(57)【要約】【課題】転写時に、基板上に材料を供給する手段として、基板上で材料に可溶性を持たせ、基板上に液体を供給することでパターンを形成するパターン形成方法を提供する。【解決手段】基板４上にパターン形成用に親疎水性を有する感熱材料を塗布し、９０℃のエチレングリコール中に浸漬させ、全面親水処理を行い、その後レーザで基板に描画して親水部６と疎水部５を形成した。次に転写版１に可溶性材料である銀コロイド水溶液を塗布し乾燥させ、基板４と接触させることで、銀粒子はコロイド水溶液として、基板４上のパターン部のみに溶解し、基板４を加熱することで、配線パターンを形成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にパターンを形成する方法において、
第１の基板上にパターン形成用に親疎水性を有する感熱材料を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程によって前記感熱材料を塗布された前記第１の基板を全面親水処理する親水工程と、
親水処理を行った前記第１の基板をレーザでパターンを描画することで親水部と疎水部を形成する親疎水部形成工程と、
第２の基板に可溶性材料を供給工程と、
前記供給工程によって得られた第２の基板を乾燥させる乾燥工程と、
前記乾燥工程によって得られた第２の基板と第１の基板を接触させることにより可溶性材料が前記第１の基板のパターン上にのみ溶解する接触工程と、
前記接触工程によって得られた前記可溶性材料がパターン上に溶解した第１の基板を加熱することで配線パターンを得る加熱工程と有することを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
第１の基板上にパターン形成用に親疎水性を有する感熱材料を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程によって前記感熱材料を塗布された第１の基板を全面親水処理する親水工程と、
親水処理を行った前記第１の基板をレーザでパターンを描画することで親水部と疎水部を形成する親疎水部形成工程と、
前記親水部のみに可溶性材料を供給する供給工程と、
可溶性材料を供給された第１の基板を乾燥させる乾燥工程と、
第２の基板を親水処理し、純水を供給する純水供給工程と、
前記第１の基板と第２の基板を接触させる接触工程と、
前記接触工程によって前記可溶性材料が第２の基板が具備する純水に溶解する溶解工程と、
前記可溶性材料が前記純水に溶解した第２の基板を加熱する加熱工程を有することを特徴とするパターン形成方法。
【請求項３】
前記可溶性材料は、コロイド水溶液を析出したものであることを特徴とする請求項１または２記載のパターン形成方法。
【請求項４】
前記コロイド水溶液は、金属粒子を含んでいることを特徴とする請求項３記載のパターン形成方法。
【請求項５】
親疎水部形成工程は、レーザによってパターンを描画することにより、溝状のパターンを得ることを特徴とする請求項１または２記載のパターン形成方法。
【請求項６】
前記第１及び第２の基板は、基板の表面の粗さが１０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１または２記載のパターン形成方法。
【請求項７】
前記第１及び第２の基板は、保湿性を有することを特徴とする請求項６記載のパターン形成方法。
【請求項８】
前記塗布工程は、前記感熱材料を塗布する際に、吸水性を有する部材を用いて前記第１の基板に塗布することを特徴とする請求項１または２記載のパターン形成方法。
【請求項９】
前記塗布工程は、前記感熱材料を塗布する際に、前記感熱材料を霧状にして第１の基板に塗布することを特徴とする請求項１または２記載のパターン形成方法。
【請求項１０】
前記供給工程は、前記可溶性材料を供給する際に、粉体上の可溶性材料を供給することを特徴とする請求項１または２記載のパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品実装やパターン形成技術に関し、特に、基板上で可溶性材料を溶解することでパターンを形成するパターン形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板上に配線やカラーフィルタのようにあるパターンを有する材料を形成する技術として、フォトリソグラフィを用いたパターン形成技術が上げられる。特に半導体の回路形成には不可欠な技術であり、微細なパターン形成では主流の技術である。
【０００３】
また、プリント基板のように半導体ほどの微細ではないが大面積の配線が形成される場合においてもフォトリソグラフィを用いたパターン形成が用いられており、例えばＦＲ−４のような樹脂基板上に銅はくが接着している基板に対して、フォトリソグラフィを用いてエッチングすることによりパターンを形成することができる。
【０００４】
これらの技術課題を解決する方法のひとつとして、転写版に形成した後に転写法にて形成する方法がある。基板上にパターンを形成するには通常の印刷技術とは異なり、基板に吸水性がないため、印刷性及び転写性を両立した材料及びプロセスが必要である。
この技術課題を解決する先行技術として一例を挙げると、版上に残ったインキの乾燥を防止するためにインキに含まれる溶剤の雰囲気中に版を保持する工程を含み、さらに必要に応じて、ブランケットに吸収された溶剤を除去するためにインキに含まれる溶剤を含有しない雰囲気中にブランケットの少なくとも一部を保持する工程を含むように、オフセット印刷を実施することで材料の乾燥することによる不具合を解決している（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２２５７６５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記に示す方法では、装置を覆うことや揮発性雰囲気飽和状態にさらされることになるため、メンテナンス性に難があり、溶剤の種類も制限される。
【０００７】
本発明は、係る問題に鑑みてなされたものであり、転写時の問題点に着目し、基板上に材料を供給する手段として、基板上で材料に可溶性を持たせ、基板上に液体を供給することでパターンを形成するパターン形成方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載のパターン形成方法は、基板上にパターンを形成する方法において、第１の基板上にパターン形成用に親疎水性を有する感熱材料を塗布する塗布工程と、塗布工程によって感熱材料を塗布された第１の基板を全面親水処理する親水工程と、親水処理を行った第１の基板をレーザでパターンを描画することで親水部と疎水部を形成する親疎水部形成工程と、第２の基板に可溶性材料を供給工程と、供給工程によって得られた第２の基板を乾燥させる乾燥工程と、乾燥工程によって得られた第２の基板と第１の基板を接触させることにより可溶性材料が第１の基板のパターン上にのみ溶解する接触工程と、接触工程によって得られた可溶性材料がパターン上に溶解した第１の基板を加熱することで配線パターンを得る加熱工程と有することを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載のパターン形成方法は、第１の基板上にパターン形成用に親疎水性を有する感熱材料を塗布する塗布工程と、塗布工程によって感熱材料を塗布された第１の基板を全面親水処理する親水工程と、親水処理を行った第１の基板をレーザでパターンを描画することで親水部と疎水部を形成する親疎水部形成工程と、親水部のみに可溶性材料を供給する供給工程と、可溶性材料を供給された第１の基板を乾燥させる乾燥工程と、第２の基板を親水処理し、純水を供給する純水供給工程と、第１の基板と第２の基板を接触させる接触工程と、接触工程によって可溶性材料が第２の基板が具備する純水に溶解する溶解工程と、可溶性材料が純水に溶解した第２の基板を加熱する加熱工程を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のパターン形成方法であって、可溶性材料は、コロイド水溶液を析出したものであることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項３記載のパターン形成方法であって、コロイド水溶液は、金属粒子を含んでいることを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１または２記載のパターン形成方法であって、親疎水部形成工程は、レーザによってパターンを描画することにより、溝状のパターンを得ることを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項１または２記載のパターン形成方法であって、第１及び第２の基板は、基板の表面の粗さが１０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載の発明は、請求項６記載のパターン形成方法であって、第１及び第２の基板は、保湿性を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項８記載の発明は、請求項１または２記載のパターン形成方法であって、塗布工程は、感熱材料を塗布する際に、吸水性を有する部材を用いて第１の基板に塗布することを特徴とする。
【００１６】
請求項９記載の発明は、請求項１または２記載のパターン形成方法であって、塗布工程は、感熱材料を塗布する際に、感熱材料を霧状にして第１の基板に塗布することを特徴とする。
【００１７】
請求項１０記載の発明は、請求項１または２記載のパターン形成方法であって、供給工程は、可溶性材料を供給する際に、粉体上の可溶性材料を供給することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に添付された図面と実施例を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１９】
［実施例１］
ＰＥＴフィルム基板（基板４）上に金属ナノ粒子を用いた配線形成を行った。まず基板４上にパターン形成用に親疎水性を有する感熱材料（含フッ素アクリレート  ＴＧ−７０２  ダイキン工業社製）を塗布し、９０℃のエチレングリコール中に３０秒浸漬させて全面親水処理を行った。その後半導体レーザ（松下電子工業社製  ＬＮ９８３０）にて描画し疎水部５を形成した。こうすることで、基板４上に親疎水のパターンを形成することができた。親水部６の線幅が約２０μｍの線状のパターンが得られた。その後に基板４上に純水をウレタンスキージにて供給し、親水部６のみ純水を供給した。
【００２０】
可溶性材料としては、銀コロイド水溶液（ファインスフィア  ＳＶＷ１０２  日本ペイント製）顕微鏡用プレパラートガラス基板（転写版１）にメタルスキージにて均一に塗布し乾燥させ、転写版１上に銀粒子を堆積させた。この転写版１を基板４上に接触させることにより、銀粒子（ナノ金属粒子２）はコロイド水溶液として、基板４上のパターン部のみに溶解することとなる。その後基板４をオーブンにて１５０℃で３０分間加熱することで、配線パターンを形成することができた。
【００２１】
［実施例２］
ＰＥＴフィルム基板（実施例２では転写版１）上にパターン形成用に親疎水性を有する感熱材料（含フッ素アクリレート  ＴＧ−７０２  ダイキン工業社製）を塗布し、９０℃のエチレングリコール中に３０秒浸漬させて全面親水処理を行った。その後、半導体レーザ（松下電子工業社製  ＬＮ９８３０）にて描画し疎水部５を形成した。こうすることで転写版１上に親疎水のパターンを形成することができた。親水部６の線幅が約２０μｍの線状パターンが得られた。その後に転写版１上に銀コロイド水溶液（ファインスフィア  ＳＶＷ１０２  日本ペイント製）をウレタンスキージにて供給し、親水部６のみ銀コロイド水溶液を供給した。その後、乾燥させて銀粒子を親水部６に析出させた。
【００２２】
基板４として石英ガラス基板（１００ｍｍ×１００ｍｍ×１ｍｍ）を用い、基板４表面をＰＳマルチクリーナ（富士写真フィルム製）にて親水処理を行った後に純水を基板全面にメタルスキージにて供給した。この基板４を転写版１接触させることにより、銀粒子（ナノ金属粒子２）はコロイド水溶液として、基板４上の純水に溶解することとなる。その後、基板４をオーブンにて１５０℃、３０分間、加熱することで、配線パターンを形成することができた。
【００２３】
［実施例３］
基板４の表面の凹凸に対する密着力を調べるため２種類の表面粗さが異なる基板４を用いた。基板材料及び密着力については表１に示す。各基板上に対して実施例１と同様の手法にてパターンを形成した。表面粗さはＤｅｋｔａｋ３０３０（  Ｓｌｏａｎ製）にて基板４上の任意の箇所を長さ０．５ｍｍ計測した。パターンの密着力はステンレス製ピンセットにてパターン部が剥離するかどうかを調べた。セラミック上ではパターンが良好に密着しているのに対して、ガラス上ではパターンの剥離が見られた。また、基板材質での密着力の違いを見るためガラス基板上を＃２４０研磨紙にて粗面化して密着力を調べたところ良好な密着性を示し、基板４の凹凸による密着性向上があることを確認した。
【００２４】
【表１】
2005032862.tif 000003
【００２５】
上記に示す本発明の実施形態により、特定の箇所のみに供給することで、親疎水処理のような前処理が行えない基板に対してパターンを形成することができる。また、繊維質に溶液を含ませてそれを基板上にて走査させることで液体の供給量を抑制することができ、パターンの厚さばらつきを抑えることができる。
【００２６】
また、液体がある領域だけ粉体を含むことにより、パターン形状体を形成することができる。パターン形状によって可溶性材料の溶解速度が大きく異なる場合には、所望するパターン形状が得られない場合があるが、基板に供給する液体を転写版上のパターンと同様にすることでパターン形状の幅精度やパターンの厚みの精度を向上させることができる。
【００２７】
また、転写版上に親疎水のパターンを設けることで、表面張力の差により親水部のみに溶液を供給することができ、基板上に無処理にてパターンを形成することができる。さらに、転写版に予めパターンを作製してから基板に転写することで、親疎水処理のような前処理が行えない基板に対してパターンを形成することができる。
【００２８】
また、霧状に散布することにより基板表面への塗布量を抑えることができ、基板上での位置に対する転写量のばらつきを抑えることができる。さらに、転写版上に親疎水のパターンを設けることで表面張力の差により親水部のみに溶液を供給できる。
【００２９】
また、コロイド溶液の乾燥状態の固体を供給することで基板上において、コロイド溶液として溶解するため、基板上にてパターンを形成することができる。さらに、材料としてナノ金属を含んだものを用いることで基板上にて加熱させることで金属配線を形成することができる。
【００３０】
また、基板表面に供給する液体を保持しやすくなるので、揮発性の高い液体に対してパターンの転写が可能となる。さらに、転写時のパターンの濡れ広がりを抑制することができ、基板上への精度良いパターン形成が可能となる。
【００３１】
また、基板表面が凹凸を有することで、材料が凹凸に沿って密着するためアンカー効果にてパターンの密着力を向上させることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のパターン形成方法は、揮発性を有するため、転写が困難な材料に対して、基板上で可溶性材料を溶解することでパターンを形成させることができ、基板上への転写が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態におけるパターン形成方法の工程を示した図である。
【図２】本発明の実施形態におけるパターン形成方法の工程を示した図である。
【符号の説明】
１  転写版
２  ナノ金属粒子
３  溶媒
４  基板
５  疎水部
６  親水部
【図１】
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【図２】
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