(57)【要約】【課題】液滴の乾燥効率を向上させて、液滴からなるパターンの形成不良を低減させたパターン形成方法、液滴吐出装置及び回路モジュールを提供する。【解決手段】キャリッジ２０に搭載された反射ミラー２７が、半導体レーザＬＤの出射したレーザ光を略走査方向に沿う入射光Ｌｅとして反射位置Ｐｅに導く。また、制御装置が、パターン形成面４Ｓａに着弾した液滴Ｆｂを走査方向に走査し、液滴Ｆｂが反射位置Ｐｅに位置するときに、先行する液滴Ｆｂと接合させる。そして、略走査方向に沿う入射光Ｌｅが、接合した液滴Ｆｂからなる液状膜ＦＬの反走査方向側の底部外周部に入射する。【選択図】図６
2007296426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン形成材料を複数の液滴にして基板に吐出する吐出口を前記基板の一方向に沿って前記基板に対して相対的に走査し、前記一方向に沿って接合した液滴を乾燥して前記一方向に沿うパターンを前記基板に形成するようにしたパターン形成方法において、
前記接合した液滴の前記一方向側の底部外周部に向けて前記一方向の略逆方向に沿うレーザ光を照射するようにしたことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載のパターン形成方法において、
前記接合した液滴を透過するレーザ光が、前記基板と、前記接合した液滴の表面と、の間で多重反射するように、前記接合した液滴の前記一方向側の底部外周部に向けて前記基板の略接線方向に沿うレーザ光を照射するようにしたことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項３】
パターン形成材料を複数の液滴にして基板に吐出する吐出口と、
前記複数の液滴が前記基板の一方向に沿って接合するように、前記吐出口を前記一方向に沿って前記基板に対して相対的に走査する走査手段と、を備えた液滴吐出装置において、
前記一方向の略逆方向に沿うレーザ光を前記基板に向けて照射するレーザ照射手段と、
前記接合した液滴の前記一方向側の底部外周部が前記レーザ光の領域に位置するように前記走査手段を駆動制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の液滴吐出装置において、
前記レーザ照射手段は、前記接合した液滴に入射するレーザ光が、前記基板と、前記接合した液滴の液滴表面と、の間で多重反射するように、前記基板の略接線方向に沿うレーザ光を前記基板に向けて照射することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の液滴吐出装置において、
前記吐出口を有した液滴吐出ヘッドを搭載するキャリッジを備え、
前記レーザ照射手段は、
前記キャリッジに搭載されて前記レーザ光を出射する半導体レーザと、
前記キャリッジに搭載されて前記半導体レーザの出射したレーザ光を前記一方向の略逆方向に沿って前記基板に向けて照射する照射光学系と、
を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか１つに記載の液滴吐出装置において、
前記パターン形成材料は、金属微粒子の分散した金属インクであって、
前記基板は、低温焼成セラミック基板であることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項７】
基板と、前記基板に形成された回路素子と、前記基板に形成されて前記回路素子に電気的に接続された金属配線と、を備えた回路モジュールにおいて、
前記金属配線は、請求項３〜６のいずれか１つに記載の液滴吐出装置によって形成されたことを特徴とする回路モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン形成方法、液滴吐出装置及び回路モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体素子などの電子部品を搭載する回路モジュールには、ガラスセラミックからなる低温焼成セラミックス多層基板（Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ：ＬＴＣＣ多層基板）を有するものが知られている。ＬＴＣＣ多層基板は、積層したグリーンシートを９００℃以下の低温で焼成できるため、内部配線に銀や金などの低融点金属を使用することができ、内部配線の低抵抗化を図ることができる。
【０００３】
こうしたＬＴＣＣ多層基板の製造工程では、金属ペーストや金属インクを利用し、積層する前の各グリーンシート上に配線パターンを描画する。この描画方法として、特許文献１は、金属インクを微小な液滴にして吐出する、いわゆるインクジェット法を提案している。インクジェット法は、微小な液滴を接合して配線パターンを描画するため、内部配線の設計変更（例えば、内部配線の高密度化や配線幅及び配線ピッチの狭小化）に対して迅速に対応することができる。
【特許文献１】特開２００５−５７１３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、グリーンシートに着弾した液滴は、グリーンシートの表面状態や液滴の表面張力に基づいて、サイズや形状などを経時的に変動する。サイズや形状の変動する液滴は、乾燥するタイミングに応じて、配線パターンのサイズを規定する。例えば、外径が３０μｍの金属インクからなる液滴は、親液性のグリーンシートに着弾して１００ミリ秒を経過すると、外径を７０μｍに拡張し、２００ミリ秒を経過すると、外径をさらに１００μｍにする。そのため、液滴の乾燥タイミングが、１００ミリ秒後〜２００ミリ秒後の範囲でばらつくと、対応する配線パターンの線幅が約７０μｍ〜１００μｍの範囲でばらつく。
【０００５】
そこで、こうした液滴の乾燥方法には、パターンサイズのばらつきを抑制させるため、グリーンシートに着弾した液滴にレーザ光を照射するレーザ乾燥が提案されている。レーザ乾燥では、レーザ光の照射領域のみで液滴の乾燥処理を行う。そのため、着弾した液滴の乾燥タイミングを高い精度で制御させることができ、パターンサイズのばらつきを抑制させることができる。
【０００６】
しかしながら、インクジェット法に使用する液滴吐出装置では、一般的に、液滴の着弾精度を確保するため、液滴吐出ヘッドと対象物との間の間隙を数百μｍに狭くしている。そのため、着弾直後の液滴、すなわち液滴吐出ヘッドの直下に位置する液滴を乾燥する場合には、液滴吐出ヘッドと対象物との間の狭い間隙に、対象物の略接線方向に沿ったレーザ光を照射しなければならない。この結果、対象物に形成するレーザ光の光断面（ビームスポット）が拡大し、液滴を乾燥させるために必要なレーザ光の強度を確保できなくなる。そのため、液滴の乾燥不足を招いて、パターンの形成不良を来たす虞があった。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、液滴の乾燥効率を向上させて、液滴からなるパターンの形成不良を低減させたパターン形成方法、液滴吐出装置及び回路モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のパターン形成方法は、パターン形成材料を複数の液滴にして基板に吐出する吐出口を前記基板の一方向に沿って前記基板に対して相対的に走査し、前記一方向に沿って接合した液滴を乾燥して前記一方向に沿うパターンを前記基板に形成するようにしたパターン形成方法において、前記接合した液滴の前記一方向側の底部外周部に向けて前記一方向の略逆方向に沿うレーザ光を照射するようにした。
【０００９】
本発明のパターン形成方法によれば、一方向の略逆方向に沿うレーザ光が、一方向に沿って接合した液滴の一方向側の底部外周部に照射される。よって、一方向の略逆方向に沿うレーザ光が、接合した液滴の一方向側の底部外周部から液滴表面の略法線方向に沿って入射する。この結果、液滴表面における反射量を減少させたレーザ光が、接合した液滴の接合方向にわたって透過する。そのため、吐出した液滴当りに照射するレーザ光の照射量を増大させることができ、液滴の乾燥効率を向上させることができる。すなわち、液滴からなるパターンの形成不良を低減させることができる。
【００１０】
また、このパターン形成方法において、前記接合した液滴を透過するレーザ光が、前記基板と、前記接合した液滴の表面と、の間で多重反射するように、前記接合した液滴の前記一方向側の底部外周部に向けて前記基板の略接線方向に沿うレーザ光を照射するようにしてもよい。
【００１１】
このパターン形成方法によれば、接合した液滴を透過するレーザ光が、接合した液滴内で多重反射する。よって、液滴に照射したレーザ光の利用効率を、さらに向上させることができ、パターンの形成不良を、より確実に低減させることができる。
【００１２】
本発明の液滴吐出装置は、パターン形成材料を複数の液滴にして基板に吐出する吐出口と、前記複数の液滴が前記基板の一方向に沿って接合するように、前記吐出口を前記一方向に沿って前記基板に対して相対的に走査する走査手段と、を備えた液滴吐出装置において、前記一方向の略逆方向に沿うレーザ光を前記基板に向けて照射するレーザ照射手段と、前記接合した液滴の前記一方向側の底部外周部が前記レーザ光の領域に位置するように前記走査手段を駆動制御する制御手段と、を備えた。
【００１３】
本発明の液滴吐出装置によれば、レーザ照射手段が、一方向の略逆方向に沿うレーザ光を、一方向に沿って接合した液滴の一方向側の底部外周部に照射する。よって、一方向の略逆方向に沿うレーザ光が、接合した液滴の一方向側の底部外周部から液滴表面の略法線方向に沿って入射する。この結果、液滴表面における反射量を減少させたレーザ光が、接合した液滴の接合方向にわたって透過する。そのため、吐出した液滴当りに照射するレーザ光の照射量を増大させることができ、液滴の乾燥効率を向上させることができる。すなわち、液滴からなるパターンの形成不良を低減させることができる。
【００１４】
また、この液滴吐出装置において、前記レーザ照射手段は、前記接合した液滴に入射するレーザ光が、前記基板と、前記接合した液滴の液滴表面と、の間で多重反射するように、前記基板の略接線方向に沿うレーザ光を前記基板に向けて照射してもよい。
【００１５】
この液滴吐出装置によれば、接合した液滴を透過するレーザ光が、接合した液滴内で多重反射する。よって、液滴に照射したレーザ光の利用効率を、さらに向上させることができ、パターンの形成不良を、より確実に低減させることができる。
【００１６】
また、この液滴吐出装置において、前記吐出口を有した液滴吐出ヘッドを搭載するキャリッジを備え、前記レーザ照射手段は、前記キャリッジに搭載されて前記レーザ光を出射
する半導体レーザと、前記キャリッジに搭載されて前記半導体レーザの出射したレーザ光を前記一方向の略逆方向に沿って前記基板に向けて照射する照射光学系と、を備えてもよい。
【００１７】
この液滴吐出装置によれば、キャリッジに搭載した液滴吐出ヘッドが、基板に向けて液滴を吐出する。また、同キャリッジに搭載した半導体レーザと照射光学系が、一方向の略逆方向に沿って基板に向かうレーザ光を照射する。よって、液滴の着弾位置に対して、レーザ光の相対位置を維持することができる。そのため、一方向の略逆方向に沿うレーザ光が、より確実に、接合した液滴の一方向側の底部外周部に入射することができる。この結果、液滴からなるパターンの形成不良を、より高い再現性の下で低減させることができる。しかも、液滴吐出装置の小型化や軽量化を図ることができる。
【００１８】
また、この液滴吐出装置において、前記パターン形成材料は、金属微粒子の分散した金属インクであって、前記基板は、低温焼成セラミック基板であってもよい。
この液滴吐出装置によれば、レーザ光が、低温焼成セラミック基板上に着弾した金属インクの複数の液滴に同時に照射され、液滴表面における反射量を減少させる。よって、金属インクの乾燥効率を向上させることができ、金属インクからなるパターン（例えば、低温焼成セラミック基板の配線パターンや素子パターン）の形成不良を低減させることができる。
【００１９】
本発明の回路モジュールは、基板と、前記基板に形成された回路素子と、前記基板に形成されて前記回路素子に電気的に接続された金属配線と、を備えた回路モジュールにおいて、前記金属配線は、上記液滴吐出装置によって形成された。
【００２０】
本発明の回路モジュールによれば、金属配線の形成不良を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図７に従って説明する。まず、本発明の回路モジュール１について説明する。
図１において、回路モジュール１には、板状に形成されたＬＴＣＣ多層基板２と、そのＬＴＣＣ多層基板２の上側に、ワイヤーボンディング接続あるいはフリップチップ接続された複数の半導体チップ３と、が備えられている。
【００２２】
ＬＴＣＣ多層基板２には、シート状に形成された複数の低温焼成セラミック基板（以下単に、絶縁層４という。）が積層されている。各絶縁層４は、それぞれガラスセラミック系材料（例えば、ホウケイ酸アルカリ酸化物などのガラス成分とアルミナなどのセラミック成分の混合物）からなる焼結体であり、その厚みが数百μｍで形成されている。
【００２３】
各絶縁層４の層間には、抵抗素子や容量素子、コイル素子などの各種の回路素子５と、各回路素子５を電気的に接続する金属配線としての複数の内部配線６と、が形成されている。各回路素子５と各内部配線６は、それぞれ銀や銀合金などの金属微粒子の焼結体であって、本発明の液滴吐出装置１０を利用して形成される。各絶縁層４の層内には、スタックビア構造やサーマルビア構造を呈するビア配線７が形成され、各回路素子５や各内部配線６を層間で電気的に接続する。各ビア配線７は、各回路素子５や各内部配線６と同じく、銀や銀合金などの金属微粉末の焼結体である。
【００２４】
次に、上記ＬＴＣＣ多層基板２の製造方法について図２に従って説明する。
図２において、まず、絶縁層４を切出し可能にする基板としてのグリーンシート４Ｓにパンチ加工やレーザ加工を施し、ビアホール７Ｈを打抜き形成する。次いで、グリーンシート４Ｓに金属ペーストを用いたスクリーン印刷を複数回施し、ビアホール７Ｈの中に金
属ペーストを充填し、金属ペーストからなるビアパターン７Ｆを形成する。次いで、金属ナノ微粒子を水系溶媒に分散させたパターン形成材料としての金属インクＦ（本実施形態では、水系銀インク）を用いて、グリーンシート４Ｓの上面（以下単に、パターン形成面４Ｓａという。）にインクジェット印刷を施す。
【００２５】
詳述すると、パターン形成面４Ｓａであって、回路素子５及び内部配線６を形成するための領域（以下単に、パターン形成領域という。）に金属インクＦの液滴Ｆｂを吐出し、パターン形成領域に着弾した液滴Ｆｂを乾燥する。そして、この吐出動作と、乾燥動作と、を繰り返し、パターン形成領域に対応する素子パターン５Ｆ及び配線パターン６Ｆを描画する。この際、パターン形成領域に着弾した液滴Ｆｂの乾燥は、着弾した液滴Ｆｂにレーザ光（入射光Ｌｅ）を入射することによって行う。
【００２６】
グリーンシート４Ｓに素子パターン５Ｆ、配線パターン６Ｆ及びビアパターン７Ｆを形成すると、複数のグリーンシート４Ｓを一括して積層し、ＬＴＣＣ多層基板２に対応する領域を積層体４Ｂとして切り出して焼成する。すなわち、グリーンシート４Ｓ、素子パターン５Ｆ、配線パターン６Ｆ及びビアパターン７Ｆを一括積層し、同時に焼成する。これによって、絶縁層４、回路素子５、内部配線６及びビア配線７を有したＬＴＣＣ多層基板２を形成する。
【００２７】
次に、上記素子パターン５Ｆ及び配線パターン６Ｆを描画するための液滴吐出装置１０について図３に従って説明する。図３は、液滴吐出装置１０を示す全体斜視図である。
図３において、液滴吐出装置１０は、直方体形状に形成された基台１１を備えている。基台１１の上面には、その長手方向（Ｙ矢印方向）に沿って延びる一対の案内溝１２が形成されている。案内溝１２の上方には、案内溝１２に沿ってＹ矢印方向及び反Ｙ矢印方向に移動する走査手段としてのステージ１３が備えられている。ステージ１３の上面には、載置部１４が形成され、上記パターン形成面４Ｓａを上側にしたグリーンシート４Ｓを載置する。載置部１４は、載置された状態のグリーンシート４Ｓをステージ１３に対して位置決め固定し、グリーンシート４ＳをＹ矢印方向及び反Ｙ矢印方向に搬送する。本実施形態では、図３において、Ｙ矢印方向が走査方向として定義される。また、グリーンシート４Ｓの走査方向に沿う搬送速度が、走査速度Ｖｙとして定義される。
【００２８】
基台１１には、その走査方向と直交するＸ矢印方向両側に、門型に形成されたガイド部材１６が基台１１を跨ぐように架設されている。ガイド部材１６の上側には、Ｘ矢印方向に延びるインクタンク１７が配設されている。インクタンク１７は、金属インクＦを貯留し、下方に配設される液滴吐出ヘッド（以下単に、吐出ヘッドという。）２１に、それぞれ所定の圧力で金属インクＦを供給する。
【００２９】
ガイド部材１６の反Ｙ矢印方向側には、そのＸ矢印方向略全幅にわたって、Ｘ矢印方向に延びる上下一対のガイドレール１８が形成されている。一対のガイドレール１８には、キャリッジ２０が取り付けられ、ガイドレール１８に沿ってＸ矢印方向及び反Ｘ矢印方向に移動する。キャリッジ２０の底面２０ａであって、その走査方向側には、吐出ヘッド２１が搭載されている。図４は、吐出ヘッド２１を下側（グリーンシート４Ｓ側）から見た斜視図であって、図５は、図４のＡ−Ａ線断面図である。図６は、キャリッジ２０の概略側面図である。
【００３０】
図４において、吐出ヘッド２１は、Ｘ矢印方向に延びる直方体形状に形成されている。吐出ヘッド２１の下側（グリーンシート４Ｓ側：図４の上側）には、ノズルプレート２２が備えられている。ノズルプレート２２は、Ｘ矢印方向に延びる板状に形成され、その下面（図４の上面）には、ノズル形成面２２ａが形成されている。ノズル形成面２２ａは、グリーンシート４Ｓのパターン形成面４Ｓａと略平行に形成され、グリーンシート４Ｓが
吐出ヘッド２１の直下に位置するときに、ノズル形成面２２ａとパターン形成面４Ｓａとの間の距離（プラテンギャップ）を所定の距離（本実施形態では、３００μｍ）に保持する。そのノズル形成面２２ａには、ノズル形成面２２ａの法線方向に貫通形成された複数の吐出口としてのノズルＮがＸ矢印方向に沿って配列されている。
【００３１】
図５において、各ノズルＮの上側には、それぞれインクタンク１７に連通するキャビティ２３が形成されている。キャビティ２３は、インクタンク１７からの金属インクＦを対応するノズルＮに供給する。各キャビティ２３の上側には、上下方向に振動してキャビティ２３内の容積を拡大及び縮小する振動板２４が貼り付けられている。振動板２４の上側には、ノズルＮに対応する複数の圧電素子ＰＺが配設されている。各圧電素子ＰＺは、それぞれ上下方向に収縮及び伸張して対応する振動板２４の領域を上下方向に振動し、対応するノズルＮから金属インクＦを所定容量（本実施形態では、１０ｐｌ）の液滴Ｆｂにして吐出する。液滴Ｆｂは、対応するノズルＮの反Ｚ矢印方向に飛行し、対向するパターン形成面４Ｓａ上の位置に着弾する。本実施形態では、パターン形成面４Ｓａ上の位置であって、各ノズルＮの反Ｚ矢印方向に対応する位置、すなわち液滴Ｆｂの着弾する位置が、それぞれ着弾位置Ｐとして定義される。
【００３２】
着弾する液滴Ｆｂは、走査方向に走査される間に、パターン形成面４Ｓａに沿って濡れ広がり、先行して着弾した液滴Ｆｂと接合する。接合する各液滴Ｆｂは、走査方向に沿って延びる液状膜ＦＬを形成し、その頂部表面の全体にわたってパターン形成面４Ｓａと平行の液面ＦＬａを形成する。
【００３３】
本実施形態では、着弾した液滴Ｆｂが液状膜ＦＬを形成するまでに要する時間を、照射待機時間Ｔとして定義する。また、この照射待機時間Ｔの間に液滴Ｆｂの走査される距離が、照射待機距離ＷＦ（＝走査速度Ｖｙ×照射待機時間Ｔ）として定義される。また、着弾位置Ｐから走査方向に照射待機距離ＷＦだけ変位する位置が、反射位置Ｐｅとして定義される。
【００３４】
すなわち、着弾位置Ｐに着弾する液滴Ｆｂは、着弾時から照射待機時間Ｔだけ経過すると、着弾位置Ｐから走査方向に照射待機距離ＷＦだけ変位した反射位置Ｐｅに移動し、先行する液滴Ｆｂと接合して走査方向に延びる液状膜ＦＬを形成する。なお、本実施形態では、超高速度カメラなどの着弾観測カメラを利用して着弾した液滴Ｆｂの形状を観測し、その液滴形状の経時変化に基づいて照射待機時間Ｔを規定する。
【００３５】
図６において、キャリッジ２０の底面２０ａであって、吐出ヘッド２１の反走査方向（反Ｙ矢印方向）には、キャリッジ２０の内部にまでを貫通する出射孔Ｈが形成されている。出射孔Ｈは、そのＸ矢印方向の幅が吐出ヘッド２１のＸ矢印方向の幅と略同じサイズで形成されている。その出射孔Ｈの上側には、レーザ照射手段を構成する半導体レーザＬＤが配設されている。
【００３６】
半導体レーザＬＤは、出射孔ＨのＸ矢印方向略全幅に広がる帯状のコリメートされた直線偏光のレーザ光を下方に向けて出射する。半導体レーザＬＤの出射するレーザ光の波長は、金属インクＦの吸収波長の範囲であって、かつ、グリーンシート４Ｓ（パターン形成面４Ｓａ）の反射する波長（本実施形態では、８０８ｎｍ）に設定されている。
【００３７】
出射孔Ｈの内部には、照射光学系を構成するシリンドリカルレンズ２５が配設されている。シリンドリカルレンズ２５は、Ｙ矢印方向にのみ曲率を有するレンズであり、そのＸ矢印方向の幅が吐出ヘッド２１のＸ矢印方向の幅と同じサイズで形成されている。シリンドリカルレンズ２５は、半導体レーザＬＤからのレーザ光を受けるときに、そのレーザ光のＹ矢印方向（または反Ｙ矢印方向）の成分のみを収束し、入射光Ｌｅとして下方に出射
する。
【００３８】
出射孔Ｈの下側には、キャリッジ２０の下方に延びるミラーステージ２６と、ミラーステージ２６に回動可能に支持されて照射光学系を構成する反射ミラー２７と、が配設されている。ミラーステージ２６は、Ｘ矢印方向に沿う回動軸を中心にして反射ミラー２７を回動可能に支持する。反射ミラー２７は、シリンドリカルレンズ２５側に反射面２７ｍを有した平面ミラーであって、そのＸ矢印方向の幅が吐出ヘッド２１のＸ矢印方向の幅と同じサイズで形成されている。
【００３９】
反射ミラー２７は、シリンドリカルレンズ２５からの入射光Ｌｅを反射面２７ｍで受け、入射光Ｌｅをパターン形成面４Ｓａの略接線方向（略走査方向）に沿って反射し、入射光Ｌｅと、パターン形成面４Ｓａの法線と、のなす角度（照射角θｅ）を略９０°（本実施形態では、８８°）にする。また、反射ミラー２７は、略走査方向に進む入射光Ｌｅのビームウエストを吐出ヘッド２１の下方に位置する反射位置Ｐｅに導く。反射位置Ｐｅに導かれる入射光Ｌｅは、液滴Ｆｂが反射位置Ｐｅに移動して液状膜ＦＬを形成するときに、液状膜ＦＬの反走査方向側の底部外周部から内方に向かって入射する。
【００４０】
この際、液状膜ＦＬの底部外周部は、その膜表面の法線方向と、パターン形成面４Ｓａの接線方向と、のなす角度を、他の膜表面（例えば、液面ＦＬａ）よりも小さくする。そのため、液状膜ＦＬの底部外周部に入射する入射光Ｌｅは、その入射方向と、膜表面の法線方向と、のなす角度（「入射角」）を、他の膜表面よりも小さする。
【００４１】
一方、底部外周部に入射する入射光Ｌｅは、液状膜ＦＬに透過しない分を反射光として反射する。入射光Ｌｅの反射率は、偏光状態がＰ偏光の場合（反射率Ｒｐ）と、Ｓ偏光の場合（反射率Ｒｓ）と、において、それぞれ以下の式で導かれる。ただし、空気の屈折率をＮ１とし、液状膜ＦＬの屈折率をＮ２とし、前記「入射角」をθとする。
【００４２】
反射率Ｒｐ及び反射率Ｒｓは、いずれも「入射角」が小さくなるに連れて小さくなる。そのため、液状膜ＦＬの底部外周部に入射する入射光Ｌｅは、「入射角」を小さくする分だけ、膜表面における反射量を減少させ、液状膜ＦＬに透過する。
【００４３】
【数１】
2007296426.tif 000003
【００４４】
【数２】
2007296426.tif 000004
【００４５】
ただし、
【００４６】
【数３】
2007296426.tif 000005
【００４７】
液状膜ＦＬを透過する入射光Ｌｅは、その一部が金属インクＦに吸収され、対応する液状膜ＦＬの乾燥を開始する一方、金属インクＦに吸収されない分が、パターン形成面４Ｓａ上の反射位置Ｐｅに入射する。反射位置Ｐｅに入射する入射光Ｌｅは、パターン形成面４Ｓａに反射され、反射位置Ｐｅから略走査方向に沿って液面ＦＬａ側に進む反射光Ｌｒになる。
【００４８】
反射光Ｌｒは、その一部が金属インクＦに吸収され、対応する液状膜ＦＬの領域の乾燥を促進する一方、金属インクＦに吸収されない分が、液面ＦＬａに入射する。液面ＦＬａに入射する反射光Ｌｒは、その入射角が臨界角よりも大きいため、液面ＦＬａに反射される。液面ＦＬａに反射される反射光Ｌｒは、再び走査方向に沿ってパターン形成面４Ｓａ側に進む。
【００４９】
すなわち、液状膜ＦＬを透過する入射光Ｌｅは、パターン形成面４Ｓａと液面ＦＬａとの間で多重反射し、液滴Ｆｂの接合する方向（走査方向）に沿って複数の液滴Ｆｂ分の領域で吸収される。よって、液状膜ＦＬを透過する入射光Ｌｅは、液滴Ｆｂ当たりに照射するレーザ光の照射量を増大させる。この結果、入射光Ｌｅは、液滴Ｆｂを確実に乾燥して乾燥不足のない層パターンＦＰを形成する。そして、この層パターンＦＰを順に積層させることによって、素子パターン５Ｆ及び配線パターン６Ｆを形成することができ、その形成不良を低減させることができる。
【００５０】
次に、上記のように構成した液滴吐出装置１０の電気的構成を図７に従って説明する。
図７において、制御手段としての制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有し、格納された各種データ及び各種制御プログラムに従って、ステージ１３及びキャリッジ２０を移動させるとともに、半導体レーザＬＤ及び各圧電素子ＰＺを駆動制御する。
【００５１】
制御装置４０には、起動スイッチ、停止スイッチなどの操作スイッチを有した入力装置４１が接続されている。入力装置４１は、描画平面（パターン形成面４Ｓａ）に対するパターン形成領域（層パターンＦＰ）の位置座標に関する情報を既定形式の描画情報Ｉａとして制御装置４０に入力する。制御装置４０は、入力装置４１からの描画情報Ｉａを受け、ビットマップデータＢＭＤを生成する。
【００５２】
ビットマップデータＢＭＤは、各ビットの値（０あるいは１）に応じて各圧電素子ＰＺのオンあるいはオフを規定するデータである。ビットマップデータＢＭＤは、吐出ヘッド２１の通過する描画平面（パターン形成面４Ｓａ）上の各位置に、それぞれ液滴Ｆｂを吐出するか否かを規定するデータである。すなわち、ビットマップデータＢＭＤは、パターン形成領域に規定される各目標位置に液滴Ｆｂを吐出させるためのものである。
【００５３】
制御装置４０には、Ｘ軸モータ駆動回路４２が接続されて、Ｘ軸モータ駆動回路４２に対応する駆動制御信号を出力する。Ｘ軸モータ駆動回路４２は、制御装置４０からの駆動制御信号に応答し、キャリッジ２０を移動させるためのＸ軸モータＭＸを正転又は逆転させる。Ｘ軸モータ駆動回路４２には、Ｘ軸エンコーダＸＥが接続されて、Ｘ軸エンコーダＸＥからの検出信号が入力される。Ｘ軸モータ駆動回路４２は、Ｘ軸エンコーダＸＥからの検出信号に基づいて、パターン形成面４Ｓａに対するキャリッジ２０（各着弾位置Ｐ）の移動方向及び移動量に関する信号を生成し、制御装置４０に出力する。
【００５４】
制御装置４０には、Ｙ軸モータ駆動回路４３が接続されて、Ｙ軸モータ駆動回路４３に対応する駆動制御信号を出力する。Ｙ軸モータ駆動回路４３は、制御装置４０からの駆動制御信号に応答し、ステージ１３を移動させるためのＹ軸モータＭＹを正転又は逆転させる。すなわち、制御装置４０は、Ｙ軸モータ駆動回路４３を介して、照射待機時間Ｔの間にステージ１３（パターン形成面４Ｓａ）を照射待機距離ＷＦだけ走査し、反射位置Ｐｅに位置する液滴Ｆｂに液状膜ＦＬを形成させる。
【００５５】
Ｙ軸モータ駆動回路４３には、Ｙ軸エンコーダＹＥが接続されて、Ｙ軸エンコーダＹＥからの検出信号が入力される。Ｙ軸モータ駆動回路４３は、Ｙ軸エンコーダＹＥからの検出信号に基づいて、ステージ１３（パターン形成面４Ｓａ）の移動方向及び移動量に関する信号を生成し、制御装置４０に出力する。制御装置４０は、Ｙ軸モータ駆動回路４３からの信号に基づいて、パターン形成面４Ｓａに対する着弾位置Ｐの相対位置を演算し、目標位置が対応する着弾位置Ｐに位置するたびに吐出タイミング信号ＬＰを出力する。
【００５６】
制御装置４０には、半導体レーザ駆動回路４４が接続されて、描画動作を開始するときに描画開始信号Ｓ１を出力し、描画動作を終了するときに描画終了信号Ｓ２を出力する。半導体レーザ駆動回路４４は、制御装置４０からの描画開始信号Ｓ１を入力して半導体レーザＬＤにレーザ光を出射させ、制御装置４０からの描画終了信号Ｓ２を入力して半導体レーザＬＤにレーザ光の出射を停止させる。すなわち、制御装置４０は、半導体レーザ駆動回路４４を介して、描画動作の間に半導体レーザＬＤを駆動制御し、レーザ光の照射動作を行う。
【００５７】
制御装置４０には、吐出ヘッド駆動回路４５が接続されて、各圧電素子ＰＺを駆動するための圧電素子駆動電圧ＣＯＭ１を前記吐出タイミング信号ＬＰと同期させて出力する。また、制御装置４０は、ビットマップデータＢＭＤに基づいて、所定のクロック信号に同期した吐出制御信号ＳＩを生成し、吐出制御信号ＳＩを吐出ヘッド駆動回路４５にシリアル転送する。吐出ヘッド駆動回路４５は、制御装置４０からの吐出制御信号ＳＩを各圧電素子ＰＺに対応させて順次シリアル／パラレル変換する。吐出ヘッド駆動回路４５は、制御装置４０からの吐出タイミング信号ＬＰを受けるたびに、シリアル／パラレル変換した吐出制御信号ＳＩをラッチし、選択される各圧電素子ＰＺにそれぞれ圧電素子駆動電圧ＣＯＭ１を供給する。
【００５８】
次に、液滴吐出装置１０を使用して素子パターン５Ｆ及び配線パターン６Ｆを描画する方法について説明する。
まず、図３に示すように、パターン形成面４Ｓａが上側になるようにグリーンシート４Ｓをステージ１３に載置する。このとき、ステージ１３は、グリーンシート４Ｓをキャリッジ２０の反走査方向に配置する。
【００５９】
この状態から、描画情報Ｉａが入力装置４１から制御装置４０に入力され、制御装置４０が描画情報Ｉａに基づいたビットマップデータＢＭＤを生成して格納する。次いで、グリーンシート４Ｓが走査されるときに、目標位置が対応する着弾位置Ｐを通過するように、制御装置４０が、Ｘ軸モータ駆動回路４２を介してキャリッジ２０（吐出ヘッド３１）所定の位置に配置移動する。キャリッジ２０が配置移動すると、制御装置４０が、Ｙ軸モータ駆動回路４３を介してグリーンシート４Ｓの走査を開始する。
【００６０】
グリーンシート４Ｓの走査を開始すると、制御装置４０が、描画開始信号Ｓ１を半導体レーザ駆動回路４４に出力し、半導体レーザＬＤからレーザ光を出射する。半導体レーザＬＤの出射するレーザ光は、反射ミラー２７を介して、略走査方向に沿う入射光Ｌｅとしてパターン形成面４Ｓａの反射位置Ｐｅに導かれる。
【００６１】
また、グリーンシート４Ｓの走査を開始すると、制御装置４０が、ビットマップデータＢＭＤに基づいて生成した吐出制御信号ＳＩを吐出ヘッド駆動回路４５に出力する。
また、グリーンシート４Ｓの走査を開始すると、目標位置が対応する着弾位置Ｐに位置するたびに、制御装置４０が、吐出タイミング信号ＬＰを吐出ヘッド駆動回路４５に出力する。すなわち、制御装置４０が、吐出制御信号ＳＩに基づいて液滴Ｆｂを吐出するためのノズルＮを選択し、選択したノズルＮに対応する着弾位置Ｐが目標位置に位置するたびに、同目標位置に向けて液滴Ｆｂを吐出する。
【００６２】
吐出された各液滴Ｆｂは、それぞれパターン形成面４Ｓａ上の対応する目標位置に着弾する。各目標位置に着弾する液滴Ｆｂは、それぞれ走査方向に照射待機距離ＷＦだけ走査されると、反射位置Ｐｅの近傍で先行する液滴Ｆｂと接合し、走査方向に延びる液状膜ＦＬを形成する。走査方向に延びる液状膜ＦＬは、その反走査方向側の底部外周部に略走査方向に沿う入射光Ｌｅを入射する。
【００６３】
液状膜ＦＬの底部外周部に入射する入射光Ｌｅは、「入射角」を小さくする分だけ、膜表面における反射量を減少させ、液状膜ＦＬに透過する。液状膜ＦＬを透過する入射光Ｌｅは、パターン形成面４Ｓａと液面ＦＬａとの間で多重反射し、走査方向に沿って接合した複数の液滴Ｆｂ分の領域で吸収される。
【００６４】
これによって、液状膜ＦＬの底部外周部に入射する入射光Ｌｅは、液滴Ｆｂの乾燥効率を向上させ、乾燥不足のない層パターンＦＰを形成する。そして、この層パターンＦＰを順に積層させることによって、素子パターン５Ｆ及び配線パターン６Ｆを形成することができ、その形成不良を低減させる。
【００６５】
次に、上記のように構成した本実施形態の効果を以下に記載する。
（１）上記実施形態によれば、キャリッジ２０に搭載された反射ミラー２７が、半導体レーザＬＤの出射したレーザ光を略走査方向に沿う入射光Ｌｅとして反射位置Ｐｅに導く。また、制御装置４０が、パターン形成面４Ｓａに着弾した液滴Ｆｂを走査方向に走査し、液滴Ｆｂが反射位置Ｐｅに位置するときに、先行する液滴Ｆｂと接合させる。そして、略走査方向に沿う入射光Ｌｅが、接合した液滴Ｆｂからなる液状膜ＦＬの反走査方向側の底部外周部に入射する。
【００６６】
よって、液状膜ＦＬに入射する入射光Ｌｅが、膜表面における反射量を減少させ、略走査方向に沿って液状膜ＦＬを透過する。この結果、走査方向に沿う複数の液滴Ｆｂ分の領域にレーザ光を吸収させることができる。そのため、液滴Ｆｂの乾燥効率を向上させることができ、素子パターン５Ｆ及び配線パターン６Ｆの形成不良を低減させることができる。
【００６７】
（２）上記実施形態によれば、液状膜ＦＬを透過する入射光Ｌｅが、パターン形成面４Ｓａと液面ＦＬａとの間で多重反射する。よって、液状膜ＦＬに入射する入射光Ｌｅの利用効率を向上させることができ、液滴Ｆｂの乾燥効率を、さらに向上させることができる。
【００６８】
（３）上記実施形態によれば、キャリッジ２０が、吐出ヘッド２１、半導体レーザＬＤ、シリンドリカルレンズ２５及び反射ミラー２７を搭載する。よって、液滴Ｆｂの着弾位置Ｐに対して、入射光Ｌｅの相対位置を維持させることができる。この結果、入射光Ｌｅを、より高い再現性の下で、液状膜ＦＬの反走査方向側の底部外周部に入射することができる。この結果、素子パターン５Ｆと配線パターン６Ｆの乾燥状態を安定させることができ、回路素子５と内部配線６の形成不良を、さらに低減させることができる。
【００６９】
尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、各液状膜ＦＬを、共通する入射光Ｌｅによって乾燥する構成にした。これに限らず、例えば半導体レーザＬＤからの入射光Ｌｅを各ノズルＮに対応させて分割し、分割した各入射光Ｌｅを、それぞれ対応する液状膜ＦＬのみ照射する構成にしてもよい。
【００７０】
・あるいは、半導体レーザＬＤをノズルＮの数量分だけ配設し、各半導体レーザＬＤからの入射光Ｌｅを、それぞれ対応する液状膜ＦＬに照射する構成にしてもよい。この際、制御装置４０、半導体レーザ駆動回路４４及び吐出ヘッド駆動回路４５を、以下のように構成するのが好ましい。
【００７１】
すなわち、図８に示すように、制御装置４０は、各半導体レーザＬＤを駆動するための半導体レーザ駆動電圧ＣＯＭ２を前記吐出タイミング信号ＬＰと同期させて半導体レーザ駆動回路４４に出力する。吐出ヘッド駆動回路４５は、半導体レーザ駆動回路４４に設けられた遅延回路４４ａにラッチした吐出制御信号ＳＩを出力する。半導体レーザ駆動回路４４は、吐出ヘッド駆動回路４５からの吐出制御信号ＳＩを遅延回路４４ａで受け、同吐出制御信号ＳＩに基づいて吐出した液滴Ｆｂが反射位置Ｐｅに到達するまで待機する。そして、同液滴Ｆｂが反射位置Ｐｅに到達するタイミングで、吐出制御信号ＳＩに基づいて選択される各半導体レーザＬＤにそれぞれ半導体レーザ駆動電圧ＣＯＭ２を供給する。これによれば、対応する液状膜ＦＬにのみ入射光Ｌｅを照射するため、入射光Ｌｅの利用効率を向上させることができる。
【００７２】
・上記実施形態では、入射光Ｌｅによって、液状膜ＦＬを乾燥させる構成にした。これに限らず、入射光Ｌｅによって、液状膜ＦＬを、乾燥及び焼成させる構成にしてもよい。これによれば、局所的に照射する入射光Ｌｅによって、素子パターン５Ｆと配線パターン６Ｆの焼成不良を低減させることができる。
【００７３】
・上記実施形態では、描画情報Ｉａに基づいてビットマップデータＢＭＤを生成する構成にした。これに限らず、予め外部装置で生成したビットマップデータＢＭＤを入力装置４１から制御装置４０に入力する構成にしてもよい。
【００７４】
・上記実施形態では、半導体レーザＬＤからの入射光Ｌｅが平面ミラーを介して液滴Ｆｂの領域に照射される構成にした。これに限らず、半導体レーザＬＤからの入射光Ｌｅがプリズムミラーを介して液状膜ＦＬの領域に照射される構成であってもよく、あるいは、シリンドリカルレンズ２５からの入射光Ｌｅが直接液状膜ＦＬに照射される構成であってもよい。
【００７５】
・上記実施形態では、液滴吐出ヘッドを、圧電素子駆動方式の液滴吐出ヘッド２１に具体化した。これに限らず、液滴吐出ヘッドを、抵抗加熱方式や静電駆動方式の吐出ヘッドに具体化してもよい。
【００７６】
・上記実施形態では、回路素子５と内部配線６とをインクジェット法で形成する構成にした。これに限らず、比較的に微細な回路素子５あるいは内部配線６のみを、上記するインクジェット法によって形成する構成であってもよい。
【００７７】
・上記実施形態では、パターン形成材料を、金属インクに具体化した。これに限らず、例えば、パターン形成材料を、絶縁膜材料や有機材料の分散した液状体に具体化してもよい。つまり、パターン形成材料は、レーザ光を受けて乾燥し、固相のパターンを形成する材料であればよい。
【００７８】
・上記実施形態では、パターンを、素子パターン５Ｆ及び配線パターン６Ｆに具体化した。これに限らず、パターンを、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、平面状の電子放出素子を備えた電界効果型表示装置（ＦＥＤやＳＥＤなど）などに備えられる各種金属配線に具体化してもよい。あるいは、パターンを、複数の線パターンやドットパターンからなる識別コードに具体化してもよい。つまり、パターンは、乾燥した液滴によって形成されるパターンであればよい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の回路モジュールを示す斜視図。
【図２】同じく、回路モジュールの製造方法を説明する説明図。
【図３】同じく、液滴吐出装置を示す斜視図。
【図４】同じく、液滴吐出ヘッドを示す斜視図。
【図５】同じく、液滴吐出ヘッドを説明する説明図。
【図６】同じく、半導体レーザを説明する説明図。
【図７】同じく、液滴吐出装置の電気的構成を説明する電気ブロック回路図。
【図８】変更例の液滴吐出装置の電気的構成を説明する電気ブロック回路図。
【符号の説明】
【００８０】
１…回路モジュール、４Ｓ…基板としてのグリーンシート、５…回路素子、５Ｆ…パターンを構成する素子パターン、６…金属配線としての内部配線、６Ｆ…パターンを構成する配線パターン、１０…液滴吐出装置、１３…走査手段としてのステージ、２０…キャリッジ、２１…液滴吐出ヘッド、４０…制御手段としての制御装置、Ｆ…パターン形成材料としての金属インク、Ｆｂ…液滴、Ｌｅ…レーザ光を構成する入射光、Ｌｒ…レーザ光を構成する反射光、ＬＤ…レーザ照射手段を構成する半導体レーザ、Ｎ…吐出口としてのノズル。
【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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