(57)【要約】ペーパー又は布の様に、典型的に吸着性で多孔質である、基盤の面上に導体パターンを形成する方法が開示される。該方法は該表面上に、形成されるべき該導体パターンに対応する、コロイド粒子の露出されたパターンを形成する過程を具備している。本発明に依る使用に好適な該コロイド粒子は銅、銀、金等の無電解デポジションに触媒作用することが出来るものである。コロイド粒子の該露出されたパターンが形成された後、前記導体パターンを形成するために、前記面上での金属物質の沈殿が引き起こされる。
2004518280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基盤の面上に導体パターンを形成する方法が、
前記面上に金属コロイド粒子の露出パターンを形成する過程を具備しており、該粒子は金属の無電解デポジションに触媒作用出来るものであり、該パターンは該導体パターンのそれに対応しており、そして該方法は又前記導体パターンを形成するために前記面上に金属物質の沈殿を引き起こす過程を具備することを特徴とする該方法。
【請求項２】
該基盤は吸着する基盤で作られており、該コロイド粒子がその中に吸着されることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項３】
前記表面が多孔質材料製であり、該コロイド粒子がその中に含浸されることを特徴とする請求項２の方法。
【請求項４】
該基盤がペーパー又は布製であることを特徴とする請求項３の方法。
【請求項５】
該表面が該コロイド粒子を吸着出来るようにするために最初に該表面を処理しそして次いで該処理された表面上に該コロイド粒子を吸着させる過程を具備することを特徴とする請求項１の方法。
【請求項６】
該コロイド粒子が前記面に共有的に又は静電的に結合させられることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項７】
該コロイド粒子がパラジウム、金そして銀コロイドから選択されることを特徴とする請求項１−６の何れか１つの方法。
【請求項８】
該粒子がパラジウムコロイドであることを特徴とする請求項７の方法。
【請求項９】
該粒子が１−１００ｎｍの範囲内に直径を有することを特徴とする請求項１−８の何れか１つの方法。
【請求項１０】
該粒子の表面が該基盤に付けられるそれらの能力を向上するよう機能させられていることを特徴とする請求項１−９の何れか１つの方法。
【請求項１１】
前記金属物質が銅、銀又は金であることを特徴とする請求項１−１０の何れか１つの方法。
【請求項１２】
基盤の面上に導体パターンを形成する方法が、
（ａ）前記面の少なくとも１部分上に金属コロイド粒子を本質的に均一にデポジットさせる過程を具備しており、該粒子は金属の無電解デポジションに触媒作用が出来るものであり、該方法は又、
（ｂ）該基盤上にバリア層をデポジットする過程を具備しており、該バリア層は、次ぎに該表面上に付けられるか又は該表面と接触する化学物質との接触から該コロイド粒子をマスクしておりそして該導体パターンに対応するボイドが残るようにパターン付けされており、そして該方法は更に、
（ｃ）コロイド粒子を有する露出された基盤表面上への金属層の沈殿と該導体パターンを形成するのに充分な時間の間の成長とを起こさせる現像溶液に前記部分を接触させる過程を具備することを特徴とする方法。
【請求項１３】
平面の基盤の第１面上に第１導電部分を有する第１導体パターンと該平面の基盤の反対の、第２の面上に第２導電部分を有する第２導体パターンと、を形成する過程を具備することを特徴とする請求項１２の方法。
【請求項１４】
過程（ｃ）の前に、該第１及び第２面内の、結果的にそれぞれ第１及び第２導電部分になる部分をリンクする１つ以上の孔を該基盤内に形成する過程と、そして前記第１及び前記第２導電部分間に導体を形成するために、過程（ｃ）内に、該１つ以上の孔の壁上での該金属のデポジションを引き起こす過程、を具備することを特徴とする請求項１３の方法。
【請求項１５】
下記過程、すなわち、
（ｄ）前記部分上に電気的に非導電性の層をデポジットする過程と、
（ｅ）該非導電層上に金属コロイド粒子の露出されたパターンを形成する過程とを具備しており、前記粒子は金属の無電解デポジションに触媒作用することが出来ており、該パターンは導体パターンのそれと対応しており、そして更に、
（ｆ）該コロイド粒子を含む基盤上への金属層のデポジションと前記導体パターンを有する導体層を形成するのに充分な時間の間の成長とを起こさせる現像溶液に該露出されたパターンを接触させる過程を具備することを特徴とする請求項１２−１４の何れか１つの方法。
【請求項１６】
過程（ｅ）が
（ｉ）前記非導電層の少なくとも１部分上に本質的に均一に金属コロイド粒子をデポジットさせる過程を備えており、該粒子は金属物質の無電解デポジションに触媒作用することが出来るものであり、そして該過程（ｅ）は又
（ｉｉ）該基盤上にバリア層を形成する過程を備えており、該バリア層は次ぎに該表面上に付けられるか又は該表面と接触する化学物質との接触から該コロイド粒子をマスクし、そして該導体パターンに対応するボイドが残されるようにパターン付けされていることを特徴とする、請求項１５の方法。
【請求項１７】
過程（ｄ）−（ｆ）を１回以上繰り返す過程を具備することを特徴とする請求項１５又は１６の方法。
【請求項１８】
該バリア層がプリンテイングにより形成されることを特徴とする請求項１２−１７の何れか１つの方法。
【請求項１９】
下記過程すなわち、
（ｄ）該導体層上に金属コロイド粒子の露出されたパターンを形成する過程を具備しており、前記粒子は金属の無電解デポジションに触媒作用することが出来るものであり、該コロイドパターンは該意図された導体パターンのそれに対応しており、又
（ｅ）該コロイド粒子を含む基盤上への金属層のデポジションと、前記導体パターンを有する導体層を形成するのに充分な時間の間の成長とを起こさせる現像溶液に該露出されたパターンを接触させる過程を具備することを特徴とする請求項１２−１４の何れか１つの方法。
【請求項２０】
過程（ｄ）が、
（ｉ）該導体層の少なくとも１部分上に金属コロイド粒子を本質的に均一にデポジットさせる過程を備えており、該粒子は金属物質の無電解デポジションに触媒作用出来るものであり、そして又
（ｉｉ）前記面上にバリア層をデポジットする過程を備えており、該バリア層は、次ぎに前記面上に付けられるか又は前記面と接触する化学物質との接触から該コロイド粒子をマスクしそして意図された導体パターンに対応するボイドが残るようにパターン付けされることを特徴とする請求項１９の方法。
【請求項２１】
過程（ｃ）−（ｆ）を１回以上繰り返す過程を具備することを特徴とする請求項１９又は２０の方法。
【請求項２２】
該バリア層がプリンテイングにより形成されることを特徴とする請求項１２−１７の何れか１つの方法。
【請求項２３】
基盤上に導体パターンを形成する方法が、
（ａ）該基盤上に金属コロイド粒子をデポジットする過程を具備しており、該粒子は意図された導体パターンのそれに対応するパターンを形成しそして金属の無電解デポジションに触媒作用することが出来るものであり、そして該方法は又
（ｂ）該コロイド粒子を含む基盤部分上への金属層のデポジションと該導体パターンを形成するのに充分な時間の間の成長とを起こさせる現像溶液に該デポジットされたコロイド粒子を接触させる過程を具備することを特徴とする該方法。
【請求項２４】
下記過程、すなわち
（ｃ）前記部分上に電気的に非導電性の層をデポジットする過程と、
（ｄ）該非導電層上に金属コロイド粒子の露出されたパターンを形成する過程とを具備しており、前記粒子は金属物質の無電解デポジションに触媒作用することが出来るものであり、該パターンは導体パターンのそれに対応しており、そして
（ｅ）該コロイド粒子を含む基盤上への金属層のデポジションと該導体パターンを形成するのに充分な時間の間の成長とを起こさせる現像溶液に該露出されたパターンを接触させる過程を具備することを特徴とする請求項２３の方法。
【請求項２５】
過程（ｄ）が、
前記非導電層上にパターンで金属コロイド粒子をデポジットする過程を備えており、該パターンは望まれる導体パターンに対応しており、該コロイド粒子は金属物質の無電解デポジションに触媒作用することが出来るものであることを特徴とする請求項２４の方法。
【請求項２６】
コロイド粒子の該パターンの該デポジションがプリンテイングにより行われることを特徴とする請求項２４−２６の何れか１つの方法。
【請求項２７】
平面基盤の第１面上の第１導電部分を有する第１導体パターンと該平面基盤の反対の、第２面上の第２導電部分を有する第２導体パターンとを形成する過程を具備することを特徴とする請求項２４−２７の何れか１つの方法。
【請求項２８】
過程（ｂ）の前に、該第１及び第２面内の、結果的にそれぞれ第１及び第２導電部分になる部分をリンクする１つ以上の孔を該基盤内に形成する過程と、そして前記第１及び前記第２導電部分間に導体を形成するために、過程（ｂ）内に該１つ以上の孔の該壁上での該金属のデポジションを起こさせる過程を具備することを特徴とする請求項２３の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［本発明の分野と背景］
本発明は基盤（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）上に導体パターン（ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｐａｔｔｅｒｎ）を形成する方法に関する。
【０００２】
プリント回路基板（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）｛ピーシービーエス（ＰＣＢｓ）｝はその上にプリントされた導電回路を有する固体の、堅い又は柔軟な基盤である。種々のパターン付け技術（ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ）による、ピーシービーエスの製造は、有害な化学物質、特に銅エッチング（ｃｏｐｐｅｒ ｅｔｃｈｉｎｇ）に要するそれら、の使用を含む、時間の掛かる手順である。この様な化学物質の使用は、この様な化学物質の特殊な廃棄要求を考慮すると、該手順にコストと複雑さを付加する。
【０００３】
［本発明の概要］
下記では、用語”導体パターン（ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｐａｔｔｅｒｎ）”は基盤の面上への導体配置を称するため使用されるであろう。この導体パターンは実際は該基盤の異なる部分（ｐｏｒｔｉｏｎｓ）間の導電率（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）を規定する。例えば、該基盤の、１つの電子部品に接続された１つの点から、もう１つの部品、電流源、入／出力コネクター他、に接続されたもう１つの点まで。又該用語”導体パターン”は、該基盤上の導体パッチ（ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｐａｔｃｈｅｓ）により形成された抵抗器又はキャパシター（ｃａｐａｃｉｔｏｒｓ）の様な、電子部品を含むと理解されるべきである。
【０００４】
本発明に依れば、導体パターンは基盤上への金属物質の無電解（ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ）デポジション（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を含む方法（ｐｒｏｃｅｓｓ）により形成される。該基盤上に予めデポジットされた（ｐｒｅｄｅｐｏｓｉｔｅｄ）金属コロイド粒子（ｍｅｔａｌ ｃｏｌｌｏｉｄ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ）が、該金属デポジション（ｍｅｔａｌ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）の基礎（ｂａｓｉｓ）であるリドックス反応用触媒（ｃａｔａｌｙｓｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅｄｏｘ ｒｅａｃｔｉｏｎ）として作用する。該導体パターンは多数の方法で形成されてもよい。１実施例に依ると、該コロイド粒子は該基盤の面の少なくとも１部分上に本質的に均一に（ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｕｎｉｆｏｒｍｌｙ）分布させられる。該コロイド粒子をマスクするバリア層（ｂａｒｒｉｅｒ ｌａｙｅｒ）がその上にデポジットさせられ、該バリア層は該導体パターンに対応するボイド（ｖｏｉｄｓ）を残すようパターン付けされる。次いで現像溶液（ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）を前記面に付けるか又は前記面に接触させた後、該導体パターンが得られる。
【０００５】
もう１つの実施例に依れば、該導体のパターンは該コロイド粒子のパターン付けされたデポジションの結果である。
【０００６】
該基盤は曲げやすい（ｐｌｉａｂｌｅ）又は柔軟な（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）材料製であるか又は堅い（ｒｉｇｉｄ）材料製であってもよい。該基盤材料は多孔質（ｐｏｒｏｕｓ）であってもよく、例えばペーパー又は布製であってもよく；該基盤は非多孔質（ｎｏｎ−ｐｏｒｏｕｓ）材料に形成された又は取り付けられた多孔質表面を持つだけでもよく；或いは全く非多孔質材料製であってもよい。多孔質表面は、それが該コロイド粒子が該表面へ容易に吸着（ｓｏｒｂｅｄ）されることを可能にするので、或る応用では好ましい。しかしながら、下記でも更に詳述される様に、該表面へのコロイド粒子の吸着（ｓｏｒｂｉｎｇ）は他の手段、例えば、化学的結合（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｂｏｎｄｉｎｇ）により、静電的相互作用（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ）その他により、達成されてもよいことは明らかである。該基盤は典型的には平らであるが、３次元構造を有する基盤ボデイ（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｂｏｄｉｅｓ）も使用されてもよい。
【０００７】
本発明は下記で時には付属する図面を参照して図解される。評価される様に、該図解される実施例はここで規定される本発明の遙かに広い範囲の単なる例である。
【０００８】
［本発明の詳細な記述］
本発明は基盤の面上に導体パターンを形成するための方法を提供するが、該方法は前記面上に金属コロイド粒子の露出されたパターンを最初に形成する過程を具備しており、該粒子は金属の無電解沈殿に触媒作用出来る（ｃａｎ ｃａｔａｌｙｚｅ）種類である。前記パターンは該導体パターンのそれに対応する。次いで金属物質は、この様な沈殿の触媒として作用する該コロイド粒子により、前記面上にデポジットさせられる。
【０００９】
本発明の１つの好ましい実施例に依ると、該基盤は吸着性基盤（ｓｏｒｂａｎｔ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）であり、該コロイド粒子はその上に吸着される。この様な基盤の例はその中に含浸された（ｉｍｐｒｅｇｎａｔｅｄ）該コロイド粒子を有する多孔質材料製のこの様なものである。多孔質基盤の典型的例はペーパー、天然又は合成フアイバー他製の織物又は不織布（ｗｏｖｅｎ ｏｒ ｎｏｎ−ｗｏｖｅｎ ｆａｂｒｉｃ）である。
【００１０】
もう１つの実施例に依れば、該基盤は化学的に処理される、すなわち、種々の異なるタイプの相互作用（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ）の１つにより、コロイド粒子と結合する（ｂｉｎｄ）ことをそれに可能にさせる特性をアプリオリ（ａ ｐｒｉｏｒｉ）に有する。この様な相互作用は静電的な（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ）、疎水性の（ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ）、共有的な（ｃｏｖａｌｅｎｔ）又はフアンデアワール（Ｖａｎ ｄｅｒ Ｗａａｌｓ）の、相互作用であってもよい。該コロイド粒子がこの様な相互作用を受けることを可能にするために、それらは時には種々の機能グループをそれらに付けることにより予備処理（ｐｒｅｔｒｅａｔｅｄ）されてもよい。多孔質基盤の場合、該コロイド粒子はコロイド粒子でスプレーされてもよく、それらは次いで、この様な基盤（例えば、ペーパー）により吸収されるが；該基盤の多孔質構造内にトラップされることに依りそして幾らかの分子的相互作用に依り、該コロイド粒子は該基盤マトリックス内に留まる。親油性粒子が疎水性の相互作用により基盤に付くようにされてもよく、それはそれらが水性現像剤溶液内に再溶解（ｒｅｄｉｓｓｏｌｖｅ）しないからである。荷電粒子の場合、それらは、それが反対に荷電されるように表面を処理することにより表面に付くようにされてもよい。かくして、例えば、もし該コロイド粒子が負に荷電されているなら｛例えば、それらがカルボキシル酸塩（ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅｓ）の様な負に荷電されたグループを含むなら｝、それを正に荷電されさせるよう該表面を処理することによりそれらが表面に付くようにされてもよい｛例えば３−アミノプロピルトリエトキシシラン（３−ａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）の薄膜で該表面を処理することにより｝。
【００１１】
又基盤の面は、該表面を該コロイド粒子を吸着出来るようにさせる目的で、多数の他の処理の１つに曝されてもよい。例えば、該表面は多孔質層をその上に形成するか又はそれに付けることにより変型されてもよい。
【００１２】
好ましい実施例に依ると、該コロイド粒子はパラジウム、金又は銀コロイドから選択され、パラジウムコロイドが特に好ましい。
【００１３】
粒子は典型的にサブミクロン寸法であり、１−１００ｎｍの範囲内の寸法を有する粒子が好ましい。この様な粒子は大きい表面積を有し、溶媒内に容易に分散され処理される。
【００１４】
導体パターンを形成するために溶液から基盤の面上へデポジットされる金属は好ましくは銅、銀又は金がよい。
【００１５】
本発明の実施例に依れば、基盤の面上に導体パターンを形成するための方法が提供されるが、該方法は、該面の少なくとも１部分上に金属コロイド粒子を本質的に均一にデポジットさせる過程と、次いで、該表面上に付けられるか又は該表面と接触する化学物質との接触から該コロイド粒子をマスクすることが出来るバリア層を基盤上にデポジットさせる過程と、を具備しており、該バリア層は、該導体パターンに対応するボイドが残されるようにパターン化されている。該面の該処理された部分は、コロイド粒子を有する露出された物質表面上への金属層の形成と、該導体パターンを形成するのに充分な時間の間の成長（ｉｎｃｕｂａｔｉｎｇ）と、を引き起こす現像溶液（ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）と接触する。
【００１６】
上記実施例に依ると、コロイド粒子は該基盤上又はその少なくとも１部分上に本質的に均一にスプレーされ、次いで該バリア層が該基盤上に付けられるが、それは、次の過程で該基盤の該処理された面に付けられるか又は接触する化学物質から該コロイド粒子をマスクするよう作用する。該バリア層は望まれる導体パターンに対応するボイドが残るようにパターン付けされる。結果として、現像溶液が印加された時、該露出基盤表面上のみに金属が沈殿（ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｓ）するので該導体パターンが形成される。該バリア層は従来のプリンテイング過程に基づく方法により簡便にデポジット（ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ）させられてもよい。しかしながら、明らかに評価される様に、本発明はそれに限定されない。プリンテイング過程では、インク又は別の材料の層が予め決められたパターンで表面に付けられる。近代的プリンテイング技術では、このパターンは通常コンピユータ制御される。例えば、レーザープリンターを使用する、従来のプリンテイングが該バリア層をデポジット出来ることが本発明で見出された。該プリントされる材料は従来のインクでもよく、その溶剤の乾燥後バリア層を形成出来る種々の混合物質から選択されてもよく、それが付けられる範囲上で液体不浸透の又は抑制するフイルム（ｌｉｑｕｉｄ−ｉｍｐｅｒｍｅａｂｌｅ ｏｒ ｒｅｔａｒｄｉｎｇ ｆｉｌｍ）を形成するためにポリマー化する液体等であってもよい。プリンターを使うより寧ろ、ペン又は別なものの形の手持ちデバイスがその目的で又はパターン付けされる保護層を形成するために使用されてもよいことは注意されるべきである。これは家庭での応用、学生実験室での応用その他で特に有用である。
【００１７】
プリンテイング技術での１つの利点は、それが非常に速いことそしてプリント回路を有する多数の基盤が短期間で作り得ることである。加えて、この方法では、本発明の導体パターンを形成する方法のコンピユータ化された制御は、特定の使用のための導体パターンを容易にそして安価に誂え製造（ｃｕｓｔｏｍ ｐｒｏｄｕｃｅ）することを可能にする。本質的に、本発明の方法を用いて、全てが同じ導体パターンを有する多数の基盤のバッチの１つと同じ容易さで、１つの、誂え設計の導体パターンが作られる。
【００１８】
本発明の、典型的方法では、基盤、例えば、ペーパー、不織布、等の様な多孔質材料製の基盤は溶媒内に懸濁された金属コロイド粒子をその上にデポジットするよう処理され、次いで該溶媒が乾燥することを可能される。該処理は該コロイドの溶液内に該基盤を浸すことにより、スプレーすることにより、等に依ってもよい。該コロイド粒子で含浸された該基盤は次いでプリテイング装置内に導入され、該装置は保護バリア層、例えばインクをプリントするが、望まれる導体又は回路のパターンをトレース（ｔｒａｃｅ）するボイドを残す。代わりにバリア層のパターンは上記で注意した様にペンの様なデバイスにより形成されてもよい。次の過程で、該基盤の該処理された面は現像溶液と接触するが、該溶液は銅、金又はその他でもよい金属の無電界デポジションを引き起こす。この仕方で、導体パターンは該基盤の１つの面−処理された面上に形成される。
【００１９】
時には導体パターンはペーパーの様な薄い、平坦な基盤の両面上に形成される。該基盤の両面の導電部分をリンク（ｌｉｎｋ）するために、該基盤内に孔が形成され、該無電界デポジションに続いて該孔の壁も同様導電性になり、両面上の導電部分を電気的にリンクする。該基盤が多孔質材料製である場合、孔は時には該コロイド粒子での該基盤の含浸（ｉｍｐｒｅｇｎａｔｉｏｎ）の後に形成されてもよい。該基盤の多孔性の性質がある場合、該孔の壁は既に該コロイド粒子で含浸されており、それは次いで、これらの壁上に金属フイルムのデポジションを発生させる該無電界デポジション反応に触媒作用する。明らかに該孔は又前記含浸の前に形成されてもよい。又基盤が非多孔質材料製の場合、最初に孔が形成され、該基盤上へのコロイド粒子のデポジションがその後追随してもよい。
【００２０】
又本発明の方法は複数の導体層を有する基盤の形成を可能にする。１実施例に依ると、種々の層がそれら間の中間の絶縁層と共に形成される。この実施例に依ると、第１層の導体上に電気的に非導電性の層がデポジットされ、次いで該表面上に露出されるコロイド粒子のパターンが形成され（該パターン付けは上記説明の様に、或いは下記で更に説明するようにコロイド粒子パターンの直接プリンテイングにより行われてもよい）、そして次いで上記説明と同じ仕方で、金属の無電解デポジションにより導体パターンが形成される。この仕方で、基盤上の複数の導体層が形成されてもよい。異なる層間の接続性は、アプリオリに形成されたこの様なものか、又は金属で孔の壁をコートするために無電解デポジション過程と組み合わされた方法の結果で形成された孔か、何れかの孔を通して提供されてもよい。
【００２１】
本発明のもう１つの実施例に依れば、各導体層は前の層の上に直接形成され、それは３次元の導体パターンの形成を可能にする。非導電物質が、導体化されない或る層の部分上に付けられてもよい。
【００２２】
本発明のもう１つの実施例に依れば、導体パターンが該基盤上へのコロイド粒子のパターン付けされたデポジション（ｐａｔｔｅｒｎｅｄ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により形成される。これはプリンテイングの様な過程に依るか或いは手持ちデバイス、例えばペンの様なデバイスを使用することにより行われてもよい。上記で説明されたものと同様な仕方で、必要に応じて変更を加えて、導体パターンが該基盤の相対する面上に形成されてもよく、多数導体層が形成され、そして又孔が層又は面の間の導体として役立つようにされてもよい。
【００２３】
［特定の実施例の説明］
幾つかの実施例が下記で説明される。明らかに理解される様に、説明は本発明を図解するよう役立つが、限定するものとして解釈されるべきでない。
【００２４】
最初に図１を参照するが、該図は下記の例で説明される実験で普通のペーパー（ｏｒｄｉｎａｒｙ ｐａｐｅｒ）上に導体パターンを調製するための手順の概要を与えるものである。１枚のペーパー２０はその面２２の少なくとも１つが、パラジウムナノ粒子（ｐａｌｌａｄｉｕｍ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ）の様な、ナノ粒子（ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ）で含浸されるよう処理される。該処理過程は、該基盤を該コロイド粒子を含む溶液に浸す（ｓｏａｋｉｎｇ）過程、該コロイド粒子を該処理される面にスプレーする過程等を有してもよい。次いで該処理されたペーパー２０Ａはレーザープリンターの様なプリンター内に導入され、そしてプリンテイング過程を通して、未プリントボイド（ｎｏｎ ｐｒｉｎｔｅｄ ｖｏｉｄｓ）２６を残すプリント２４が付けられる。このパターンをプリントされたペーパー２０Ｂは、無電解デポジションを通して、該面２２上に導体パターン２６Ａの形成を引き起こす現像溶液と接触させられるが、それは導体パターンを担う基盤２０Ｃを作るためである。
【００２５】
その導電率は、電源３０と、その回路の２端が導電ストリップ３８によりリンクされた点３４，３６に接続されると光る光バルブ（ｌｉｇｈｔ ｂｕｌｂ）３２と、を有する簡単なテスト回路２９を使用することにより検証され得る。該テスト回路の他端が点４０に接続されると、バルブ３２Ａは光らない。これは該プリントされたパターン２４によりシールドされない部分上での導体パターンの選択的形成を示す。
【００２６】
図２は、基盤、例えばペーパー基盤の２つの相対する面５０，５２上に導体パターンを形成する２つの代替え的実施例を示す。上部の計画でパラジウム処理されたペーパー基盤５４は面５０と５２上にそれぞれ導体パターン５６と５８を作るために図１に示すそれと同様な仕方で処理される。この計画ではパターン５６と５８の導電部分間に接続性（ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ）は無い。他の計画では、孔６０が該基盤内に形成され、その結果導体フイルムが孔６０の壁６２上にも形成され、かくしてパターン５６と５８の導電部分間を接続する。
【００２７】
図３Ａと３Ｂはその両面上に形成された導体パターンを有する基盤６３を図解する。これらの導体パターンは基盤６３の１面上の３つの平行な長方形導体パッチ６４，６４Ａそして６４Ｂと、もう１つの面上の横導体パッチ（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｐａｔｃｈｅｓ）６５と、を含む。パッチ６４と６４Ｂをもう１つの面上のパッチ６５とリンクさせる孔６６，６７が形成される。本発明に依り行われた実験は、それにより電気的リンクがパッチ６４と６４Ｂの間に形成され、パッチ６４Ａは両パッチ６４，６４Ｂから電気的に分離されていることを示した。
【００２８】
本発明に依り行われ、下記で該例で報告される実験で形成された導体を図４で示す。左側では、導体パッチ７０と７２は、この場合０．５ｍｍの幅を有する狭い導電ライン７４により相互にリンクされる。この様なワイヤは事実上該２つの導体パッチ７０，７２間の抵抗器を規定する。
【００２９】
右側では、２つの導体パッチ７６，７８は曲がりくねった非導電ギャップ（ｔｏｒｔｕｏｕｓ ｎｏｎ−ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｇａｐ）８０により相互に分離される。電流はライン７４を通してパッチ７０と７２の間を流れることが出来るが、パッチ７６と７８の間は何等電流は流れることが出来ない。評価される様に、もし曲がりくねった非導電ラインが可成りの長さをトレースするに充分長く作られるならば、これらの２つの導体パッチは事実上キャパシターの２つの電極を規定する。
【００３０】
かくして、本発明に依れば直接基盤上に抵抗器又はキャパシターの様な電気部品を形成することも可能であることは明らかである。
【００３１】
図１に示す１実施例では、ペーパー全体がパラジウムナノ粒子で含浸されている。もう１つの実施例が図５に示される。ペーパー基盤９０の様な多孔質基盤が、プリンテイングヘッド９２により、パラジウムナノ粒子の様な、コロイド粒子でプリントされ、含浸済みパターン（ｉｍｐｒｅｇｎａｔｅｄ ｐａｔｔｅｒｎ）９４を作る。次いで、例えば、銅の、無電解沈殿（ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ）に追随して、導体パターン９６が基盤９０上に形成される。
【００３２】
基盤上に多層導体パターンを形成する１実施例が図６で示される。第１層導体パターン１１０が前に説明した仕方で基盤１２０上に形成される。次いで、プリンテイングの様な過程により非導電（絶縁）層１１２が形成される。次いでパラジウムが該基盤上にデポジットされその上で不動化（ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ）される。層１１２上での該パラジウムナノ粒子１１４の該不動化は、イオンの相互作用（ｉｏｎｉｃ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）、フアンデアワールス相互作用（Ｖａｎ ｄｅｒ Ｗａａｌｓ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）、共有結合（ｃｏｖａｌｅｎｔ ｂｏｎｄｉｎｇ）、等の様な種々の手段により達成されてもよい。次いで図１に示されるそれと同様な仕方での、負のパターンプリンテイングにより、保護部分１１６と非保護部分１１８がかくして規定されそして無電解デポジション過程に続いて、第２導体パターン１２２がそれにより形成される。
【００３３】
図７は多層導体パターンを形成するためのもう１つの方法を示す。全体的方法は図６に示すそれと幾らか同様であり、かくして同様な部品は１００だけシフトした同様な参照数字を与えられた。図６の実施例と図７のそれとの間の差は図６の実施例で異なる導体パターン間の層１１２の様な非導電層が形成されないことである。かくして、この仕方で、異なる層の導体部分間の直接の接続性が形成される。全体として、この仕方は３次元の導体パターンの設計を可能にする。
【００３４】
本発明の多層導体パターンを形成するもう１つの実施例が図８で示される。第１層導体パターン１４２を有する基盤１４０が最初に絶縁層１４４をプリントされる。次いでパラジウム粒子又は何等かの他のコロイド粒子１４６がプリントの様な手順でパターン付けされる仕方でデポジットされそして次いで無電解デポジション過程に続いて第２導体パターン１４８が形成される。
【００３５】
２層導体パターンを形成するためここで（図６−８で）示された同じ仕方で、多層が形成されることは評価されるであろう。
【００３６】
［例］
Ｐｄ−ナノ粒子（Ｐｄ−ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ）：
パラジウムナノ粒子は文献の手順で合成された｛ピー．シー．ヒドバー（Ｐ． Ｃ． ｈｉｄｂｅｒ）、ダブリュー．ヘルビッグ（Ｗ． Ｈｅｌｂｉｇ）、イー．キム（Ｅ． Ｋｉｍ）、ジー．エム．ホワイトサイド（Ｇ． Ｍ． Ｗｈｉｔｅｓｉｄｅｓ）、ラングミュア（Ｌａｎｇｍｕｉｒ）、１２：１３７５−１３８０、１９９６年｝。パラジウム（ＩＩ）アセテート｛Ｐａｌｌａｄｉｕｍ（ＩＩ）ａｃｅｔａｔｅ｝（０．５ｇ、２．２３ミリモル）とテトラオクタデシルアンモニウムボロマイド（ｔｅｔｒａｏｃｔａｄｅｃｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ ｂｒｏｍｉｄｅ）（６２５ｍｇ、０．５６ミリモル）がトルエン（２０ｍＬ）とテーエイチエフ（ＴＨＦ）（４ｍＬ）の混合物内に懸濁された。エタノール（３ｍＬ）が追加され、次いで該混合物は１５時間環流（ｒｅｆｌｕｘ）で撹拌された。該反応が冷却された後、エタノール（２０ｍＬ）が追加されそして該ナノ粒子は沈殿するために２４時間放置された。浮遊物はデカント（ｄｅｃａｎｔｅｄ）され、次いで更にエタノール（５０ｍＬ）が追加され、該ナノ粒子は沈殿させられ、該浮遊物は再びデカントされた。残りのスラリーは真空下で乾燥された。
該ペーパーのＰｄ−処理（Ｐｄ−ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ）：
普通の白色レーザープリンターペーパーが使用された。該乾燥したＰｄナノ粒子は１０ｍｇｍＬ−１の濃度でトルエン内に溶解された。この溶液が１００ｃｍ２当たり約１ｍＬで該ペーパー上にスプレーされ（すなわち、０．１ｍｇｃｍ−２のＰｄ濃度で）、次いで該ペーパーは空気中で乾燥された。
レーザープリンテイング：
レーザープリンテイングはテクトロニクスフエーザー７４０（Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ Ｐｈａｓｅｒ ７４０）レーザープリンターで行われ、約２５．４ｍｍ（１インチ）当たり６００ドット｛デーピーアイ（ｄｐｉ）｝の解像度でプリントした。
銅デポジション（Ｃｏｐｐｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）：
銅の無電解デポジションは文献の方法により達成された｛エイチ．ニイノ（Ｈ． Ｎｉｉｎｏ）、エイ．ヤベ（Ａ． Ｙａｂｅ）、アップライドフイジックスレター（Ａｐｐ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．）、６０：２６９７−２６９９、１９９２年｝。２溶液（’Ａ’と’Ｂ’）が１０：１の比で混合され、該パターン付けされコロイド処理されたペーパーが該混合物の表面上に浮かばされた。１つの混合物が効率の少しだけ損失を伴いながら多数のサンプル用に使用出来た。割り当てられた時間（通常は５分）の後、該ペーパーは取り出され、次いで最初に水中で、次いでアセトン中でリンスされ、そして乾燥させられた。溶液’Ａ’は脱イオン化水（ｄｅｉｏｎｉｓｅｄ ｗａｔｅｒ）（１００ｍＬ）中にＣｕＳＯ４（３ｇ）、ナトリウムカリウムタルトレート（ｓｏｄｉｕｍ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｔａｒｔｒａｔｅ）（１４ｇ）及びＮａＯＨ（４ｇ）を含み、溶液’Ｂ’はホルムアルデヒド水溶液（ａｑｕｅｏｕｓ ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ）（３７％）であった。
【００３７】
銅厚さ（ｃｏｐｐｅｒ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）は鍍金バス中でのより長い処理時間か或いはＰｄナノ粒子のより高い初期濃度か何れかで増加させられ得る。
【００３８】
例え両側にプリントされる時でも、該ペーパー自身は絶縁性に留まった（すなわち該２つの側は相互から電気的に分離されている）（図２、上部の計画）。しかしながら、もし該銅処理の前に該ペーパー内に孔が作られたなら、該孔の側も銅でカバーされ、２つの側間の通電を可能にする（図２、下部の計画）（図３）。
【００３９】
標準的レーザープリンターの解像度は６００ｄｐｉ、すなわち、約（ｃａ）５０μｍである。該手順は又インクジェットプリンターの使用によっても機能する筈である（Ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｓｈｏｕｌｄ ａｌｓｏ ｗｏｒｋ ｂｙ ｕｓｅ ｏｆ ｉｎｋｊｅｔ ｐｒｉｎｔｅｒ）。
【００４０】
５分間該バス内に浸積された典型的ペーパーサンプルは１１．５ｃｍの長さで０．０５ｃｍの幅のワイヤ（ｗｉｒｅ）について３００Ω、そして０．０５ｃｍ離れた２電極間の長さ９ｃｍの離間（ｂｒｅａｋ）について８００００Ωの抵抗を与える（図４）。
【００４１】
ペーパーとは別の、セルローズアセテート（ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ａｃｅｔａｔｅ）の様な基盤も又使用されてもよい。この様な場合、該基盤が多孔質でないので、同じ結果を得るためには、遙かに少ない量、例えば、ペーパーの場合に使用されるコロイドの量の１０分の１しか要しない。しかしながら、この様な場合に該基盤の表面上にコロイド粒子を付けるために、予備処理（ｐｒｅ−ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）、例えば、上記で述べたそれらの１つを要するかも知れない。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に依り行われる実験で、基盤上に導体パターンを形成する仕方の図解である。又図１ではこの様な実験で形成された導体パターンの特性をテストする仕方の図解が示される。
【図２】
該基盤の相対する面上の導体パターンであるが、該２面間の導体として役立つスルーホールを有する場合及び有しない場合について、該導体パターンの形成に於ける本発明の方法の略図的図解である。
【図３Ａ及び３Ｂ】
両面上の導電部分間を接続する導電スルーホールを有し、各側上に異なる導体パターンを有するペーパー基盤の２つの相対する面を示す。
【図４】
本発明に依り行われた実験に於けるペーパー上に形成された導体パターンの図解である。
【図５】
コロイド粒子が基盤上にパターン付けされる方式で直接デポジットされる本発明のもう１つの実施例に依る方法の図解である。
【図６】
多層導電パターンを形成するための本発明の実施例を示す。
【図７】
多層導体パターンを形成するためのもう１つの実施例を図解する。
【図８】
多層導体パターンを形成するための更に進んだ実施例である。
【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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【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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【手続補正書】
【提出日】平成15年3月27日(2003.3.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基盤の面上に導体パターンを形成する方法が、
（ａ）前記面の少なくとも１部分上に金属コロイド粒子を本質的に均一にデポジットさせる過程を具備しており、該粒子は金属の無電解デポジションに触媒作用が出来るものであり、該方法は又、
（ｂ）コンピユータ制御されるプリンターにより、該基盤上にバリア層をデポジットする過程を具備しており、該バリア層は、次ぎに該表面上に付けられるか又は該表面と接触する化学物質との接触から該コロイド粒子をマスクしておりそして該導体パターンに対応するボイドが残るようにパターン付けされており、そして該方法は更に、
（ｃ）コロイド粒子を有する露出された基盤表面上への金属層の沈殿と該導体パターンを形成するのに充分な時間の間の成長とを起こさせる現像溶液に前記部分を接触させる過程を具備することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記コンピユータ制御されるプリンターがレーザープリンター又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の方法。
【請求項３】
平面の基盤の第１面上に第１導電部分を有する第１導体パターンと該平面の基盤の反対の、第２の面上に第２導電部分を有する第２導体パターンと、を形成する過程を具備することを特徴とする請求項１の方法。
【請求項４】
過程（ｃ）の前に、該第１及び第２面内の、結果的にそれぞれ第１及び第２導電部分になる部分をリンクする１つ以上の孔を該基盤内に形成する過程と、そして前記第１及び前記第２導電部分間に導体を形成するために、過程（ｃ）内に、該１つ以上の孔の壁上での該金属のデポジションを引き起こす過程、を具備することを特徴とする請求項３の方法。
【請求項５】
下記過程、すなわち、
（ｄ）前記部分上に電気的に非導電性の層をデポジットする過程と、
（ｅ）該非導電層上に金属コロイド粒子の露出されたパターンを形成する過程とを具備しており、前記粒子は金属の無電解デポジションに触媒作用することが出来ており、該パターンは導体パターンのそれと対応しており、そして更に、
（ｆ）該コロイド粒子を含む基盤上への金属層のデポジションと前記導体パターンを有する導体層を形成するのに充分な時間の間の成長とを起こさせる現像溶液に該露出されたパターンを接触させる過程を具備することを特徴とする請求項２−４の何れか１つの方法。
【請求項６】
過程（ｅ）が
（ｉ）前記非導電層の少なくとも１部分上に本質的に均一に金属コロイド粒子をデポジットさせる過程を備えており、該粒子は金属物質の無電解デポジションに触媒作用することが出来るものであり、そして該過程（ｅ）は又
（ｉｉ）該基盤上にバリア層を形成する過程を備えており、該バリア層は次ぎに該表面上に付けられるか又は該表面と接触する化学物質との接触から該コロイド粒子をマスクし、そして該導体パターンに対応するボイドが残されるようにパターン付けされていることを特徴とする、請求項５の方法。
【請求項７】
過程（ｄ）−（ｆ）を１回以上繰り返す過程を具備することを特徴とする請求項５又は６の方法。
【請求項８】
下記過程すなわち、
（ｄ）該導体層上に金属コロイド粒子の露出されたパターンを形成する過程を具備しており、前記粒子は金属の無電解デポジションに触媒作用することが出来るものであり、該コロイドパターンは該意図された導体パターンのそれに対応しており、又
（ｅ）該コロイド粒子を含む基盤上への金属層のデポジションと、前記導体パターンを有する導体層を形成するのに充分な時間の間の成長とを起こさせる現像溶液に該露出されたパターンを接触させる過程を具備することを特徴とする請求項２−４の何れか１つの方法。
【請求項９】
過程（ｄ）が、
（ｉ）該導体層の少なくとも１部分上に金属コロイド粒子を本質的に均一にデポジットさせる過程を備えており、該粒子は金属物質の無電解デポジションに触媒作用出来るものであり、そして又
（ｉｉ）前記面上にバリア層をデポジットする過程を備えており、該バリア層は、次ぎに前記面上に付けられるか又は前記面と接触する化学物質との接触から該コロイド粒子をマスクしそして意図された導体パターンに対応するボイドが残るようにパターン付けされることを特徴とする請求項８の方法。
【請求項１０】
過程（ｃ）−（ｆ）を１回以上繰り返す過程を具備することを特徴とする請求項８又は９の方法。
【請求項１１】
該バリア層がプリンテイングにより形成されることを特徴とする請求項２−７の何れか１つの方法。
【請求項１２】
基盤上に導体パターンを形成する方法が、
（ａ）コンピユータ制御されるプリンターにより、該基盤上に金属コロイド粒子をデポジットする過程を具備しており、該粒子は意図された導体パターンのそれに対応するパターンを形成しそして金属の無電解デポジションに触媒作用することが出来るものであり、そして該方法は又
（ｂ）該コロイド粒子を含む基盤部分上への金属層のデポジションと該導体パターンを形成するのに充分な時間の間の成長とを起こさせる現像溶液に該デポジットされたコロイド粒子を接触させる過程を具備することを特徴とする該方法。
【請求項１３】
前記コンピユータ制御されるプリンターがレーザープリンター又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１２の方法。
【請求項１４】
下記過程、すなわち
（ｃ）前記部分上に電気的に非導電性の層をデポジットする過程と、
（ｄ）該非導電層上に金属コロイド粒子の露出されたパターンを形成する過程とを具備しており、前記粒子は金属物質の無電解デポジションに触媒作用することが出来るものであり、該パターンは導体パターンのそれに対応しており、そして
（ｅ）該コロイド粒子を含む基盤上への金属層のデポジションと該導体パターンを形成するのに充分な時間の間の成長とを起こさせる現像溶液に該露出されたパターンを接触させる過程を具備することを特徴とする請求項１２の方法。
【請求項１５】
過程（ｄ）が、
前記非導電層上にパターンで金属コロイド粒子をデポジットする過程を備えており、該パターンは望まれる導体パターンに対応しており、該コロイド粒子は金属物質の無電解デポジションに触媒作用することが出来るものであることを特徴とする請求項１４の方法。
【請求項１６】
コロイド粒子の該パターンの該デポジションがプリンテイングにより行われることを特徴とする請求項１４−１５の何れか１つの方法。
【請求項１７】
平面基盤の第１面上の第１導電部分を有する第１導体パターンと該平面基盤の反対の、第２面上の第２導電部分を有する第２導体パターンとを形成する過程を具備することを特徴とする請求項１４−１６の何れか１つの方法。
【請求項１８】
過程（ｂ）の前に、該第１及び第２面内の、結果的にそれぞれ第１及び第２導電部分になる部分をリンクする１つ以上の孔を該基盤内に形成する過程と、そして前記第１及び前記第２導電部分間に導体を形成するために、過程（ｂ）内に該１つ以上の孔の該壁上での該金属のデポジションを起こさせる過程を具備することを特徴とする請求項１２の方法。
【国際調査報告】
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