(57)【要約】【課題】インキ吐出ユニットからインキを飛散させてパターンを形成する方式を用いて、インキダレを防ぎ微細なパターン形成を行うインキパターン形成装置を提供する。【解決手段】インキ吐出ユニット１と、被印刷物３との間の雰囲気温度を冷却する、インキ冷却機構１２を設け、インキ吐出ユニット１から吐出されたインキが被印刷物３に転写されるまでにインキの温度を下げて、インキの粘度を増加させる。これにより、インキダレを防ぎ、微細なパターン形成を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インキ吐出ユニットを用いて、テーブル上に載置された被印刷物にインキを塗布するパターン形成装置であって、
前記被印刷物の温度を常温以下に冷却する第１の冷却機構と、
前記インキ吐出ユニットと前記被印刷物との間の雰囲気温度を常温以下に冷却する第２の冷却機構とを備えることを特徴とする、微細パターン形成装置。
【請求項２】
前記第２の冷却機構は、前記インキ吐出ユニットと前記被印刷物との間の雰囲気温度Ｔを、１６℃≦Ｔ＜常温に冷却することを特徴とする、請求項１に記載の微細パターン形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板等の被印刷物上にインキの微細パターンを形成するインキパターン形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品に代表される配線形成が不可欠な製品では、近年の高機能化・高密度化に伴い、配線パターンの微細化が要求されている。
微細パターンの形成には、フォトリソによる方式や、スクリーン印刷方式や、インクジェットディスペンサーを用いたインキを転写する方式等、が採られている。特に、スクリーン印刷方式やインクジェットディスペンサーを用いたインキを転写する方式は、フォトリソによる方式に比べコストの点で有利であったが、微細化や位置精度の点ではフォトリソによる方式に対して劣るという問題があった。
この原因の１つとして、スクリーン印刷方式やインクジェットディスペンサーを用いた方式では、粘性のあるインキを転写するため、転写した粘性のあるインキによってインキダレが起きてしまい、微細化が困難であるということが挙げられる。
【０００３】
このため、インキを転写する方式で微細パターン形成を実現する手段として、特許文献１に記載のようにインキの温度を調整する方式が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４９３５７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術では、インクジェットによるインキパターン形成装置において、被印刷物である基板を設置するステージに冷却機構を設け、微細パターン形成時に基板を冷却することで、基板に転写されたインキを冷却し、インキ粘度を増加させてインキのダレを防ぐという手段を採っている。
【０００６】
この従来技術では、例えばスクリーン印刷のように、冷却された被印刷物である基板とインキが充填された版とが接触し、インキの粘度が増加した後にインキの転写が行われる場合は効果が得られる。ところが、インクジェットディスペンサーのような、インキ吐出ユニットからインキを飛散させる方式では、被印刷物である冷却された基板へインキが接触したとき初めてにインキの冷却が行われるため、インキの粘度の増加が間に合わずにインキダレが起こってしまい、十分な効果を得ることができないという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、上記問題を解決するために、インキ吐出ユニットからインキを飛散させてパターンを形成する方式を用いて、インキダレを防ぎ微細なパターン形成を行うインキパターン形成装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、例えばインクジェット方式のようなインキを吐出するユニットを用いて、テーブル上に載置された被印刷物にインキを塗布するインキパターン形成装置であって、被印刷物の温度を常温以下に冷却する第１の冷却機構と、インキ吐出ユニットと被印刷物との間の雰囲気温度を常温以下に冷却する第２の機構を備えることを特徴とする。
特に、第２の冷却機構は、常温が１６℃以上である場合には、インキ吐出ユニットと被印刷部との間の雰囲気温度Ｔを、１６℃≦Ｔ＜常温に冷却することが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】
上記本発明によれば、インキ吐出ユニットと被印刷物との間の雰囲気温度を常温以下に冷却する機構を用いて、インキ吐出ユニットから吐出されたインキが被印刷物に付着する前にインキの温度を低下させることで、インキ粘度を増加させて流動性を悪くする。これにより、被印刷物にパターニングしたインキのタレを防ぐことができる。
特に、インキ吐出ユニットと被印刷物との間の雰囲気温度を常温より低い温度にすれば、インキ吐出ユニットから吐出されたインキの冷却を早めることができ、インキが被印刷物に付着した際のインキダレをさらに低減する効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係るインキパターン形成装置の概略構成を示す図
【図２】図１に示すインキパターン形成装置において、インキ吐出ユニット１とインキ冷却機構１２との位置関係を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、インキの粘度が温度によって変化する特性があることを利用し、インキパターン形成装置においてインキの温度を低下させてインキの粘度を増加させることで、インキダレを防ぎ微細パターンの形成を可能にする。これを実現するために、本発明のインキパターン形成装置は、インキ吐出ユニットと被印刷物を固定するステージとの間の雰囲気温度を低下させる機構を設けている。
これにより、本発明のインキパターン形成装置では、インキ吐出ユニットから吐出されたインキの冷却を促進させ、インキの粘度の増加を早めることで、インキダレを低減し、インキパターンの微細化が向上する。
【００１２】
以下に、図１及び図２を用いて、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るインキパターン形成装置の概略構成を示す図である。図２は、図１に示す本実施形態のインキパターン形成装置において、インキ吐出ユニット１と、被印刷物３と、インキ冷却機構１２との位置関係を説明するために、装置の一部を透過させた図である。なお、この図１及び図２に示したインキパターン形成装置はあくまで一例であって、各構成の配置は図示したものに限られるものではない。
【００１３】
本実施形態のインキパターン形成装置は、インキ吐出ユニット１と、被印刷物３を載置してテーブル面に一時的に固定する上下動可能なテーブル２とを備えている。インキ吐出ユニット１は、テーブル２と水平な方向（図１に示すＸＹ軸方向）に移動可能となっている。
【００１４】
本実施形態では、インキパターンを塗布する装置に、例えばインクジェット方式のようなインキ吐出ユニット１を備えた、インキパターン形成装置を用いている。マスクを利用した装置ではなくインキ吐出の装置を用いる理由としては、例えば、配線電極等のインキパターンの微細化に伴い、スクリーンマスクのスリット製作において、単に印刷パターンのダウンサイジングによる加工が難しいこと、仮にスリット製作を実施できたとしてもマスクと被印刷物との位置合わせ精度の向上が必要となり、インキパターン形成の段取りに時間を要すること、等が挙げられる。また、一般的に、インキは高粘度（約１５〜３０Ｐａ・ｓ）であるため、マスクに形成された微細なスリット（流路）に対して印刷時の流動性が悪いこと、仮にマスクのスリットへのエア溜まりや塵埃詰まり等による印刷抜けや印刷量不足の回避のために、強い印圧により電極上にインキパターンを形成したとしても、隣接する電極パターン上のインキパターンと架橋して印刷不良を起こし易いこと、等も挙げられる。さらに、大きな印圧でマスクを基板側に押し付けることになり、マスクの寿命が短いという問題もある。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態のインキパターン形成装置は、被印刷物３を載置するテーブル２の両側に、Ｙ軸方向に延びた２本のリニアレール４が設けてある。２本のリニアレール４の上には、それぞれ移動ステージ５が設けてある。移動ステージ５には、取り付け脚６が設けてあり、取り付け脚６の上方にテーブル２を跨いで移動フレーム７が取り付けられている。すなわち、移動フレーム７がＹ軸方向に移動可能なように構成されている。この移動フレーム７には、インキ吐出ユニット１をＸ軸方向に移動させるためのヘッド移動機構（リニアレール）８が設けてある。
【００１６】
ヘッド移動機構８には、Ｚ軸テーブル９が取り付けられており、Ｚ軸テーブル９がＸ軸方向に移動可能なように構成されている。このＺ軸テーブル９に、インキ吐出ユニット１が取り付けられている。また、Ｚ軸テーブル９には、Ｚ軸モータ１０が設けてあり、インキ吐出ユニット１がＺ軸方向に移動可能なように構成されている。さらに、Ｚ軸テーブル９には、インキ吐出ユニット１を回転させるためのＲ軸モータ１１が設けてある。
【００１７】
インキを被印刷物３に吐出すると、インキのチキソ性によりインキが液状となり、電極上部だけでなく、電極外に広がってしまう可能性が高い。そのため、被印刷物３を保持するテーブル２には、被印刷物３を冷却する被印刷物冷却機構（図示せず）が設けてある。インキ塗布時には、この被印刷物冷却機構を動作させて、インキが基板上の電極部に接触すると、被印刷物３の温度を急激に低下させてインキの粘性を増加させるようにしている。本実施形態の被印刷物冷却機構としては、例えば、テーブル２内に冷却水を循環させる水冷方式や、ペルチェ素子を配置して電気的に冷却する方式等の設備を用いることができる。
【００１８】
さらに、本実施形態のインキパターン形成装置は、図示するように、インキ吐出ユニット１のヘッド先端から被印刷物３までの空間を冷却する、つまりインキ吐出ユニット１と被印刷物３との間の雰囲気温度を低下させる、インキ冷却機構１２を設けている。このインキ冷却機構１２によって、ヘッド先端から飛散するインキの温度を、直接低下させるようにしている。本実施形態のインキ冷却機構１２としては、例えば、気化圧縮型や気化吸収型などの冷蔵方式の設備を用いることができる。また、効率良く雰囲気温度を低下させるために、インキパターン形成装置をボックスなどで囲ってもよい。
【００１９】
なお、テーブル２には、塗布時に被印刷物３が移動しないように、負圧により被印刷物３を保持するための被印刷物吸着機構が設けてある。
【００２０】
次に、本実施形態のインキパターン形成装置の動作を説明する。  
テーブル２に被印刷物３が載置されると、被印刷物吸着機構が動作して被印刷物３がテーブル２に固定される。次に、インキ吐出ユニット１を、ＸＹ軸方向に移動して初期位置に移動させる。次に、被印刷物３に設けてある電極パターンに対する、インキ吐出ユニット１の位置ずれ量を求め、そのずれを補正するようにインキ吐出ユニット１のＸＹ軸方向の移動及び回転を行う。インキ吐出ユニット１の位置決めが完了すると、インキ吐出ユニット１にインキが供給され、被印刷物３にインキの塗布が開始される。このインキ塗布の開始に応じて、インキ冷却機構１２及び被印刷物冷却機構が動作して、インキ冷却機構１２が吐出飛散中のインキをまず冷却し、被印刷物冷却機構が被印刷物３に付着転写されたインキをさらに冷却する。これにより、インキ粘度を十分に増加させることができ、インキダレを防ぐことが可能となる。
【００２１】
また、インキ吐出ユニット１と被印刷物３との間の冷却後の雰囲気温度Ｔは、冷却前である常温よりも低ければよいが、発明者らによる鋭意検討の結果、１６℃≦Ｔ＜常温（但し、常温が１６℃以上の場合）であることが望ましい。雰囲気温度Ｔが常温より低くないと、インキの温度が十分に下がらずインキ粘度の増加を得られない。一方、雰囲気温度Ｔを１６℃以下にすると空気中の水分が結露してしまい、インキが吸湿することでインキの特性が変化する可能性がある。
【００２２】
以上のように、本発明の一実施形態に係るインキパターン形成装置によれば、インキ吐出ユニット１と被印刷物３との間の雰囲気温度を冷却する機構を設け、飛散中のインキを急冷することでインキ粘度を増加させている。これにより、粘度が増加したインキを被印刷物３に塗布することができるので、塗布されたインキが流れて広がることがなく、印刷精度を向上させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、基板等の被印刷物上にインキの微細パターンを形成するインキパターン形成装置に利用可能であり、特にインキダレを防ぎたい場合に有用である。
【符号の説明】
【００２４】
１  インキ吐出ユニット
２  テーブル
３  被印刷物
４  リニアレール
５  移動ステージ
６  取り付け脚
７  移動フレーム
８  ヘッド移動機構
９  Ｚ軸テーブル
１０  Ｚ軸モータ
１１  Ｒ軸モータ
１２  インキ冷却機構
【図１】
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【図２】
2014188404.tif 000004