴落下一个液滴 Fb。
在上述实施方式中，按照自身的一部分与先前的液滴Fb重叠的方式 滴落下一个液滴Fb。但不限定于此，也可以按照下一个液滴Fb的一部分 不与先前液滴Fb重叠的方式进行滴落。
在上述实施方式中，先前的液滴Fb与下一个液滴Fb以滴落半径一半 的间距进行重叠，但也可以适当变更该重叠的情况来实施。
在上述实施方式中，通过根据喷出的顺序来重叠多个液滴Fb,形成了
布线用图案P。但不限定于此，例如也可以按照图12 (a) (f)所示的 顺序喷出多个液滴Fb，来形成布线用图案P。
艮P，如图12 (a)所示，为了形成图案，当先前的液滴Fb滴落到规定 位置时，在从滴落后的液滴Fb离开的由1单点划线表示的滴落位置Al 处，滴落接下来的液滴Fb。当液滴Fb滴落于滴落位置Al时，下一个液 滴Fb按照自身的一部分与最初滴落的液滴Fb重叠的方式，滴落在图12 (b)中由单点划线表示的滴落位置A2。
当液滴Fb滴落于滴落位置A2时，接下来的液滴Fb按照自身的一部 分与滴落于滴落位置Al的液滴重叠的方式，滴落在图12 (c)中由单点 划线表示的滴落位置A3。以后，按照同样的方法，以图12 (d) 、 (e) 所示的顺序，在滴落位置A4、 A5滴落配置液滴Fb。由此，可形成图12 (f)所示的布线用图案P。
在上述实施方式中，由橡胶加热器H加热生料薄板4G，但也可以通 过其他的加热机构加热生料薄板4G。
在上述实施方式中，功能液被具体化为金属墨F。但不限定于此，例 如功能液也可以具体为含有液晶材料的功能液。即，只要功能液是为了形 成图案而喷出的液体即可。
在上述实施方式中，基体被具体为生料薄板4(3。但不限定于此，只 要基板是通气性基板、不使液滴直接浸透的基板，这可采用任意的基板。
在上述实施方式中，液滴喷出机构被具体为压电元件驱动方式的液滴 喷头30。但不限定于此，液滴喷头也可被具体为电阻加热方式或静电驱动 方式的喷头。
权利要求
1、一种图案形成方法，用于在基板上形成图案，通过将由含有功能材料的功能液构成的液滴喷出到被加热的通气性基板的上面，从而在所述通气性基板的上面形成所述图案。
2、 根据权利要求l所述的图案形成方法，其特征在于， 当喷出所述液滴时，对所述通气性基板的下侧进行减压。
3、 根据权利要求2所述的图案形成方法，其特征在于， 当喷出所述液滴时，将所述通气性基板载置于具有通气性的多孔质性的台架上，使所述通气性基板吸附于所述台架。
4、 根据权利要求1 3中任意一项所述的图案形成方法，其特征在于， 当喷出所述液滴时，将所述通气性基板的表面温度设定为在喷出所述液滴时的所述功能液的温度以上、且低于所述功能液中含有的液体组成的 沸点。
5、 根据权利要求1 4中任意一项所述的图案形成方法，其特征在于， 所述通气性基板是多孔质性基板，是由陶瓷粒子和树脂构成的低温烧成用薄板，所述功能液是分散有作为功能材料的金属粒子的液体。
6、 一种液滴喷出装置，具有对基板进行载置的台架、和将含有功 能材料的功能液作为液滴喷出的液滴喷头，通过使所述台架和所述液滴喷头相对移动，并且从所述液滴喷头向载 置于所述台架的所述基板的上面喷出所述液滴，从而在所述基板的上面形 成图案，所述基板是通气性基板，所述台架具有加热所述基板的加热机构。
7、 根据权利要求6所述的液滴喷出装置，其特征在于，所述台架包括载置部，其具有通气性，对所述基板进行载置；和减压机构，其经由所述载置部对载置于所述载置部的所述基板的下侧 进行减压。
8、 一种电路基板，安装有电路元件，并具有与所述电路元件电连接 的布线，所述布线通过权利要求1 5中任意一项所述的图案形成方法形成。
全文摘要
台架(23)将生料薄板(4G)载置到通气性的台架板(23b)上，并通过在台架板(23b)的下侧设置的橡胶加热器(H)将生料薄板(4G)加热到规定的温度。台架(23)通过经由吸引通路对台架板(23b)的下侧进行减压，使台架板(23b)的内部减压，从而对载置于该台架板(23b)上的生料薄板(4G)下侧的整体减压。滴落于生料薄板(4G)的液滴(Fb)进一步促进朝向生料薄板(4G)内部的蒸发。由此，可进一步缩短滴落于生料薄板(4G)的金属墨的干燥时间。从而，可提供以短时间形成高精度图案的图案形成方法、液滴喷出装置及电路基板。
文档编号H05K3/14GK101193499SQ20071019610
公开日2008年6月4日 申请日期2007年11月28日 优先权日2006年11月29日
发明者三浦弘纲, 丰田直之 申请人:精工爱普生株式会社