(57)【要約】  絶縁性の支持体または基板上に、金属微粒子を含有する金属含有液を塗布する塗布ステップと、金属含有液をレーザ光で焼成処理することで、配線を形成する焼成処理ステップと、塗布ステップと焼成処理ステップとを繰り返すことで、配線を積層する積層ステップとを含み、配線の積層数に基づいて焼成処理ステップにおけるレーザ光の単位面積当たりのレーザ照射量を変更する配線形成方法。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の支持体または基板上に、金属微粒子を含有する金属含有液を塗布する塗布ステップと、
前記金属含有液をレーザ光で焼成処理することで、配線を形成する焼成処理ステップと、
前記塗布ステップと前記焼成処理ステップとを繰り返すことで、前記配線を積層する積層ステップと
を含み、
前記配線の積層数に基づいて前記焼成処理ステップにおけるレーザ光の単位面積当たりのレーザ照射量を変更する配線形成方法。
【請求項２】
前記配線の積層数が設定数以上である場合に、前記配線の積層数が多くなるにつれて、レーザ光の単位面積当たりのレーザ照射量を減らす請求項１に記載の配線形成方法。
【請求項３】
前記配線の積層数が設定数以上である場合に、前記配線の積層数が多くなるにつれて、レーザ光照射時における、レーザ光を照射する照射装置と、前記金属含有液が塗布された前記支持体または前記基板との相対速度を速くする請求項１または請求項２に記載の配線形成方法。
【請求項４】
前記配線の積層数が多くなるにつれて、レーザ光の単位面積当たりのレーザ照射時間を短くする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の配線形成方法。
【請求項５】
前記配線の積層数が多くなるにつれて、レーザ光の単位面積当たりのレーザ強度を弱くする請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の配線形成方法。
【請求項６】
金属微粒子を含有する金属含有液を、絶縁性の支持体または基板上に塗布する塗布装置と、
前記塗布装置により塗布された前記金属含有液にレーザ光を照射し、その金属含有液を焼成することで、配線を形成する照射装置と、
前記塗布装置と前記照射装置との作動を制御し、前記金属含有液の塗布と前記金属含有液の焼成とを繰り返すことで、前記配線を積層させる制御装置と
を備え、
前記配線の積層数に基づいて前記照射装置によるレーザ光の単位面積当たりのレーザ照射量を変更する配線形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、絶縁性の支持体または基板上に、金属微粒子を含有する金属含有液を塗布し、その金属含有液をレーザ光で焼成処理することで、配線を形成する配線形成方法、および配線形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、下記特許文献に記載されているように、絶縁性の支持体または基板上に、金属微粒子を含有する金属含有液を塗布した後に、その金属含有液にレーザ光を照射し、金属含有液を焼成処理することで、配線を形成する技術が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−５９９４２号公報
【特許文献２】国際公開第２０１４／０４１６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
金属含有液にレーザ光が照射され、金属含有液の焼成により配線が形成されるが、金属含有液を適切に焼成するべく、比較的薄い状態で金属含有液が吐出され、その薄い状態の金属含有液の焼成により配線が形成される。このため、配線の厚さは、比較的薄い。そこで、金属含有液の吐出処理と、金属含有液へのレーザ光の照射処理とが繰り返され、配線が積層されることで、ある程度の厚みを有する配線の積層体が形成される。この際、配線の積層数が多くなれば、金属含有液の吐出処理とレーザ光の照射処理とを多く繰り返す必要があり、配線の形成時間に要する時間が長くなる虞がある。また、レーザ光を照射する装置による消費電力量も多くなる虞がある。このように、レーザ光の照射により配線を形成する技術には、改良の余地が多分に残されており、改良を施すことで、実用性が向上する。そこで、本開示は、レーザ光の照射による配線形成技術の実用性の向上を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本明細書は、絶縁性の支持体または基板上に、金属微粒子を含有する金属含有液を塗布する塗布ステップと、前記金属含有液をレーザ光で焼成処理することで、配線を形成する焼成処理ステップと、前記塗布ステップと前記焼成処理ステップとを繰り返すことで、前記配線を積層する積層ステップとを含み、前記配線の積層数に基づいて前記焼成処理ステップにおけるレーザ光の単位面積当たりのレーザ照射量を変更する配線形成方法を開示する。【０００６】
また、本明細書は、金属微粒子を含有する金属含有液を、絶縁性の支持体または基板上に塗布する塗布装置と、前記塗布装置により塗布された前記金属含有液にレーザ光を照射し、その金属含有液を焼成することで、配線を形成する照射装置と、前記塗布装置と前記照射装置との作動を制御し、前記金属含有液の塗布と前記金属含有液の焼成とを繰り返すことで、前記配線を積層させる制御装置とを備え、前記配線の積層数に基づいて前記照射装置によるレーザ光の単位面積当たりのレーザ照射量を変更する配線形成装置を開示する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、配線の積層数に基づいて、金属含有液に照射されるレーザ光の単位面積当たりのレーザ照射量が変更される。レーザ照射量は、レーザ光の照射時間とレーザ照射強度とを乗じたものであることから、レーザ光の照射量の変更により、例えば、レーザ光の照射時間の短縮，レーザ強度の低減等を図ることで、レーザ光の照射による配線の形成技術の実用性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】配線形成装置を示す図である。
【図２】配線形成装置の制御装置を示すブロック図である。
【図３】樹脂積層体が形成された状態の回路を示す断面図である。
【図４】樹脂積層体の上に配線積層体が形成された状態の回路を示す断面図である。
【図５】従来の配線形成方法におけるレーザ光の照射時間と、本開示の配線形成方法におけるレーザ光の照射時間とを示す表である。
【図６】１層目の配線形成時において金属インクにレーザ光が照射される状態を示す概念図である。
【図７】複数層目の配線形成時において金属インクにレーザ光が照射される状態を示す概念図である。
【図８】配線の積層数とステージの移動速度の倍率との関係を示すグラフである。
【図９】配線が積層される際のフローチャートを示す図である。
【図１０】配線の積層数とレーザ光のレーザ強度の倍率との関係を示すグラフである。
【図１１】配線の積層数とステージの移動速度の倍率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１に回路形成装置１０を示す。回路形成装置１０は、搬送装置２０と、第１造形ユニット２２と、第２造形ユニット２４と、制御装置（図２参照）２６とを備える。それら搬送装置２０と第１造形ユニット２２と第２造形ユニット２４とは、回路形成装置１０のベース２８の上に配置されている。ベース２８は、概して長方形状をなしており、以下の説明では、ベース２８の長手方向をＸ軸方向、ベース２８の短手方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方に直交する方向をＺ軸方向と称して説明する。
【００１０】
搬送装置２０は、Ｘ軸スライド機構３０と、Ｙ軸スライド機構３２とを備えている。そのＸ軸スライド機構３０は、Ｘ軸スライドレール３４とＸ軸スライダ３６とを有している。Ｘ軸スライドレール３４は、Ｘ軸方向に延びるように、ベース２８の上に配設されている。Ｘ軸スライダ３６は、Ｘ軸スライドレール３４によって、Ｘ軸方向にスライド可能に保持されている。さらに、Ｘ軸スライド機構３０は、電磁モータ（図２参照）３８を有しており、電磁モータ３８の駆動により、Ｘ軸スライダ３６がＸ軸方向の任意の位置に移動する。また、Ｙ軸スライド機構３２は、Ｙ軸スライドレール５０とステージ５２とを有している。Ｙ軸スライドレール５０は、Ｙ軸方向に延びるように、ベース２８の上に配設されており、Ｘ軸方向に移動可能とされている。そして、Ｙ軸スライドレール５０の一端部が、Ｘ軸スライダ３６に連結されている。そのＹ軸スライドレール５０には、ステージ５２が、Ｙ軸方向にスライド可能に保持されている。さらに、Ｙ軸スライド機構３２は、電磁モータ（図２参照）５６を有しており、電磁モータ５６の駆動により、ステージ５２がＹ軸方向の任意の位置に移動する。これにより、ステージ５２は、Ｘ軸スライド機構３０及びＹ軸スライド機構３２の駆動により、ベース２８上の任意の位置に移動する。
【００１１】
ステージ５２は、基台６０と、保持装置６２と、昇降装置（図２参照）６４とを有している。基台６０は、平板状に形成され、上面に基板が載置される。保持装置６２は、基台６０のＸ軸方向の両側部に設けられている。そして、基台６０に載置された基板のＸ軸方向の両縁部が、保持装置６２によって挟まれることで、基板が固定的に保持される。また、昇降装置６４は、基台６０の下方に配設されており、基台６０を昇降させる。
【００１２】
第１造形ユニット２２は、ステージ５２の基台６０に載置された基板（図３参照）７０の上に配線を造形するユニットであり、第１印刷部７２と、焼成部７４とを有している。第１印刷部７２は、インクジェットヘッド（図２参照）７６を有しており、基台６０に載置された基板７０の上に、金属インクを線状に吐出する。金属インクは、金属の微粒子が溶剤中に分散されたものである。なお、インクジェットヘッド７６は、例えば、圧電素子を用いたピエゾ方式によって複数のノズルから導電性材料を吐出する。
【００１３】
焼成部７４は、レーザ照射装置（図２参照）７８を有している。レーザ照射装置７８は、基板７０の上に吐出された金属インクにレーザを照射する装置であり、レーザが照射された金属インクは焼成し、配線が形成される。なお、金属インクの焼成とは、エネルギーを付与することによって、溶剤の気化や金属微粒子保護膜の分解等が行われ、金属微粒子が接触または融着をすることで、導電率が高くなる現象である。そして、金属インクが焼成することで、金属製の配線が形成される。
【００１４】
また、第２造形ユニット２４は、ステージ５２の基台６０に載置された基板７０の上に樹脂層を造形するユニットであり、第２印刷部８４と、硬化部８６とを有している。第２印刷部８４は、インクジェットヘッド（図２参照）８８を有しており、基台６０に載置された基板７０の上に紫外線硬化樹脂を吐出する。なお、インクジェットヘッド８８は、例えば、圧電素子を用いたピエゾ方式でもよく、樹脂を加熱して気泡を発生させノズルから吐出するサーマル方式でもよい。
【００１５】
硬化部８６は、平坦化装置（図２参照）９０と照射装置（図２参照）９２とを有している。平坦化装置９０は、インクジェットヘッド８８によって基板７０の上に吐出された紫外線硬化樹脂の上面を平坦化するものであり、例えば、紫外線硬化樹脂の表面を均しながら余剰分の樹脂を、ローラもしくはブレードによって掻き取ることで、紫外線硬化樹脂の厚みを均一させる。また、照射装置９２は、光源として水銀ランプもしくはＬＥＤを備えており、基板７０の上に吐出された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する。これにより、基板７０の上に吐出された紫外線硬化樹脂が硬化し、樹脂層が造形される。
【００１６】
また、制御装置２６は、図２に示すように、コントローラ１２０と、複数の駆動回路１２２とを備えている。複数の駆動回路１２２は、上記電磁モータ３８，５６、保持装置６２、昇降装置６４、インクジェットヘッド７６、レーザ照射装置７８、インクジェットヘッド８８、平坦化装置９０、照射装置９２に接続されている。コントローラ１２０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え、コンピュータを主体とするものであり、複数の駆動回路１２２に接続されている。これにより、搬送装置２０、第１造形ユニット２２、第２造形ユニット２４の作動が、コントローラ１２０によって制御される。
【００１７】
回路形成装置１０では、上述した構成によって、基板７０の上に回路パターンが形成される。具体的には、ステージ５２の基台６０に基板７０がセットされ、そのステージ５２が、第２造形ユニット２４の下方に移動される。そして、第２造形ユニット２４において、図３に示すように、基板７０の上に樹脂積層体１３０が形成される。樹脂積層体１３０は、インクジェットヘッド８８からの紫外線硬化樹脂の吐出と、吐出された紫外線硬化樹脂への照射装置９２による紫外線の照射とが繰り返されることにより形成される。
【００１８】
詳しくは、第２造形ユニット２４の第２印刷部８４において、インクジェットヘッド８８が、基板７０の上面に紫外線硬化樹脂を薄膜状に吐出する。続いて、紫外線硬化樹脂が薄膜状に吐出されると、硬化部８６において、紫外線硬化樹脂の膜厚が均一となるように、紫外線硬化樹脂が平坦化装置９０によって平坦化される。そして、照射装置９２が、その薄膜状の紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する。これにより、基板７０の上に薄膜状の樹脂層１３２が形成される。
【００１９】
続いて、インクジェットヘッド８８が、その薄膜状の樹脂層１３２の上に紫外線硬化樹脂を薄膜状に吐出する。そして、平坦化装置９０によって薄膜状の紫外線硬化樹脂が平坦化され、照射装置９２が、その薄膜状に吐出された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射することで、薄膜状の樹脂層１３２の上に薄膜状の樹脂層１３２が積層される。このように、薄膜状の樹脂層１３２の上への紫外線硬化樹脂の吐出と、紫外線の照射とが繰り返され、複数の樹脂層１３２が積層されることで、樹脂積層体１３０が形成される。
【００２０】
上述した手順により樹脂積層体１３０が形成されると、ステージ５２が第１造形ユニット２２の下方に移動され、図４に示すように、配線積層体１３６が形成される。配線積層体１３６は、インクジェットヘッド７６からの金属インクの吐出と、吐出された金属インクへのレーザ照射装置７８によるレーザ光の照射とが繰り返されることにより形成される。
【００２１】
詳しくは、第１造形ユニット２２の第１印刷部７２において、インクジェットヘッド７６が、樹脂積層体１３０の上面に金属インクを、回路パターンに応じて線状に吐出する。続いて、金属インクが回路パターンに応じて吐出されると、焼成部７４において、レーザ照射装置７８が、金属インクにレーザ光を照射する。この際、レーザ光のエネルギーが金属インクに吸収されることによって、金属インクが発熱し、焼成する。これにより、樹脂積層体１３０の上に配線１３８が形成される。なお、インクジェットヘッド７６により吐出された金属インクの厚みは、数μｍ〜数十μｍ程度であり、焼成により形成される配線１３８の厚みは、数百ｎｍ〜数μｍとなる。
【００２２】
続いて、インクジェットヘッド７６が、その配線１３８の上に金属インクを吐出する。そして、レーザ照射装置７８が、その金属インクにレーザ光を照射することで、配線１３８の上に配線１３８が積層される。このように、金属インクの吐出と、吐出された金属インクへのレーザ光の照射とが繰り返され、複数の配線１３８が積層されることで、配線積層体１３６が形成される。なお、配線積層体１３６の厚みは、数十μｍ〜数百μｍとされる。つまり、金属インクの吐出と、吐出された金属インクへのレーザ光の照射とが５０〜１００回程度、繰り返され、５０〜１００の配線１３８が積層されることで、配線積層体１３６が形成される。このように、回路形成装置１０では、紫外線硬化樹脂によって樹脂積層体１３０が形成され、金属インクによって配線積層体１３６が形成されることで、基板７０の上に回路パターンが形成される。
【００２３】
上述したように、回路パターン形成時において、配線積層体１３６は、複数の配線１３８が積層されることで形成される。この際、従来の形成手法では、配線１３８の積層数に関わらず、吐出された金属インクへのレーザ光の単位面積当たりの照射時間は一定とされていた。
【００２４】
具体的には、例えば、１層目の配線１３８の形成時において、吐出された金属インクへのレーザ光の照射時間がＴ秒である場合に、２層目以降の配線１３８の形成時においても、吐出された金属インクへのレーザ光の照射時間はＴ秒とされていた。このため、例えば、１０層の配線１３８の積層により配線積層体１３６が形成される場合において、レーザ光の照射時間の合計は、図５に示すように、（１０×Ｔ）秒となる。また、例えば、１００層の配線１３８の積層により配線積層体１３６が形成される場合において、レーザ光の照射時間の合計は、（１００×Ｔ）秒となる。
【００２５】
なお、各層の配線１３８の形成時における単位面積当たりのレーザ強度は同じとされている。レーザ強度は、金属インクに照射されるレーザ光の強さを示すものであり、レーザ照度とも呼ばれる。このため、従来の配線積層体１３６の形成手法では、単位面積当たりのレーザ光の照射時間と単位面積当たりのレーザ照射強度とを乗じた値、つまり、単位面積当たりのレーザ照射量は、一定とされていた。ちなみに、単位面積当たりのレーザ照射量は、金属インクに照射されるレーザのエネルギーの総量であることから、単位面積当たりのレーザ光の積算光量とも呼ばれる。
【００２６】
しかしながら、配線積層体１３６の形成時において、１層目の配線１３８が形成される際に、金属インクは樹脂製の樹脂積層体１３０の上に吐出され、複数層目の配線１３８が形成される際に、金属インクは金属製の配線１３８の上に吐出される。そして、吐出された金属インクにレーザ光が照射され、レーザ光のエネルギーが金属インクに吸収されることで、金属インクが発熱し、焼成する。この際、樹脂製の樹脂積層体１３０と金属製の配線１３８との熱伝導率の相違により、焼成に必要なレーザ光のエネルギー、つまり、レーザ照射量が異なる。
【００２７】
詳しくは、１層目の配線１３８が形成される際に、図６に示すように、樹脂製の樹脂積層体１３０の上に吐出された金属インク１５０に、レーザ照射装置７８によりレーザ光１５２が照射される。この際、金属インク１５０は、照射されたレーザ光１５２によって発熱し、焼成する。ただし、レーザ光１５２の照射により発熱した金属インク１５０の熱は、樹脂製の樹脂積層体１３０、つまり、熱伝導率の低い樹脂積層体１３０に伝達し難い。このため、樹脂製の樹脂積層体１３０は然程、発熱せず、樹脂積層体１３０の発熱により、金属インク１５０は殆ど加熱されない。つまり、１層目の配線１３８の形成時において、金属インク１５０にレーザ光が照射される際に、金属インク１５０の焼成は、レーザ光の照射により金属インク１５０が発熱することで行われ、樹脂積層体１３０による金属インク１５０の加熱は、金属インク１５０の焼成にほとんど寄与しない。これにより、１層目の配線１３８の形成時において、金属インク１５０にレーザ光が照射される際に、金属インク１５０は、下面から殆ど発熱しないが、上面から発熱することで焼成する。
【００２８】
一方、複数層目の配線１３８が形成される際に、図７に示すように、既に焼成した金属インク、つまり、金属製の配線１３８の上に吐出された金属インク１５０に、レーザ照射装置７８によりレーザ光１５２が照射される。この際、金属インク１５０は、照射されたレーザ光１５２によって発熱し、焼成する。また、レーザ光１５２の照射により発熱した金属インク１５０の熱は、金属製の配線１３８、つまり、熱伝導率の高い配線１３８に伝達し易い。このため、金属製の配線１３８は発熱し、配線１３８の発熱により、金属インク１５０が加熱される。つまり、複数層目の配線１３８の形成時において、金属インク１５０にレーザ光が照射される際に、金属インク１５０は、レーザ光の照射により発熱するだけでなく、配線１３８からの加熱によっても発熱する。これにより、複数層目の配線１３８の形成時において、金属インク１５０にレーザ光が照射される際に、金属インク１５０は、上面からだけでなく、下面からも発熱することで、効率よく焼成する。なお、図６及び、図７で黒塗りされた箇所が、金属インク１５０の焼成箇所である。
【００２９】
このようなことを考慮すると、複数層目の配線１３８の形成時において金属インク１５０に照射されるレーザ光の照射量を、１層目の配線１３８の形成時において金属インク１５０に照射されるレーザ光の照射量より減らしても、複数層目の配線１３８の形成時において金属インク１５０は適切に焼成する。つまり、配線１３８の積層数が多くなるにつれて、金属インク１５０へのレーザ光の照射量を減らしても、金属インク１５０は適切に焼成する。そこで、配線１３８の積層数が多くなるにつれてレーザ光の照射時間が短くされる。なお、配線１３８の積層数に関わらず、レーザ強度は一定とされる。つまり、配線１３８の積層数が多くなるにつれて、金属インク１５０へのレーザ光の照射量を減らすべく、レーザ強度は変更されずに、レーザ光の照射時間が短くされる。
【００３０】
具体的には、図８に示すように、１層目から３層目の配線１３８の形成時において、金属インク１５０にレーザ光が照射される際のステージ５２の移動速度の倍率は１とされる。ここで、移動速度の倍率は、従来の手法により金属インク１５０にレーザ光が照射される際のステージ５２の移動速度に対する倍率である。このため、１層目から３層目の配線１３８の形成時において、金属インク１５０にレーザ光が照射される際のステージ５２の移動速度は、従来の手法により金属インク１５０にレーザ光が照射される際のステージ５２の移動速度と同じとされる。つまり、１層目から３層目の配線１３８の形成時において、金属インク１５０へのレーザ光の照射時間は、従来の手法により金属インク１５０にレーザ光が照射される際のレーザ光の照射時間Ｔと同じとされる。これにより、１層目から３層目の配線１３８の形成時において、金属インク１５０は、下面から殆ど発熱しないが、上面から発熱することで焼成する。
【００３１】
なお、２層目及び３層目の配線１３８の形成時において、金属インク１５０は、１層の配線１３８若しくは２層の配線１３８の上に吐出され、その金属インク１５０にレーザ光が照射される。この際、金属インク１５０の下面側に位置する配線１３８の厚さは非常に薄く、金属インク１５０の発熱により配線１３８に伝達される熱量は非常に少ない。このため、２層目及び３層目の配線１３８の形成時において、金属インク１５０は、下面から殆ど発熱しない。そこで、１層目の配線１３８の形成時だけでなく、２層目及び３層目の配線１３８の形成時においても、移動速度の倍率が１とされる。つまり、１層目の配線１３８の形成時だけでなく、２層目及び３層目の配線１３８の形成時においても、金属インク１５０へのレーザ光の照射時間は、従来の手法により金属インク１５０にレーザ光が照射される際のレーザ光の照射時間Ｔと同じとされる。
【００３２】
また、４層目の配線１３８の形成時において、金属インク１５０にレーザ光が照射される際のステージ５２の移動速度の倍率は５とされる。このため、４層目の配線１３８の形成時において、金属インク１５０にレーザ光が照射される際のステージ５２の移動速度は、１層目の配線１３８の形成時におけるレーザ光照射時のステージ５２の移動速度の５倍とされる。つまり、４層目の配線１３８の形成時において、金属インク１５０へのレーザ光の照射時間は、１層目の配線１３８の形成時におけるレーザ光の照射時間Ｔの１／５とされる。
【００３３】
これは、４層目の配線１３８の形成時において、３層の配線１３８の上に吐出された金属インク１５０にレーザ光が照射され、金属インク１５０の下面側に位置する配線１３８の厚さは、ある程度、厚く、金属インク１５０の熱が配線１３８に伝達するためである。つまり、４層目の配線１３８の形成時において、金属インク１５０にレーザ光が照射される際に、金属インク１５０は、上面から発熱し、下面からもある程度発熱するためである。これにより、４層目の配線１３８の形成時において、金属インク１５０へのレーザ光の照射時間が、１層目の配線１３８の形成時におけるレーザ光の照射時間Ｔの１／５とされても、適切に金属インク１５０は焼成する。
【００３４】
また、５層目以降の配線１３８の形成時において、金属インク１５０にレーザ光が照射される際のステージ５２の移動速度の倍率は１０とされる。このため、５層目以降の配線１３８の形成時において、金属インク１５０にレーザ光が照射される際のステージ５２の移動速度は、１層目の配線１３８の形成時におけるレーザ光照射時の移動速度の１０倍とされる。つまり、５層目以降の配線１３８の形成時において、金属インク１５０へのレーザ光の照射時間は、１層目の配線１３８の形成時におけるレーザ光の照射時間Ｔの１／１０とされる。
【００３５】
これは、５層目以降の配線１３８の形成時において、４層以上の配線１３８の上に吐出された金属インク１５０にレーザ光が照射され、金属インク１５０の下面側に位置する配線１３８の厚さは、比較的、厚く、金属インク１５０の熱が配線１３８に伝達するためである。つまり、５層目以降の配線１３８の形成時において、金属インク１５０にレーザ光が照射される際に、金属インク１５０は、上面から発熱し、下面からも発熱するためである。これにより、５層目以降の配線１３８の形成時において、金属インク１５０へのレーザ光の照射時間が、１層目の配線１３８の形成時におけるレーザ光の照射時間Ｔの１／１０とされても、適切に金属インク１５０は焼成する。
【００３６】
なお、５層目以降の配線１３８の形成時には、配線１３８の積層数が多くなっても、移動速度の倍率は１０倍以上とされない。つまり、５層目以降の配線１３８の形成時には、配線１３８の積層数が多くなっても、レーザ光の照射時間は短くされない。これは、５層目以降の配線１３８の形成時におけるレーザ光の単位面積当たりのレーザ光の照射量が金属インクの焼成に必要な最小値となっており、その照射量より少ない照射量では、金属インクが焼成しないためである。
【００３７】
このように、本開示の配線積層体１３６の形成手法では、図５に示すように、１〜３層目の配線１３８の形成時におけるレーザ光の照射時間は、従来の手法におけるレーザ光の照射時間Ｔと同じとされている。そして、４層目の配線１３８の形成時におけるレーザ光の照射時間は、従来の手法におけるレーザ光の照射時間Ｔの１／５とされ、５層目以降の配線１３８の形成時におけるレーザ光の照射時間は、従来の手法におけるレーザ光の照射時間Ｔの１／１０とされている。
【００３８】
このため、例えば、１０層の配線１３８の積層により配線積層体１３６が形成される場合において、レーザ光の照射時間の合計は、（３．８×Ｔ）秒となる。ここで、従来の手法により配線積層体１３６が形成される際のレーザ光の照射時間の合計と比較してみると、本手法により配線積層体１３６を形成することで、レーザ光の照射時間は、従来の照射時間の３８％となる。また、例えば、１００層の配線１３８の積層により配線積層体１３６が形成される場合において、レーザ光の照射時間の合計は、（１２．８×Ｔ）秒となる。ここで、従来の手法により配線積層体１３６が形成される際のレーザ光の照射時間の合計と比較してみると、本手法により配線積層体１３６を形成することで、レーザ光の照射時間は、従来の照射時間の１２．８％となる。このように、配線積層体１３６の形成において本手法を採用することで、レーザ光の照射時間を大幅に短縮し、回路パターンの形成時間の短縮を図ることが可能となる。
【００３９】
なお、上述した配線積層体１３６の形成は、コントローラ１２０に設けられたプログラム（図２参照）１９０に従って実行される。具体的には、プログラム１９０に従って、図９に示すフローが実行され、まず、金属インクが回路パターンに応じて吐出される（Ｓ１００）。次に、配線１３８の積層数に応じたステージ５２の移動速度が決定される（Ｓ１０２）。詳しくは、コントローラ１２０に、図８に相当するマップデータが記憶されている。そして、そのマップデータが参照されることで、配線１３８の積層数に応じた速度倍率が特定され、その速度倍率に基づいてステージ５２の移動速度が演算される。これにより、配線１３８の積層数に応じたステージ５２の移動速度が決定される。
【００４０】
続いて、ステージ５２の移動速度が決定されると、その決定された移動速度でステージ５２が移動された状態で、金属インクにレーザ光が照射される（Ｓ１０４）。これにより、配線１３８が形成される。そして、その配線１３８の形成により積層された数、つまり、配線１３８の積層数が予め設定されている設定積層数に達したか否かが判断される（Ｓ１０６）。この際、配線１３８の積層数が設定積層数に達していない場合（Ｓ１０６：ＮＯ）に、Ｓ１００以降の処理が繰り返される。一方、配線１３８の積層数が設定積層数に達している場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）に、本フローが終了する。
【００４１】
なお、プログラム１９０は、図２に示すように、塗布部２００と焼成部２０２と積層部２０４とを有している。塗布部２００は、Ｓ１００の処理を実行するための機能部、つまり、金属インクを塗布するための機能部である。焼成部２０２は、Ｓ１０４の処理を実行するための機能部、つまり、レーザ光の照射により金属インクを焼成するための機能部である。積層部２０４は、Ｓ１００とＳ１０４とを繰り返し実行するための機能部、つまり、配線を積層するための機能部である。
【００４２】
また、単位面積当たりのレーザ光の照射量は、単位面積当たりのレーザ光の照射時間と単位面積当たりのレーザ照射強度とを乗じたものである。このため、レーザ強度を弱くすることでも、金属インク１５０へのレーザ光の照射量を減らすことができる。そこで、上記手法と異なり、配線１３８の積層数が多くなるにつれて、レーザ光の照射時間を変更することなく、レーザ強度を弱くすることで、金属インク１５０へのレーザ光の照射量を減らしてもよい。
【００４３】
具体的には、図１０に示すように、１層目から３層目の配線１３８の形成時において、金属インク１５０に照射されるレーザ光の強度倍率は１とされる。ここで、レーザ光の強度倍率は、従来の手法により金属インク１５０にレーザ光が照射される際のレーザ強度に対する倍率である。このため、１層目から３層目の配線１３８の形成時において、金属インク１５０に照射されるレーザ光のレーザ強度は、従来の手法により金属インク１５０に照射されるレーザ光のレーザ強度と同じとされる。これにより、１層目から３層目の配線１３８の形成時において、金属インク１５０は、下面から殆ど発熱しないが、上面から発熱することで焼成する。
【００４４】
なお、２層目及び３層目の配線１３８の形成時におけるレーザ強度は、１〜３層目の配線１３８の形成時におけるレーザ光の照射時間において説明した理由と同じ理由で、１層目の配線１３８の形成時におけるレーザ強度と同じとされている。
【００４５】
また、４層目の配線１３８の形成時において、金属インク１５０に照射されるレーザ光のレーザ強度の倍率は０．５とされる。このため、４層目の配線１３８の形成時において、金属インク１５０に照射されるレーザ光のレーザ強度は、１層目の配線１３８の形成時におけるレーザ光のレーザ強度の１／２とされる。このように、４層目の配線１３８の形成時におけるレーザ強度が、１層目の配線１３８の形成時におけるレーザ強度の１／２とされても、金属インクの下面に存在する３層分の配線１３８による加熱と、レーザ光の照射とにより、金属インク１５０は上面と下面から発熱する。これにより、４層目の配線１３８の形成時においても、金属インク１５０は適切に焼成する。
【００４６】
また、５層目以降の配線１３８の形成時において、金属インク１５０に照射されるレーザ光のレーザ強度の倍率は０．１とされる。このため、５層目以降の配線１３８の形成時において、金属インク１５０に照射されるレーザ光のレーザ強度は、１層目の配線１３８の形成時におけるレーザ光のレーザ強度の１／１０とされる。このように、５層目以降の配線１３８の形成時におけるレーザ強度が、１層目の配線１３８の形成時におけるレーザ強度の１／１０とされても、金属インクの下面に存在する４層以上の配線１３８による加熱と、レーザ光の照射とにより、金属インク１５０は上面と下面から発熱する。これにより、５層目以降の配線１３８の形成時においても、金属インク１５０は適切に焼成する。
【００４７】
なお、５層目以降の配線１３８の形成時には、配線１３８の積層数が多くなっても、強度倍率は０．１以下とされない。つまり、５層目以降の配線１３８の形成時には、配線１３８の積層数が多くなっても、レーザ光のレーザ強度は弱くされない。これは、５層目以降の配線１３８の形成時におけるレーザ光の単位面積当たりのレーザ光の照射量が金属インクの焼成に必要な最小値となっており、その照射量より少ない照射量では、金属インクが焼成しないためである。
【００４８】
このように、本開示の配線積層体１３６の形成手法では、４層目の配線１３８の形成時におけるレーザ強度は、従来の手法におけるレーザ強度の１／２とされ、５層目以降の配線１３８の形成時におけるレーザ強度は、従来の手法におけるレーザ強度の１／１０とされている。これにより、金属インクへのレーザ照射時におけるレーザ強度を弱くすることで、レーザ照射装置７８による電力消費量を抑制することが可能となる。
【００４９】
ちなみに、上記実施例において、回路形成装置１０は、配線形成装置の一例である。制御装置２６は、制御装置の一例である。基板７０は、基板の一例である。インクジェットヘッド７６は、塗布装置の一例である。レーザ照射装置７８は、照射装置の一例である。樹脂積層体１３０は、支持体の一例である。配線１３８は、配線の一例である。金属インク１５０は、金属含有液の一例である。塗布部２００は、塗布部の一例である。焼成部２０２は、焼成部の一例である。積層部２０４は、積層部の一例である。また、塗布部２００により実行されるステップは、塗布ステップの一例である。焼成部２０２により実行されるステップは、焼成処理ステップの一例である。積層部２０４により実行されるステップは、積層ステップの一例である。
【００５０】
なお、本開示は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。例えば、上記実施例では、樹脂積層体１３０の上に金属インクが塗布され、配線が形成されているが、基板７０の上に金属インクが塗布され、配線が形成されてもよい。
【００５１】
また、上記実施例では、インクジェットヘッド７６とレーザ照射装置７８とが、制御装置２６により制御されているが、異なる制御装置により制御されてもよい。つまり、インクジェットヘッド７６が第１の制御装置により制御され、レーザ照射装置７８が第２の制御装置により制御されてもよい。
【００５２】
また、上記実施例では、配線１３８の積層数が多くなるにつれて、レーザ強度が一定の状態で、レーザ光の照射時間が短くされているが、レーザ強度が強くされ、レーザ光の照射時間が短くされてもよい。具体的には、図１１に示すように、１〜３層目の配線形成時において、速度倍率が１とされ、４層目の配線形成時において、速度倍率が５とされ、５層目以降の配線形成時において、配線の積層数が多くなるにつれて速度倍率が１０から漸増される。この際、１〜５層目の配線形成時において、レーザ強度は一定とされ、６層目以降の配線形成時において、レーザ強度が強くされる。これにより、６層目以降の配線形成時における速度倍率を多くしても、金属インクを適切に焼成することが可能となり、レーザ照射時間の更なる短縮を図ることが可能となる。
【符号の説明】
【００５３】
１０：回路形成装置（配線形成装置）    ２６：制御装置    ７０：基板    ７６：インクジェットヘッド（塗布装置）    ７８：レーザ照射装置（照射装置）    １３０：樹脂積層体（支持体）    １３８：配線    １５０：金属インク（金属含有液）    ２００：塗布部    ２０２：焼成部    ２０４：積層部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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