(57)【要約】  所望のレイアウトで導電トレースを基板上に形成する方法であって、有機金属化合物を基板上に導電トレースの所望のレイアウトで、プリンターを用いて印刷する工程であって、有機金属化合物は電磁放射線に対して実質的に透過性であり、電磁放射線は少なくとも一部が基板によって吸収されるような印刷する工程と、基板を、有機金属化合物と基板との界面領域付近又は界面領域で、電磁放射線を用いて加熱する工程と、加熱する工程の結果として、導電トレースの少なくとも一部分を、基板上の加熱された界面領域付近又は界面領域に堆積させる工程とを含む、所望のレイアウトで導電トレースを基板上に形成する方法。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望のレイアウトで導電トレースを基板上に形成する方法であって、
有機金属化合物を前記基板上に導電トレースの前記所望のレイアウトで、プリンターを用いて印刷する工程であって、該有機金属化合物は電磁放射線に対して実質的に透過性であり、該電磁放射線は少なくとも一部が前記基板によって吸収されるような印刷する工程と、
該基板を、前記有機金属化合物と該基板との界面領域付近又は該界面領域で、前記電磁放射線を用いて加熱する工程と、
該加熱する工程の結果として、前記導電トレースの少なくとも一部分を、前記基板上の前記加熱された界面領域付近又は該界面領域に堆積させる工程と
を含むことを特徴とする、所望のレイアウトで導電トレースを基板上に形成する方法。
【請求項２】
前記電磁放射線を移動させて他の界面領域を加熱し、前記所望のレイアウトで導電トレースを堆積させることを特徴とする、請求項１に記載の所望のレイアウトで導電トレースを基板上に形成する方法。
【請求項３】
前記基板を移動させて他の界面領域を加熱し、前記所望のレイアウトで導電トレースを堆積させることを特徴とする、請求項１に記載の所望のレイアウトで導電トレースを基板上に形成する方法。
【請求項４】
前記電磁放射線はレーザー光ビームであることを特徴とする、請求項１に記載の所望のレイアウトで導電トレースを基板上に形成する方法。
【請求項５】
前記導電トレースの幅は前記レーザー光ビームの直径に依存しないことを特徴とする、請求項４に記載の所望のレイアウトで導電トレースを基板上に形成する方法。
【請求項６】
前記導電トレースの通常の幅は約４０ｍ未満であることを特徴とする、請求項１に記載の所望のレイアウトで導電トレースを基板上に形成する方法。
【請求項７】
前記導電トレースの通常の幅は約２０ｍ未満であることを特徴とする、請求項１に記載の所望のレイアウトで導電トレースを基板上に形成する方法。
【請求項８】
前記プリンターはインクジェットプリンターであることを特徴とする、請求項１に記載の所望のレイアウトで導電トレースを基板上に形成する方法。
【請求項９】
保護的抗酸化層を、前記基板上に堆積される前記導電トレース上に、前記堆積工程の任意選択の結果として重層させることを特徴とする、請求項１に記載の所望のレイアウトで導電トレースを基板上に形成する方法。
【請求項１０】
前記導電トレースの高さを増加させるために、さらなる工程である無電解めっきを用いることを特徴とする、請求項１に記載の所望のレイアウトで導電トレースを基板上に形成する方法。
【請求項１１】
前記所望のレイアウトの導電トレースが、無線認証用コイルを形成することを特徴とする、請求項１に記載の所望の導電トレースレイアウトを基板上に形成する方法。
【請求項１２】
前記基板と前記導電トレースとの密着性を改善するために、印刷の前の表面改質処理をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の所望のレイアウトで導電トレースを基板上に形成する方法。
【請求項１３】
前記基板はポリイミドを含み、前記表面改質処理は、順に、
（ａ）  アルカリ含有溶液を用いるアルカリエッチング処理工程と、
（ｂ）  水中でのすすぎ工程と、
（ｃ）  酸性溶液中での中和工程と、
（ｄ）  水中でのすすぎ工程と、
（ｅ）  乾燥工程と
を含むことを特徴とする、請求項１２に記載の所望のレイアウトで導電トレースを基板上に形成する方法。
【請求項１４】
所望のレイアウトで導電トレースを基板上に形成するシステムであって、
有機金属化合物を前記基板上に導電トレースの前記所望のレイアウトで印刷するプリンターであって、該有機金属化合物は電磁放射線に対して実質的に透過性であり、該電磁放射線は少なくとも一部が前記基板によって吸収されるようなプリンターと、
該基板を、前記有機金属化合物と該基板との界面領域付近又は該界面領域で加熱するための電磁放射線源と
を備えることを特徴とする、所望のレイアウトで導電トレースを基板上に形成するシステム。
【請求項１５】
前記電磁放射線を移動させて他の界面領域を加熱し、前記所望のレイアウトで導電トレースを堆積させる手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１４に記載の所望のレイアウトで導電トレースを基板上に形成するシステム。
【請求項１６】
前記基板を移動させて他の界面領域を加熱し、前記所望のレイアウトで導電トレースを堆積させる手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１４に記載の所望のレイアウトで導電トレースを基板上に形成するシステム。
【請求項１７】
前記プリンターはインクジェットプリンターであることを特徴とする、請求項１４に記載の所望のレイアウトで導電トレースを基板上に形成するシステム。
【請求項１８】
前記電磁放射線はレーザー光ビームであることを特徴とする、請求項１４に記載の所望のレイアウトで導電トレースを基板上に形成するシステム。
【請求項１９】
前記所望のレイアウトの導電トレースは、無線認証用コイルであることを特徴とする、請求項１４に記載の所望のレイアウトで導電トレースを基板上に形成するシステム。
【請求項２０】
導電トレースの前記所望のレイアウトを、前記プリンターにコンピュータシステムからコンピュータデータファイルとして転送することを特徴とする、請求項１４に記載の所望のレイアウトで導電トレースを基板上に形成するシステム。
【請求項２１】
前記レーザー光ビームを界面領域に導く少なくとも１つの光学素子を用いることを特徴とする、請求項１４に記載の所望のレイアウトで導電トレースを基板上に形成するシステム。
【請求項２２】
前記基板を移動させる手段は、該基板を上面に取り付けるＸＹステージであることを特徴とする、請求項１６に記載の所望のレイアウトで導電トレースを基板上に形成するシステム。
【請求項２３】
前記導電トレースは銅であることを特徴とする、請求項１４に記載の所望のレイアウトで導電トレースを基板上に形成するシステム。
【請求項２４】
プリント電子回路であって、
基板上に導電トレース用の所望のレイアウトでインクジェットプリンターを用いて印刷される有機金属化合物を含み、
前記基板を、該有機金属化合物と該基板との界面領域付近又は該界面領域で、レーザービームを用いて加熱し、該加熱の結果として、前記導電トレースの少なくとも一部分を、前記基板上の該加熱された界面領域付近又は該界面領域に堆積させ、前記レーザービーム又は該基板を移動させて他の界面領域を加熱し、前記所望のレイアウトで導電トレースを堆積させてなることを特徴とする、プリント電子回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロニクス産業におけるプリント回路又は素子に関し、特に、電磁放射線、例えばレーザー光への曝露後、導電トレースを形成するために使用される基板上への有機金属化合物の印刷に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザー補助による導電金属の選択的堆積は、エレクトロニクス産業のカスタマイズの必要性に対する魅力的な手法である。約２０年以上の間、直接レーザー書込法による電子部品又は電子回路に、許容され得る個々の金属の機構を作製する試みにおいて、多くの取り組みが行なわれてきた。通常、素子は、後の直接レーザー書込のために、均一な膜が表面上に施されるスピンコーティング法によって作製される。
【０００３】
スピンコーティングは、回路の製造において基板に薄膜（例えば、金属等）を施すために使用される既知の方法である。典型的なスピンコーティング法は、流動性樹脂の小塊を基板の中心に堆積し、次いで、基板を高速でスピンさせることを伴う。しかしながら、スピンコーティング法は、一般的に、比較的高い材料コスト、及び不要な材料を除去するためのさらなる洗浄プロセスを伴う。
【０００４】
直接レーザー書込による回路製造の別の不都合点は、堆積された導電トレースの幅が、レーザービームにおける熱効果により制限されることである。現在、レーザービームを直径約２０μｍに集束させたとしても、達成可能な最小トレース幅は約４０μｍである。
【０００５】
別の既知の回路製造法は、エッチングを伴う。いくつかのエッチング法の変形形態が知られており、例えば、ウェットエッチング(この場合、材料は、化学溶液に浸漬させると溶解する)、及びドライエッチング(この場合、材料は、反応性イオン又は気相エッチャントを用いてスパッタリングされ又は溶解する)等がある。しかしながら、これらの方法は、例えば、エッチングプロセスに耐え得る所望の回路レイアウトパターンのマスクを使用する必要性がある等、重大な不都合点を有する。一般的に、エッチングプロセス及びマスクの使用は、比較的高価であるとみなされ、回路の製造において長いターンアラウンドタイムを要する。
【０００６】
ＵＳ４，５７４，０９５には、小さなパラジウムクラスター又はシードを最初に基板上に 堆積させる方法による、基板上への銅の付着が開示されている。パラジウムシードの選択的堆積は、基板をパラジウム化合物の蒸気と接触させるとともに、この化合物に光（これは、レーザーであり得る）を選択的に照射することにより達成される。基板は、最初にフォトレジスト又はポリマーで被覆し、マスクを介してパルスエキシマレーザーを選択的に照射する。ポリマーの除去が被照射領域において起こる。次いで、堆積した膜が、銅のめっきのためのシードとしての機能を果たす。この方法は、フォトレジスト及びマスクの使用を必要とし、それに伴う不都合点を有する直接レーザー書込法である。
【０００７】
ＵＳ  ４，８５３，２５２には、プリント回路基板の製造におけるプリント図形の転写が開示されている。コーティング剤である粒子状のキャリア物質は、良好な密着性下地を基板に付与し、これは、エネルギー放射線の使用により制御可能である。該コーティング剤は基板Ｓの表面に塗布する。レーザーをエネルギービームとして用いる。レーザービームＬの集束は調節可能であり、このとき、基板表面上のレーザービームＬの直径は、およそ５０マイクロメートル（ミクロン）〜約４００マイクロメートル（ミクロン）の直径に設定され得る。コーティング剤は、金属Ｍの個々の粒子を含む。レーザービームＬは、基板Ｓの表面上に誘導され、基板の表面溶融がもたらされる。この方法は、導線パターンを、化学的金属堆積によって、又は、化学的なめっき及び後続の電解めっきによる金属堆積によって構築することを要し、コーティング剤を基板に密着させるためにレーザー加熱法に依存する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、上記の問題点を解決するか、又は少なくとも改善する印刷システムが必要である。本発明は、この必要性に対処するものである。
【０００９】
本明細書におけるいずれの従来技術に対する言及も、かかる従来技術が一般常識の一部を構成することの承認でもいずれの形態の示唆でもなく、そう解釈されないものとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の広義の一形態によれば、所望のレイアウトで導電トレースを基板上に形成する方法であって、有機金属化合物を基板上に印刷する工程と、基板を、有機金属化合物と基板の界面領域付近又は界面領域で加熱する工程と、導電トレースの少なくとも一部分を、基板上の該加熱された界面領域付近又は界面領域に堆積させる工程とを含む、所望のレイアウトで導電トレースを基板上に形成する方法が提供される。
【００１１】
本発明のこの目的及び利点並びに他の目的及び利点は、添付の図面に示す実施形態の以下の詳細な説明を読むことにより、確実に当業者に明らかとなろう。
【００１２】
本発明は、以下の説明から明白にわかるはずであり、以下の説明は、好ましいが非限定的な実施形態の単なる例示の目的で示し、添付の図面と関連させて記載する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
詳細な説明に入る前に、本発明の技術分野の熟練者には、本発明の好ましい実施形態の前述の記載は、例示及び説明の目的だけのために示し、網羅的であること、又は本発明を記載される正確な形態に限定することは意図されないことが認識されよう。多くの修正及び変形が、図面に示した実施形態に対して、本発明の精神及び範囲から逸脱することなくなされ得る。
【００１４】
本発明の第１の広範な形態において、基板上に所望の導電トレースレイアウトを形成する際に使用するための、基板上への印刷が可能な配合物であって、少なくとも１種類の有機溶媒中に溶解された少なくとも１種類の有機金属化合物を含み、該有機金属化合物を加熱すると、該有機金属化合物由来の金属が基板上に堆積する配合物を提供する。一実施形態では、少なくとも１種類の有機溶媒は水混和性であり、有機金属化合物は水溶性である。有機金属化合物は、酢酸塩、カルボン酸塩又はアミン錯体のうちの少なくとも１種の形態である。さらにまた、有機金属化合物は、銀、金、アルミニウム、銅又はパラジウムのうちの少なくとも１種を含有する。さらに、有機金属化合物は、有機溶媒を含むことができ、ここで、該有機溶媒は、ケトン、ペンタンジオール又はトリオールのうちのうちの少なくとも１種である。
【００１５】
別の実施形態において、インクジェットプリンターを用いて基板上への印刷が可能であり、基板上に所望の導電トレースレイアウトを形成する際に使用するための化学溶液であって、少なくとも１種類の水混和性有機溶媒中に溶解された少なくとも１種類の有機金属化合物を含み、ここで、該有機金属化合物由来の金属が、印刷された化学溶液と基板との界面付近又は該界面で吸収されるレーザー光により基板を加熱する結果として基板上に堆積される化学溶液を提供する。
【００１６】
第３の実施形態において、基板上に所望の導電トレースレイアウトを形成する際に使用するための、基板上への印刷が可能な配合物を提供する。該配合物は、有機金属化合物を該配合物の５０重量％未満、少なくとも１種類の有機溶媒を該配合物の５０重量％未満、及び水を該配合物の５０重量％超含み、ここで、該有機金属化合物由来の金属が、有機金属化合物を加熱すると基板上に堆積する。
【００１７】
別の態様では、インクジェット技術をマイクロ印刷ツールとして用いる。インクジェットプリンターを用い、有機金属化合物を基板（例えば、限定されないが、ガラス、ポリイミド、セラミック、紙等）に印刷する。本発明のこの態様によれば、比較的狭い導電トレース幅（例えば、２０μｍ以下）を達成することができる。さらに、導電トレースの幅は、導電性材料、例えば、銅等の金属の堆積を行なうために使用されるレーザービームの直径に依存しない。マスク又は洗浄工程の必要性を削減することにより、回路の製造コストがかなり低減される。その結果、回路製造プロセス全体が簡素化され、より廉価で、より簡便なドライプロセスとなる。
【００１８】
さらにまた、回路の製造のための総ターンアラウンドタイムが短縮され、かかるドライプロセスによって製造される回路の信頼性が改善される。さらに、比較的微細な又は狭い導電トレース幅を、マスク及びエッチングプロセスに依存することなく達成することができる。
【００１９】
また別の態様によれば、堆積される導電性材料の高さを正確に制御することにより、残存する有機金属化合物の薄膜を、堆積された導電トレース層が周囲雰囲気との接触により酸化するのを抑制するための保護層として使用することができる。
【００２０】
また、環境上の利点、例えば、処分する必要がある種々の化学薬品の量又は種類の低減、及び製造工程中に必要とされる水の容量の低減等が認識されよう。
【００２１】
さらにまた、堆積された導電トレースレイアウトを用い、多種多様な回路の機能を実行することができる。例えば、無線認証（ＲＦＩＤ）用コイルを、さまざまな基板上に製造し、堆積させることができる。これにより、ＲＦＩＤコイルの製造コストの削減、並びに設計サイクルタイムを加速させるための柔軟性の増大がもたらされる。
【００２２】
一実施形態では、有機金属化合物は水溶性であり、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、又はパラジウム（Ｐｄ）等の金属が挙げられる。有機金属化合物を溶解させるための配合物は、水混和性有機溶媒の混合物である。
【００２３】
以下の実施例は、本発明の種々の実施形態のより詳細な記述を提供する。実施例は、単なる例示であり、本発明の範囲を制限しないものとする。
【００２４】
図１に、一実施形態による、可能であるが限定されない、光学系１０を示す。図２Ａは、本発明の一実施形態に従って作製した、部分的に形成されたプリント電子回路２０ａの一例であって、基板２４及び印刷された有機金属化合物２２の断面図を示す。図２Ｂは、図２Ａに示す部分的に形成されたプリント電子回路２０ａから得られるプリント電子回路２０ｂの一例であって、基板２４、有機金属化合物２２及び堆積された導電トレース２８の断面図を示す。図２Ｂは、電子回路として使用することができる基板２４上の所望の導電トレースレイアウトの断面図を示す。図２Ａを参照すると、有機金属化合物は、薄膜２２として基板２４上に所望の導電トレースレイアウトで印刷されている。次いで、有機金属化合物を、照射１４に供し、領域２６で示される基板２４の加熱をもたらす。図２Ｂを参照すると、印刷された有機金属化合物に照射後、薄膜２２の加熱が、続いて、別個の薄膜層２２及び２８をもたらす。この照射工程により導電層２８の形成がもたらされ、元の有機金属化合物材料は、残留薄膜層２２として残存する。レーザー源１２はレーザー光ビーム１４を発生させ、これが、有機金属化合物２２（導電層２８の形成前の）及び基板２４に照射される。これにより、基板２４が、有機金属化合物２２と基板２４との界面領域２６付近又は該界面領域で加熱される。その結果、導電層２８の堆積がもたらされ、基板２４上の加熱された界面領域２６付近又は該界面領域の所望の導電トレースレイアウトの少なくとも一部分となる。これは、レーザー光ビーム１４が、少なくとも一部、基板２４によって吸収されること、又はすべての有機金属化合物２２が分解されるまで吸収されることによるものである。
【００２５】
次いで、レーザー光ビーム１４が他の界面領域（図示せず）に照射され、加熱されるにつれて、基板２４上の該他の界面領域付近又は該界面領域に導電トレース（これも層２８で示す）の他の層の堆積がもたらされるように、レーザー光ビーム１４又は基板２４を移動させる。レーザー光ビーム１４は、所望の導電トレースレイアウト上を、印刷された有機金属化合物２２と基板２４と間のあらゆる所望の界面領域において基板２４の加熱が達成されるような任意の様式でスキャンさせることができる。
【００２６】
一実施形態では、有機金属化合物はレーザー光に対して実質的に透過性であり、その結果、レーザー光ビーム１４は、印刷された有機金属化合物２２によって実質的に透過され、基板材料２４によって実質的に吸収される。種々の有機金属化合物は、それぞれ、異なる波長のレーザー光を生成する異なるレーザー光源１２とより良好に反応してよい。
【００２７】
特定の一態様によれば、レーザー光ビーム１４及び基板２４の相対移動は、ガルバノメータ１６を用いてレーザー光ビーム１４を移動させること及び／又はＸＹステージ１８を用いて基板２４を移動させることにより達成するこができる。レーザー光ビーム１４は、図１に示す光学部品によって操作される。４５°ミラー１５ａはレーザー光１４をビーム拡大器１５ｂに導き、該拡大器はレーザー光１４をスプリットミラー１５ｃに向かって通過させる。このため、レーザー光１４の一部がガルバノメータ１６に導かれ、レーザー光１４の一部が検出器１５ｄに導かれる。該検出器は、光を検出し、レーザー光１４を通過させてレンズ１５ｅに集束させ、該レンズは、レーザー光１４をスクリーン１５ｆ上に集束させ、その結果、基板２４上のレーザー光１４の相対位置が、観測装置１７によって観測される。特定の一実施形態では、観測装置１７には、光学系１０のパラメータ、例えば、ガルバノメータ１６及びｆ−θレンズ１９によるレーザー光ビーム１４の移動、又はＸＹステージ１８の移動による基板２４の移動を制御できる制御電子回路が設けられてもよい。相当に種々の光学系が使用されることができ、本発明の範囲に含まれる。
【００２８】
レーザー光１４について言及しているが、基板２４の界面領域２６を効果的に加熱するために、他の形態の電磁放射線を用いることが可能であることに留意されたい。所望されることは、電磁放射線が、有機金属化合物２２を通過し、基板材料２４においてエネルギーを放出し、界面領域２６を加熱することができるということだけである。
【００２９】
また、有機金属化合物層２２が加熱後に残存することは必須でないことに留意されたい。有機金属化合物の加熱が、利用可能な導電性材料２８の完全なの堆積をもたらすこともあり得る。したがって、有機金属化合物層２２が、加熱後、導電トレース層２８に重層した状態で残存しないこともあり得る。
【００３０】
図３は、一実施形態による方法３０の諸工程を示す。工程３２では、有機金属化合物が基板２４上に所望の導電トレースレイアウトで、プリンター、例えばHewlett-Packard製のサーマルインクジェットプリンターを用いて印刷される。工程３４では、有機金属化合物２２と基板２４との界面領域２６付近又は該界面領域での基板の加熱が、レーザー光１４を用いて行なわれる。工程３６では、界面領域２６の加熱の結果として、導電トレース２８が基板２４上の該加熱された界面領域２６付近又は該界面領域に堆積される。工程３７では、レーザー光ビーム１４が、印刷された有機金属化合物２２と基板２４との間の他の界面領域を加熱し、それにより、導電トレースが堆積される他の領域がもたらされるように、レーザー光ビーム１４又は基板２４を移動させる。工程３４、３６及び３７は、所望の導電トレースレイアウトが基板２４上に充分形成されるまで反復し、その後、方法３０を、工程３８での終了まで進行させることができる。任意選択で、導電トレース２８の高さを増加させるために、無電解めっきのさらなる工程３９を使用することができる。これは、可能な一実施形態による任意選択の工程であるが、本発明の必須の工程ではない。
【００３１】
導電層２８と基板２４との密着性を増大させるため、印刷工程３２の前に基板表面を改質するのが好都合である。これは、基板がポリイミド製である場合、特にあてはまる。ポリイミド基板に好適な表面改質処理は、順に：（ａ）慣用のアルカリ、例えばＫＯＨ、ＮａＯＨを用いるアルカリエッチング処理と、（ｂ）水中でのすすぎと、（ｃ）酸性溶液、例えばＨＣｌ含有溶液中での中和と、（ｄ）水中でのすすぎと、（ｅ）適切な換気を伴う炉内での乾燥とを含む。これで、乾燥した基板は、印刷の準備ができた状態となる。
【００３２】
図４に、所望の導電トレースレイアウトをプリンター４２に転送するシステム４０を示す。所望の導電トレースレイアウトは、データファイルとして、コンピュータシステム４６と通信するデータベース又はコンピュータメモリ４４内に保存されてもよい。コンピュータシステム４６のオペレータが、所望の導電トレースレイアウトを作製し、この所望の導電トレースレイアウトをプリンター４２に転送して、該プリンターが、有機金属化合物を基板上に所望の導電トレースレイアウトで印刷することができる。例えば、所望の導電トレースレイアウトは、Ａｕｔｏｃａｄでの図として保存されてもよい。
【００３３】
以下の記載は、本発明の範囲に対する制限と解釈されないものとする。再度、図１及び図２を参照すると、レーザー光１４の波長は５３２ｎｍ又は５１４．５ｎｍであってもよく、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー又はアルゴンレーザーによって生成されたものであってもよい。基板２４と有機金属薄膜２２との間の界面の温度が閾温度に達すると、有機金属化合物の分解が起こり、導電導電トレースが基板２４の表面上に局所的に堆積される。有機金属化合物はＣｕ（ＨＣＯＯ）2・２Ｈ2Ｏであってもよい。この有機金属化合物のレーザー誘起分解は、以下のように示すことができる。
ｉ．    Ｃｕ（ＨＣＯＯ）2・２Ｈ2Ｏ  →  Ｃｕ（ＨＣＯＯ）2＋２Ｈ2Ｏ
ｉｉ．  Ｃｕ（ＨＣＯＯ）2  →  Ｃｕ＋Ｈ2＋２ＣＯ2
【００３４】
生じた水素（Ｈ２）及び二酸化炭素（ＣＯ２）は、これらの副生成物ガスを捕捉する排気システムによって吸収されることができる。導電トレースは、堆積された銅（Ｃｕ）である。一形態では、プリンターはサーマルインクジェットプリンター、例えば、Hewlett-Packard製のデスクジェットプリンターである。他の型のインクジェットプリンター、例えば、ピエゾ型インクジェットプリンターを使用してもよい。
【００３５】
或る種の電子製品では、導電トレース２８の厚さが導電性要件を満たさないこともあり得る。したがって、より厚みのある導電トレース層２８を構築するために、無電解めっきをさらなる工程として使用することが可能である。例えば、導電トレース層は、高さ約１〜３μｍまで構築され得る。
【００３６】
無電解めっき工程では、有機金属化合物から堆積される金属と同じ型を使用してもよく、異なる型の金属を使用してもよく、例えば、銅と銅、銅と金、銅とパラジウム等の組合せが可能である。或る特定の基板上に印刷され得る任意の回路が、上記の実施形態に従って作製されることができる。
【００３７】
堆積される導電トレース２８の量又は高さが、界面２６での加熱のレベルによって正確に制御されるならば、有機金属化合物２２の薄層を、堆積された金属２８上に残存及び重層させることが可能になる。これは、残存する有機金属化合物薄膜２２が、下層の導電層２８が周囲空気中で酸化するのを妨げるための保護層を提供することができ、望ましい場合がある。
【００３８】
別の態様によれば、無線認証(ＲＦＩＤ)用コイルを、本発明に従って製造することができる。従来技術における現行のＲＦＩＤコイル作製方法としては、化学的エッチング及びＣＮＣミリングが挙げられる。この従来技術の技法は、例えば、銅材料の廃棄による高コスト、酸の化学溶液の廃棄処理による高コスト、特別な設備の必要性による高コスト、銅等の廃棄物及び汚染水の不適切な廃棄処理に起因し得る環境上の不都合点、並びにマスクを設計する必要性による長期設計サイクルタイム等の重大な問題を含む。
【００３９】
通常のインクジェットプリンターを適当な有機金属化合物（例えばギ酸銅）とともに使用することにより、ＲＦＩＤコイル設計図が作製されると、この設計図を、即座に、任意の所望の適当な基板上に印刷することができる。５３２ナノメートルの波長を有するＮｄ：ＹＡＧレーザーを用い、基板上に印刷されるＲＦＩＤコイルの図案と同じ銅トレースレイアウトが形成されるようにギ酸銅を分解することができる。多種多様な基板、例えば、ガラス、プラスチック、セラミック、紙等を使用することができる。かかる方法は、相当なコスト削減をもたらし、より環境に優しく、設計時間及び回路のプロトタイピングの高速化を可能にする。
【００４０】
また別の実施形態によれば、インクジェット配合物の一部として使用され得る有機金属化合物を、プリンターカートリッジ内に導入することができる。プリンターノズルからの溶液(すなわち、配合物)の適正な液滴噴出を達成するため、該溶液の物理的特性（例えば、表面張力及び溶液の粘度等）は、最適化しなければならない。ノズルからの液滴の質は、導電トレースの質に転換される。
【００４１】
各印刷後に基板上に高密度の有機金属化合物を得るためには、高濃度の有機金属化合物が所望される。しかしながら、これは、印刷時の溶液中の有機金属化合物の溶解度を考慮すると、難題をもたらす。有機金属化合物の濃度が高いほど、印刷後のヒーター表面上に燃えかすが残留し得る傾向が大きくなる。燃えかすの存在は、後続の液滴の質及び安定性を損なう。したがって、溶媒の種類及びその濃度は、最適化する必要がある。
【００４２】
配合物は、少なくとも１種類の水溶性有機金属化合物を含有する。有機金属化合物は、酢酸塩、カルボン酸塩又はアミン錯体の形態であり得る。有機金属化合物の金属成分としては、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）及び／又はパラジウム（Ｐｄ）が挙げられる。有機金属化合物を溶解するための溶媒は、少なくとも１種類の水混和性有機溶媒、例えば、窒素含有ケトン（例えば、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−ピロリド−２（ＮＭＰ））、ペンタンジオール（例えば、１，２−ペンタンジオール、１，５−ペンタンジオール）及び／又はトリオール（例えば、グリセロール）等を含むものであってもよい。
【００４３】
具体例を以下の表１に示すが、数多くの他の有機金属化合物及びインクジェット用配合物が可能である。
【００４４】
【表１】
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【００４５】
表１に関し、ＤＢＯＳ（「液滴離脱観察システム」）は、インクジェットカートリッジノズルから噴射される液滴を観察するために使用されるツールであることに留意されたい。図５に示すように、ＤＢＯＳ画像５０は、瞬時の液滴がノズルから噴出されているスナップショットを示す。基板上に印刷回路を作製するのに、Hewlett-Packard製のデスクジェット６１２２を用いた。使用した基板は、通常の印刷用紙と、使用前に酸素プラズマ灰 によって処理したポリイミドフィルムである。デスクジェットプリンターによって作製した印刷例６０の画像を図６に示す。図７には、前述のレーザー誘起分解後に形成された銅トレース７２の画像７０を示す。図８には、図７に示した銅トレースの任意選択の無電解めっき後に形成された銅トレースの画像８０を示す。
【００４６】
表１に示すインクジェット用配合物が、サーマルインクジェットプリンターにより、許容され得る品質で印刷可能であることが実証されている。このように、上記のレーザー誘起分解法に従うと、サーマルインクジェット印刷によって有機金属化合物含有配合物を印刷した後、導電性の銅トレース７２が基板上に堆積された。
【００４７】
こうして、基板上に導電トレースを形成する際に使用するための有機金属化合物を印刷するための配合物が提供された。本発明を、現時点で好ましい実施形態に関して記載したが、本開示は限定的と解釈されるべきでないことを理解されたい。種々の代替及び変形が、上記の開示内容を読むことにより、確実に当業者に明らかとなろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の精神及び範囲に含まれるあらゆる代替及び変形を包含すると解釈されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態の一部として使用するための、可能な光学系の概略図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態に従って作製した、部分的に形成されたプリント電子回路の一例であって、基板及び有機金属化合物の断面図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態に従って作製した、図２Ａに示す部分的に形成されたプリント電子回路から得られるプリント電子回路の一例であって、基板、有機金属化合物及び堆積された導電トレースの断面図である。
【図３】本発明の一実施形態によるフローチャートを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による、有機金属化合物を基板上に印刷するためのシステムの可能な構成を示す図である。
【図５】瞬時の液滴がプリンターノズルから噴出されているスナップショットを示すＤＢＯＳ画像を示す図である。
【図６】図５に用いられ、且つHewlett-Packard製のデスクジェットプリンターによってポリイミド基板上に作製された有機金属化合物印刷回路の例を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態による、図５及び図６に用いた有機金属化合物のレーザー誘起分解後に形成された銅トレースの画像を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態による、図７に示した銅トレースの無電解めっき後に形成された銅トレースの画像を示す図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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