(57)【要約】本発明は、触媒反応によって基板上に材料の高解像度パターンを形成する方法に関する。基板材料の表面上で起こる、たとえば自己触媒被覆反応など、多くのタイプの触媒反応が存在し、そのような反応を用いて、気体、液体または固体環境中で反応速度を上げるかまたは活性化することができる。一般に、かかる反応では、使用される前記触媒材料は、前記基板材料の全体に塗布され、またはその全体に作用し、その結果、前記反応は前記基板の全体にわたって生じる。したがって、その反応が、前記基板の前記表面の一部でのみ生じる必要がある場合、エッチングやフォトリソグラフィなどの追加のプロセスを実施する必要がある。これらのことは、前記反応の複雑さを増加させ、コストに影響し、廃棄物を発生させる。したがって、上記欠点のいくつかを緩和する、基板の所定の領域上で触媒反応を開始することができるような基板材料を調製する方法を提供することが、本発明の一目的である。
2005507461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｉ）触媒材料を含む第１層材料で、基板材料の一部または全部を被覆する段階、
ｉｉ）第２層が前記第１層にオーバーラップして封止するように、前記所望の反応を促進および／または維持することができない材料からなる第２層材料で前記第１層材料を被覆する段階、および
ｉｉｉ）前記第１層材料を露出させるために、罫書きプロセスを使用して前記第２層から所定のパターンの材料を除去する段階を含み、
前記第１層材料はパターン転写機構により前記基板上に印刷され、前記第２層はパターン転写機構により前記第１層材料上に印刷される、基板表面の所定の領域上の触媒反応を保証することができるように基板を調製する方法。
【請求項２】
前記第１層材料が前駆体触媒材料であり、前記前駆体触媒材料をエネルギー媒体に露出させることにより、前記前駆体触媒材料を触媒材料に変換する段階をさらに含む請求項１に記載の触媒反応を保証することができるように基板を調製する方法。
【請求項３】
パターン転写機構がインクジェット印刷である、請求項１または２に記載の触媒反応を保証することができるように基板を調製する方法。
【請求項４】
前記触媒材料がインク配合物に含まれる請求項１から３のいずれかに記載の触媒反応を保証することができるように基板を調製する方法。
【請求項５】
前記インク配合物が、前記触媒反応を高めることに使用できる追加の結合剤および／または充てん剤を含む請求項４に記載の触媒反応を保証することができるように基板を調製する方法。
【請求項６】
罫書きプロセスがレーザによって実施される請求項１から５のいずれかに記載の触媒反応を保証することができるような基板を調製する方法。
【請求項７】
ｉ）請求項１から６のいずれかに記載の、触媒反応を保証することができるように基板を調製する段階、および
ｉｉ）前記触媒反応により、前記第１層材料の前記表面に材料が析出するように、段階（ｉ）によって調製した前記基板を適切な試薬環境に露出させる段階を含む、触媒反応を用いて利用者定義パターンで基板上に材料を析出させる方法。
【請求項８】
前記基板上に多層の材料を析出させるために、前記段階（ｉ）および（ｉｉ）が繰り返される、請求項７に記載の、触媒反応を用いて利用者定義パターンで基板上に材料を析出させる方法。
【請求項９】
ｉ）前記第１層材料内の前記触媒材料が、被覆された基板を自己触媒溶液中に導入した後に自己触媒溶液から前記基板上への金属被覆の析出を促進できる析出促進材料である、請求項１から８のいずれかに記載の基板材料を調製する段階、および
ｉｉ）段階（ｉ）で調製した基板材料を、金属塩および還元剤を含む自己触媒析出溶液中に導入する段階を含む、自己触媒析出プロセスによって基板を金属メッキする方法。
【請求項１０】
請求項９の段階（ｉｉ）で被覆された基板を、さらなる金属塩と還元剤を含むさらなる自己触媒溶液に導入するさらなる段階を含む請求項９に記載の自己触媒析出プロセスによって基板を金属メッキする方法。
【請求項１１】
さらなる金属を電着するために、請求項９の段階（ｉｉ）によって被覆された基板を電解槽に導入するさらなる段階を含む請求項９に記載の自己触媒析出プロセスによって基板を金属メッキする方法。
【請求項１２】
前記自己触媒溶液が、２種以上の金属塩を溶液中に含有する請求項９に記載の、自己触媒析出プロセスによって基板を金属メッキする方法。
【請求項１３】
前記析出促進材料が還元剤を含む請求項９に記載の自己触媒析出プロセスによって基板を金属メッキする方法。
【請求項１４】
前記析出促進材料がＳｎＣｌ２である請求項９に記載の自己触媒析出プロセスによって基板を金属メッキする方法。
【請求項１５】
前記析出促進材料が、前記基板を自己触媒溶液中に導入した後に自己触媒反応を開始して維持することができる、コロイド状に分散した触媒材料を含む活性化剤を含む請求項９に記載の自己触媒析出プロセスによって基板を金属メッキする方法。
【請求項１６】
前記基板を前記析出促進材料で被覆した後、金属塩の水溶液中に導入し、前記析出促進材料がその金属塩と反応して、前記金属の水溶液から前記基板の前記析出促進材料で被覆した部分上に金属を還元する段階をさらに含み、前記還元された金属は、前記の処理をした基板を自己触媒溶液中に導入した後に自己触媒析出溶液からのさらなる金属の析出を触媒できるように選択される請求項９に記載の自己触媒析出プロセスによって基板を金属メッキする方法。
【請求項１７】
前記析出促進材料が、還元剤と活性化剤との組合せを含む請求項１３に記載の自己触媒析出プロセスによって引き続き金属メッキするための基板材料を調製する方法。
【請求項１８】
前記基板材料が不浸透性の表面層を含む請求項９から１７のいずれかに記載の自己触媒析出プロセスによって引き続き金属メッキするための基板材料を調製する方法。
【請求項１９】
前記基板材料が多孔質表面層を含む、請求項９から１７のいずれかに記載の自己触媒析出プロセスによって引き続き金属メッキするために基板材料を調製する方法。
【請求項２０】
ｉ）前記第１層材料が、析出促進材料の前駆体であり、析出促進材料に変換されると、前記被覆した基板を自己触媒溶液に一度導入した後は、自己触媒溶液から前記基板上への金属被覆の析出を促進できる、請求項２に記載の基板材料を調製する段階、および
ｉｉ）エネルギー媒体によって、前記前駆体層を析出促進材料に変換する段階、および
ｉｉｉ）段階ｉｉ）で調製した基板材料を、金属の塩および還元剤を含む自己触媒析出溶液中に導入する段階を含む、自己触媒析出プロセスによって基板を金属メッキする方法。
【請求項２１】
前記前駆体材料が金属化合物である請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に材料の高解像度パターンを形成する方法に関し、触媒反応（特に、自己触媒被覆方法）分野およびエネルギー媒体を用いる罫書き方法をも包含する。
【背景技術】
【０００２】
「罫書き（ｓｃｒｉｂｉｎｇ）」は、ターゲット材に正確な細いパターンまたは線をアブレーションする技法を指す。そのような方法では、レーザ、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）、ＳＴＭ（走査型トンネル顕微鏡）、イオン、電子ビームなどのエネルギー媒体が、ターゲット材にパターンを書き込むために使用される。
【０００３】
自己触媒メッキは、１種の無電極（無電解）メッキであり、化学的な還元反応により金属を基板上に析出させる。この技術の利点は、このプロセスを駆動するための電流が不要であり、したがって電気絶縁体を被覆できることである。この技法によるコーティングは、通常、他のプロセスによるものより均一で接着性がよく、珍しい形状の表面に付着させることができる（Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  Ｆｉｌｍｓ  ｆｒｏｍ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎ、Ｓｅｃｔｉｏｎ  ＩＩＩ  Ｃｈ  １ｐｐ２０９〜２２９；Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ（１９７８）；Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ  Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ  および、Ｓｍｉｔｈｅｌｌｓ  Ｍｅｔａｓ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｂｏｏｋ、７ｔｈ  Ｅｄｉｔｉｏｎ（１９９２）  Ｃｈａｐｔｅｒ  ３２、ｐｐ１２〜２０；Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ  Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ  Ｈｅｉｎｍａｎｎ参照）。
【０００４】
多数の金属、特にコバルト、ニッケル、金、銀および銅を適切な溶液浴から自己触媒析出させるプロセスが存在している。基本的に、前記溶液は析出させる金属の塩および適切な還元剤、たとえば、次亜リン酸塩、ヒドラジン、ボランなどを含有している。反応に対して触媒作用をもつ金属基板を溶液浴中に導入すると、基板は、それ自体が触媒作用を有する、被覆金属の層で覆われて反応が継続できるようになる。
【０００５】
自己触媒プロセスを開始し、次いでそのプロセスを維持するのに相応しい条件が基板に整っているときだけ、析出が生じることになる。したがって、たとえば、基板がプラスチックまたはセラミックスの場合は、適切な表面特性を生じさせるために、追加処置が必要となる。通常、そのような場合は、基板を還元剤、たとえばＳｎＣｌ２によって「増感」させる。または、析出プロセスを促進するために、中間触媒材料、たとえば、パラジウム（それ自体、自己触媒析出用金属の候補）の薄層で、その表面を「活性化」してもよい。そのような「析出促進材料」を、文献ではそれぞれ、「増感剤」および「活性化剤」と一般に呼ぶ。
【０００６】
自己触媒析出は、一般に表面全体を被覆するために使用される。しかし、たとえば、電気回路または装飾効果に用いる金属パターンを形成するために、フォトリソグラフィとそれに続く過剰金属のエッチングなど追加プロセスを実施しなければならない。これらの追加プロセスの欠点としては、融通が利かないこと、リードタイムが長いこと、コストが増大することおよび被覆を形成するために、過剰な材料を使用し、その多くが後で廃棄物として除去されてしまうことなどがある。
【０００７】
基板材料の表面で起こりうる触媒反応には（上述の自己触媒反応を含めて）多くの種類のものがあり、そのような反応を使用して、気体、液体または固体環境中で反応速度を上げ、または活性化することができる。
【０００８】
そのような反応で用いられる「触媒材料」には、（上で定義した）「析出促進材料」が含まれるが、他の不均一触媒および均一触媒も含まれる。不均一触媒材料は、白金、ロジウム、パラジウムなどの金属、および触媒部位を有する金属酸化物、たとえばペロブスカイト型かご構造物を含む。これらの触媒は、有機または無機化学における合成または分解反応、たとえば水素と一酸化炭素からの有機分子のフィッシャー−トロプシュ合成、クラッキング、または炭化水素の分解に使用される。均一触媒材料は、たとえば診断アレイの生化学試験において、蛋白質区域（ｐｒｏｔｅｏｚｏｎｅ）の挙動を模倣した系および生体高分子の分解分析のために使用される酵素を含む。均一触媒は、普通阻害剤として知られている、反応を穏やかにする負の触媒も含む。
【０００９】
「触媒材料」は、最初は触媒活性を示さないが、単純な方法で、たとえば熱または放射線を当てることによって活性化できる「前駆体触媒材料」を含むこともできる。
【００１０】
一般にそのような反応では、使用される触媒材料は、基板材料全体にわたって塗布され、またはその全体に作用し、その結果、反応は基板全体にわたって生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、本発明の目的は、基板表面の所定の領域上で触媒反応を開始することができるような基板材料を調製する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
したがって、本発明は、基板表面の所定の領域上での触媒反応を保証することができるような基板を調製する、以下の段階を含む方法を提供する。
ｉ）（上で定義した）触媒材料を含む第１層の材料で、基板材料の一部または全部を被覆する段階、
ｉｉ）第２層が前記第１層にオーバーラップして封止するように、前記所望の反応を促進および／または維持することのできない材料からなる第２層材料で前記第１層材料を被覆する段階、
ｉｉｉ）前記第１層を露出させるために、（上で定義した）罫書きプロセスを使用して前記第２層材料から所定のパターンの材料を除去する段階を含み、
前記第１層材料がパターン転写機構により前記基板上に印刷され、前記第２層がパターン転写機構により前記第１層材料上に印刷される方法である。
【００１３】
本発明は、基本的に３段階プロセスであり、基板表面の一部のみで触媒反応を保証するように調製された基板をもたらす。基板は、どんな材料でもよく、たとえば、金属、有機／無機化合物、セラミックスまたはポリマーでよいが、基板が触媒反応を保証することができるようにする材料で最初に処理する。たとえば、触媒材料が析出促進材料であれば、その基板は、自己触媒プロセスによって金属メッキされることができる。あるいは、その触媒は、たとえばフリーデル−クラフツ反応における求電子置換で用いられる塩化アルミニウムのような反応促進材料であってもよい。
【００１４】
次に、前記触媒材料の第１層を、所望の触媒反応を保証することができない第２層によって被覆する。封止するために、前記第２層は前記第１層と僅かにオーバーラップする。
【００１５】
次に、第１層の利用者定義領域を露出させるために、罫書きプロセス、たとえばレーザ罫書きを使用して、第２層を貫通する罫書きを行う。好都合なことに、罫書きプロセスは、第１層を過度に損傷することなしに罫書きができるように調節でき、材料はこのプロセスの特性を高めるように選択することができる。同様に、罫書きプロセスを使用して両方の層を貫通する溝、ピットまたは孔を作ることができ、同時に、触媒材料を第１層から後続の触媒反応のためのこれらのフィーチャ（ｆｅａｔｕｒｅ）へ移動させることができる。
【００１６】
本発明は、他のプロセスより優れた、数多くの利点を有する。利用者定義のパターンを作製するために、エッチングが必要となる他のプロセスとは異なって、触媒反応は、反応が開始された後は、第２層の罫書き領域内でのみ起こることになる。したがって、廃棄材料の量が減少する。
【００１７】
触媒材料の線／パターンは、書き込まれた線／溝の輪郭内に限定される。このため、触媒反応が必要でない領域への、材料の横方向の広がりが減少する。罫書き溝は、機械的損傷からの保護にもなる。触媒反応が、材料の析出（たとえば、自己触媒反応における金属メッキの析出）を含む場合は、好都合にも、析出された金属パターンを封じ込めるために、さらなる封止層を追加することができる。
【００１８】
第１層材料を基板上に析出させるために、適切などんなパターン転写機構も使用できる。例としては、（それだけに限らないが）インクジェット印刷、スクリーン印刷、ペン書きまたはスプレー印刷がある。第１層材料を第２層材料で被覆するために、同じ（または異なる）パターン転写機構を用いることもできる。
【００１９】
パターン転写技術を使用して得られる最小フィーチャ寸法は、使用する個々の機構によって決まる。インクジェット印刷技術では、２０ミクロン程度のフィーチャが可能である。スクリーン印刷および／またはペン書きでは、はるかに粗い、たとえば１０００ミクロンまでのフィーチャが作製される。したがって、使用する機構に応じて２０〜１０００ミクロンの範囲のフィーチャが可能である。
【００２０】
第１層および第２層材料を塗布するためにパターン転写機構を使用すると、基板に塗布するのに必要な材料の量がさらに減少し、したがって、廃棄材料もさらに減少する。
【００２１】
あるいは、第１層材料の触媒材料を、エネルギー媒体に露出されると、基板が触媒反応を保証することができるようにする触媒材料に変換される「前駆体触媒材料」として、基板上に印刷する。前駆体触媒材料として適切な、広範囲にわたる化合物が存在する。例としては、金属化合物、たとえば、塩化パラジウム、酢酸ルテニウム、酸化銅、メタバナジン酸アンモニウム、酢酸ニッケル、ニッケルカルボニルなどがある。これらの材料は、基板上に担持される金属または金属酸化物に変換することができ、たとえば、水素と一酸化炭素から有機分子を合成するフィッシャー−トロプシュ法など様々な触媒反応で使用される。さらに、生体物質を触媒材料に変換するために、エネルギー媒体を使用することもできる。たとえば、光活性化により、蛋白質のコンフォメーションの変化を引き起こす、または遊離基分子（たとえば、エチレンオキシダーゼまたはスーパーオキシドジスムターゼにおける）を放出することができる。また、生体高分子を含むかご型分子を、反応を触媒できる酵素へと変換するために、エネルギー媒体を使用することもできる。この場合の一例は、ＡＴＰ分子（保護基で被覆された分子）がエネルギー媒体に露出されるとき、その媒体上で保護基が離れ、酵素が誘発されることである。
【００２２】
この変換プロセスは、いくつかある媒体のうちのどの媒体（たとえば、レーザ）によって、達成することもできる。変換プロセスで使用されるエネルギー媒体のさらなる一例は、電子ビームであり、これは前駆体触媒材料を金属または酸化物に還元することができる。電子ビームは、前駆体触媒材料を所望の触媒へ直接分解するために、かつ／または気相、液相、または固相中で化学的還元剤を利用するために、使用することができる。化学的還元剤は、エネルギー媒体に露出された前駆体触媒材料自体の分解によってもたらされ、たとえば、一酸化炭素は、シュウ酸金属の熱分解によって生成する。
【００２３】
第２層材料が、必ずしも常に完全に第１層材料を封止してはいないことが起こりうる。そのような場合は、たとえば第２層に孔があるために、触媒反応が罫書きのない領域でも起こることがある。したがって、前駆体触媒材料を用いると、罫書き領域内部の材料を活性化することしかしない変換エネルギー媒体を選択することができるので、さらなる利点がある。封止用の第２層の欠陥のせいで露出された第１層のどの領域も、その領域が罫書きパターン内に含まれることはないので、活性化されることはない。
【００２４】
好都合にも、触媒材料は、印刷された表面で互いに反応する試薬を含有しているインクの印刷物から合成しまたはインク配合物中に直接含めることができる。このインクは、選択されるパターン転写機構により、利用者が定義したパターンで印刷される。
【００２５】
第１層上に析出された第２層は、触媒反応を促進することのできない材料を含む。第２層材料は、パターン転写機構を用いて塗布され、選択されるパターン転写機構と共に使用するのに適した、インク配合物それ自体に含めることもできる。第２層の材料を析出させるのに使用するパターン転写機構は、第１層を析出するのに使用するパターン転写機構と同じである必要はない。
【００２６】
好都合にも、第１および第２層に用いるインク配合物は、第１および第２の層の材料に加えて、意図した触媒プロセスの特性を高めることができる結合剤および充てん剤を含有している。
【００２７】
凝固（ｓｏｌｉｄｉｆｙ）または「固化（ｓｅｔ）」し、基板の印刷可能な表面に接着する有機／無機材料なら、どんなものでも、結合剤として使用してよい。例としては、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂、ポリビニルアルコールを含有するインク溶液、および／またはチタンイソプロポキシドおよびその他のアルコキシドなど、接合剤またはゾル−ゲルコーティングとして作用する無機材料がある。
【００２８】
充てん剤は、インクに含有されている、印刷機構から転送できるほど小さな不溶性粒子を含む。一般的に、１０〜２００ｎｍのカーボンブラック粒子が、カラージェットインクに添加され、１〜１００ミクロンの黒鉛状炭素が、印刷電気導体の製作に使用されるスクリーン印刷インクに添加される。セラミックス、有機染料またはポリマー粒子、たとえば、チタニア、アルミナ、雲母、ガラス、アクリル樹脂が、印刷製品中の色および／または触感を出すためにインクに添加される。したがって、インクは、これらの成分のどれを用いて配合してもよく、広範囲にわたる様々な性質を与える触媒材料を含むことができる。
【００２９】
罫書きプロセスは、ある範囲のエネルギーアブレーション法のうちのどれでもよく、たとえばレーザでもよい。他の適切な方法には、集束紫外線ビーム、コリメートＸ線ビーム、粒子ビーム、プラズマビーム、さらには細いガスジェットもある。選択された罫書きプロセスは、過度な損傷を与えずに第１層材料を露出するために使用することができ、また、第１層中の不必要な材料を除去する（または、レーザ罫書きプロセスの場合には焼き払う）ことにより、高濃度の触媒材料を残すために使用することもできる。
【００３０】
第１および第２層用のインク配合物は、好都合には、罫書きプロセスを改善する材料を含むように選択する。たとえば、罫書きプロセスを向上させるために、２つの層に存在する結合剤は、融点が異なってもよい。インク配合物は、触媒材料が基板上に保持されるのを積極的に助けるために、エネルギーを吸収または反射する充てん剤を含有してもよい。
【００３１】
インク配合物は、また、使用される特定の罫書きプロセスに敏感な材料を含有してもよい。たとえば、レーザ罫書きプロセスの場合、使用可能な種々の周波数で動作する様々なタイプのレーザがある。したがって、ターゲット材に衝突するレーザエネルギーは、第１層および第２層材料に含まれる材料の光吸収特性に応じた特定の方法で、反射され、透過され、または吸収されるようになされる。
【００３２】
基板を、上述の方法で調製した後、必要な触媒プロセスを開始するのに適した反応環境内に導入することができる。たとえば、選択された触媒反応が自己触媒被覆法の場合は、プロセスの最終段階は、罫書き領域内に金属を析出させることである。これは、適切な自己触媒溶液浴中に基板を浸漬することによって達成することができる。一般に、触媒化された表面は、気体、蒸気、液体、溶液または固体を含む、どんな反応環境に露出してもよい。
【００３３】
（上述の自己触媒反応など）ある種の触媒反応により、調製した基板上に材料が析出されるが、そのような場合には、本発明によるプロセスを繰り返して、多数の材料層／パターンを構築することができる。これらの異なった層を分離するために、隔離層を追加することもできる。
【００３４】
析出された材料パターンの解像度は、罫書きプロセスの特性によってのみ限定される。
【００３５】
自己触媒反応は、基板上に金属を析出するために使用される。一般に、そのようなプロセスは、表面全体を析出するために使用される。しかし、本発明によるプロセスは、利用者が定義した所定の方法で金属パターンを析出するために用いることができる。金属被覆を析出させるために、触媒材料を析出促進剤として選択することができる。次いで、この場合に調製する基板は、後続の、適切な自己触媒析出溶液中に浸漬して行う金属メッキに適したものになるはずである。
【００３６】
最初に自己触媒析出した金属被覆表面が、次の金属を触媒するかまたは次の金属とイオン交換する場合は、自己触媒析出プロセスによって罫書き溝中に析出した金属被覆は、その後で無電解析出によりさらなる金属で被覆される。たとえば、増感された基板の露出領域は、自己触媒反応によってニッケル層で被覆され、そのニッケル層は、次いで、さらなる無電解プロセスにより銅被覆で被覆されることになる。あるいは、最初の無電解被覆が銅であれば、スズのさらなる被覆を析出できることになる。
【００３７】
自己触媒析出溶液は、増感された基板上に同時に共析出される２つの異なった金属塩、たとえば、ニッケルと銅、を含有することが可能である。
【００３８】
電解槽のカソードとして作用する連続した電気の通路が、パターン中に存在するならば、自己触媒析出金属パターンを、電着により様々な金属または化合物で被覆することができる。一例としては、変色防止のための、ニッケル上への「クロム」板の電着がある。
【００３９】
好都合にも、選択されたパターン転写機構と共に使用するのに適したインク配合物中に、析出促進材料を含めることができる。
【００４０】
好都合にも、第１および第２層に用いるインク配合物は、第１および第２層の材料の他に、最終金属被覆の特性を向上させ、無電解金属の基板への接着を増強し、多孔性の、触感のある表面効果をもたらし、さらに、析出金属の、機械的、熱的、電気的、光学的および触媒的特性を変えることのできる、結合剤および充てん剤を含有している。
【００４１】
インク配合物中に結合剤を含めると、さらに、析出促進剤が印刷された基板から、無電解被覆中に接着力が失われるのを防止するのに役立つかもしれない。充てん剤を含めると、析出促進剤と自己触媒溶液浴との接触を改善するのに役立つことができる。
【００４２】
インク配合物中に結合剤および充てん剤を含めることに対する代替方法として、後続の無電解金属被覆の接着性、耐引っかき性および触感に影響を及ぼすことができる多孔質層を、基板に取り入れてもよい。しかし、印刷されたフィーチャの完全さと解像度を維持するために、必要に応じて、不浸透性の基板表面を有することも、好ましいであろう。
【００４３】
析出促進剤は、塩化スズ、グルコース、ヒドラジン、アミン、ボラン、水素化ホウ素、アルデヒド、次亜リン酸塩、酒石酸塩などの還元剤（「増感剤」）を含むことができる。
【００４４】
還元剤に対する代替物として、または還元剤と共に用いる析出促進剤は、触媒材料のコロイド分散体などの活性化剤とすることができよう。たとえば、ある特定の金属の析出を触媒するために、パラジウム、コバルト、ニッケル、鋼または銅を、インク配合物に添加できるだろう。
【００４５】
さらなる代替物として、析出促進材料は、自己触媒溶液浴に入っている触媒材料とイオン交換することができる材料とすることができよう。たとえば、ＮｉまたはＦｅをインク配合物に直接添加することができよう。被覆された基板を自己触媒溶液浴に導入した後は、析出促進剤が、自己触媒溶液中の金属とイオン交換し、それによって無電解被覆を析出する核となる。
【００４６】
化学的還元剤が基板上に析出して析出促進剤になる場合は、この方法は、好都合にも、たった今「増感」されたばかりの基板を、（最終の自己触媒溶液浴より前に）還元可能な金属イオンの中間溶液浴中に浸漬して、その析出促進剤の上に「活性化」金属被覆層を形成する、さらなる段階を含むことになる。このさらなる段階は、析出促進材料の形成を容易にし、（銅、ニッケルおよびコバルトなどの）ある一定の金属が容易に析出するように促進する効果を有する。
【００４７】
たとえば、析出促進材料としてＳｎＣｌ２を含有するインク配合物では、基板材料にＳｎＣｌ２を塗布した後、その基板材料をＰｄＣｌ２の希釈水溶液を含む中間溶液浴中に浸漬することができる。これにより、析出促進材料で被覆された基板領域上に、Ｐｄ金属が析出する。Ｐｄで「活性化」された前記基板を直ちに自己触媒溶液中に浸漬する場合、Ｐｄ金属上で自己触媒析出が起こることになる。自己触媒析出浴から析出される金属が、銅、ニッケルまたはコバルトである場合は、かかる中間段階が役に立つ。
【００４８】
上記に対する一代替方法として、前記インク配合物が、ＳｎＣｌ２の代わりにＰｄＣｌ２を含むことができよう。それが基板上に析出した後で、中間段階を利用して、ＳｎＣｌ２の希釈水溶液中に浸漬することにより、基板表面上のＰｄＣｌ２をＰｄ金属に変換することになる。第２層材料の塗布、罫書きプロセスおよび自己触媒析出浴中への浸漬は、前の場合と同様に行う。
【００４９】
さらなる代替方法では、「還元された」錯塩を析出促進材料として使用することにより、前記中間段階を省略することができる、すなわち、析出促進材料を、還元剤と活性化剤の両方を含む化学種の組合せを含有するように、配合することができる。たとえば、ＳｎＣｌ２（増感剤）とＰｄＣｌ２（活性化剤）の両方をインク配合物に添加することができる。この第１層材料が基板上に析出した後で、第１層材料を第２層材料によって被覆し、適切な罫書きプロセスを使用して罫書きし、直ちに、選択した金属を析出させる自己触媒析出溶液中にその基板を導入する。
【００５０】
上記「還元」錯体の変形形態は、一方は増感剤材料を含有しており、他方は活性化剤に還元することのできる金属化合物を含有している、２つの直列印刷機構を使用することであろう。たとえば、結合剤を有するインク中に溶解され、含有されているＳｎＣｌ２のような増感剤が、溶解されたＰｄＣｌ２および結合剤を含有する印刷されたインク層の上に印刷されると、２つの試薬は反応し、同時に溶媒和化され、前記印刷された層の層間界面に、触媒のＰｄ金属を含有する還元された錯体を形成する。前記増感剤が自己触媒溶液浴中で反応を促進できない場合は、前記増感剤を含む層が、（以前に定義した）第２層として適している。そうでなければ、増感剤と活性化剤材料の両方を封止するために、反応を保証することができない別の層を選択することもできる。次いで、この場合も、罫書きプロセスにより、触媒活性化剤材料にアクセスする。
【００５１】
析出促進剤に変換することのできる前駆体触媒材料の例は、還元して、無電解析出に用いる基板の被覆された領域を活性化する金属にすることのできる金属化合物である。たとえば、パラジウムまたは他の白金属の金属化合物は、自己触媒反応を保証することのできる金属に還元される。
【００５２】
前駆体触媒材料は、自己触媒析出溶液から、同一金属が自己触媒析出することを保証する金属に還元される、金属化合物を含んでもよい。たとえば、（前駆体触媒材料としての）銅の塩は、電子ビームによって銅に還元されて、自己触媒銅析出の核を形成する。同様に電子ビームにより、ニッケルの塩はニッケルに還元される。ニッケルはまた、自己触媒溶液浴中の銅とイオン交換する析出促進剤としても使用される。金属がイオン交換してしまうと、基板上の銅は、溶液からさらなる銅を自己触媒することになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
次に、本発明の実施例を、添付図を参照して説明する。
【００５４】
図１ａを参照すると、基板１は、無電解析出促進材料を含む第１層材料３によって部分的に被覆されている。その後で、前記第１層３は、無電解析出を促進することができない第２層の材料５によって被覆されている。前記第１および第２層（３、５）は、適切なパターン転写機構、たとえば、インクジェット印刷によって前記基板に塗布されている。
【００５５】
前記第２層５は、前記第１層３にオーバーラップし、下にある前記基板１と共に、封止７を形成する。
【００５６】
適切な罫書き機構（たとえば、レーザ罫書き）を使用して、前記第１層内の前記材料を露出させるために、前記第２層から（罫書きされた溝９によって示される）材料を除去する。
【００５７】
図１ｂは、適切な自己触媒析出溶液浴に浸漬された後の、図１ａからの前記基板材料を示す。金属１１は、前記罫書き溝９の中へ、今析出し終えたところである。
【００５８】
図２を参照すると、インクジェット印刷システム２１を用いて、析出促進材料を含有するインク配合物によって基板２３を利用者定義パターン２５で被覆する。次いで、析出促進材料を含むこの第１層を、自己触媒析出を促進することのできない材料の第２層によって被覆する。
【００５９】
次いで、罫書き機構２７を使用して、前記被覆された基板上にある材料の第２層の部分をアブレーションして、析出促進材料の前記第１層がその中で露出している溝２９を作製する。
【００６０】
次いで、前記「罫書きされた」基板を自己触媒溶液３１中に浸漬して、利用者が定義した金属パターン３３を作製する。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１ａ】自己触媒メッキプロセスで使用する基板に適用する、上述の三段階調製プロセスを示す図である。
【図１ｂ】図１ａに示す前記基板上に金属メッキを析出させる最終段階を示す図である。
【図２】メタライズされた基板を作製する全プロセスを示す図である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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