(57)【要約】【課題】液滴吐出法及び無電解めっきを利用した配線などのパターン形成において、インクの着弾形状の乱れや意図しない部分へのめっき析出を防いで信頼性の高い配線（回路）パターンを形成することができる形成方法を提供する。更に、当該形成方法を用いて作製された配線基板を提供する。【解決手段】無電解めっきの触媒を含有するインクを液滴吐出法によりインクパターンを形成する工程、及び無電解めっき処理を行うことによりインクパターン上にめっき金属を析出させる工程とを含み、かつ前記液滴吐出法が、吐出孔に連通する圧力室、圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生素子、及び駆動電圧印加手段とを具備する液滴吐出ヘッドから液滴を吐出させる方法であり、当該液滴を吐出する際に前記駆動電圧印加手段に印加する電圧が、特定関係式を満たすことを特徴とする配線パターンの形成方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴吐出法による配線パターンの形成方法であって、無電解めっきの触媒としての機能を発現する組成物を含有するインクを液滴吐出法により基板上に配置することによりインクパターンを形成する工程、及びインクパターンが形成された基板に無電解めっき処理を行うことによりインクパターン上にめっき金属を析出させる工程とを含み、かつ前記液滴吐出法が、吐出孔を有するノズルプレート、吐出孔に連通する圧力室、圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生素子、及び圧力発生素子に電圧を印加する駆動電圧印加手段とを具備する液滴吐出ヘッドから液滴を吐出させる方法であり、当該液滴を吐出する際に前記駆動電圧印加手段に印加する電圧Ｖｅが、下記関係式を満たすことを特徴とする配線パターンの形成方法。
関係式：Ｖ１＜Ｖｅ＜Ｖ２
（Ｖ１は、吐出孔から液体が隆起するが液滴が形成されること無く吐出孔内に戻る最大電圧、Ｖ２は吐出孔から吐出された液滴が飛翔中に複数の部分に分裂する最小電圧。）
【請求項２】
前記インクが、無電解めっき触媒能を有する金属微粒子を含有するインクであることを特徴とする請求項１に記載の配線パターンの形成方法。
【請求項３】
前記液滴吐出法が、前記圧力変動の作用のほかに、静電力を利用して液滴を飛翔させる方法であることを特徴とする請求項１又は２に記載の配線パターンの形成方法。
【請求項４】
前記基板上にインクパターンを形成するのに先立って、当該基板上に下地層を設ける工程を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の配線パターンの形成方法。
【請求項５】
前記基板のインクパターンが形成されていない位置に、絶縁層を配置する工程を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の配線パターンの形成方法。
【請求項６】
前記絶縁層を配置する工程が、液滴吐出法によることを特徴とする請求項５に記載の配線パターンの形成方法。
【請求項７】
前記絶縁層が、その構成成分として、めっき析出阻害成分を含有していることを特徴とする請求項５又は６に記載の配線パターンの形成方法。
【請求項８】
前記絶縁層が、前記めっき析出阻害成分として、周期律表の第１２族元素を含む化合物、第１３族元素を含む化合物、第１４族元素を含む化合物、及び第１６族元素を含む化合物からなる群から選ばれる化合物を含有していることを特徴とする請求項７に記載の配線パターンの形成方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の配線パターンの形成方法により形成された配線パターンを有することを特徴とする配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出法及び無電解めっきを利用した配線パターンの形成方法とそれにより形成された配線パターンを有する配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリント配線基板などの絶縁性基板へ微細な導電性回路パターンを形成したり、ＦＰＤ等に用いられるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）の電極を形成する方法として、金属などの導電性微粒子を分散させた導電性溶液を、インクジェット法（本願においては、「液滴吐出法」という。）を利用することで所望のパターンを得る方法が提案されている。インクジェット法を用いることで、従来のフォトリソグラフィー法では多数の工程（導電膜形成、レジスト塗布、露光、現像、エッチング等の繰り返し）、材料（フォトレジスト、現像液、洗浄液など）の使用が必要であったのに対して、工程が簡略であり、材料、エネルギーの使用量も少量で済むことから、低コストで微細な配線パターンの形成が可能な方法として注目を集めている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
また、インクジェット法により形成された配線パターンに、さらに無電解めっきを施す方法も知られており、インクジェット法により得られた配線パターンが所望の膜厚や導電性に満たない場合でも、めっきを施すことにより配線パターンの厚みを増して、所望の膜厚や導電性を得ることができる（例えば特許文献２参照）。
【０００４】
一方、インクジェット方式には、ピエゾ方式、サーマル方式など種々の方式が知られているが、特に微小な液滴を吐出する際に吐出時の初速を高くする場合など、条件によっては吐出時に液滴が引き伸ばされて後端部が分裂することがある。分裂した微小な液滴は、いわゆる「サテライト」と呼ばれ、主滴よりも遅れて、しかも所望の着弾位置から外れた位置に付着するか、あるいは付着することなく空間中を漂い、インクジェット法を画像形成に用いる場合は画質の劣化などにつながり好ましくないため、サテライトを発生させないための開発が行われている（例えば特許文献３参照）。
【０００５】
インクジェット法を用いて配線パターンを形成する場合、パターンを形成するインクとしてめっき触媒としての機能を発現するインクを用い、パターンの形成された基板に無電解めっき処理を施してめっき金属を析出させる方法が知られているが、触媒能を有するインクをインクジェット法で吐出する際にサテライトが発生して所望の位置と異なる位置に付着すると、パターンの形状が乱れたり、所望のパターン以外の、金属の析出が不要な部分へのめっき金属の析出が発生したりすることがある。パターン形状の乱れは配線として使用する際に電気特性に悪影響を及ぼし、所望しない部分への金属の析出はショートの原因となるため、回路基板や電極基板として使用することが出来ず、製品としての収率が低下し、結果的にコストアップの要因となってしまう。特に、微細な導電性パターンを高密度に形成する場合には顕著である。また、意図しない部分への析出金属を除去するために基板の洗浄を行おうとしても、洗浄条件などによっては必要な金属パターンまで除去されてしまう場合があるため、不要な析出金属のみを除去するのは非常に困難である。
【特許文献１】特開２００５−３１７７４４号公報
【特許文献２】特開２００６−１２８２２８号公報
【特許文献３】特開２００４−２１６８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題・状況を鑑みてなされたものであり、その解決課題は、液滴吐出法及び無電解めっきを利用した配線などのパターン形成において、インクの着弾形状の乱れや意図しない部分へのめっき析出を防いで信頼性の高い配線（回路）パターンを形成することができる形成方法を提供することである。更に、当該形成方法を用いて作製された配線基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
【０００８】
１．液滴吐出法による配線パターンの形成方法であって、無電解めっきの触媒としての機能を発現する組成物を含有するインクを液滴吐出法により基板上に配置することによりインクパターンを形成する工程、及びインクパターンが形成された基板に無電解めっき処理を行うことによりインクパターン上にめっき金属を析出させる工程とを含み、かつ前記液滴吐出法が、吐出孔を有するノズルプレート、吐出孔に連通する圧力室、圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生素子、及び圧力発生素子に電圧を印加する駆動電圧印加手段とを具備する液滴吐出ヘッドから液滴を吐出させる方法であり、当該液滴を吐出する際に前記駆動電圧印加手段に印加する電圧Ｖｅが、下記関係式を満たすことを特徴とする配線パターンの形成方法。
関係式：Ｖ１＜Ｖｅ＜Ｖ２
（Ｖ１は、吐出孔から液体が隆起するが液滴が形成されること無く吐出孔内に戻る最大電圧、Ｖ２は吐出孔から吐出された液滴が飛翔中に複数の部分に分裂する最小電圧。）
２．前記インクが、無電解めっき触媒能を有する金属微粒子を含有するインクであることを特徴とする前記１に記載の配線パターンの形成方法。
【０００９】
３．前記液滴吐出法が、前記圧力変動の作用のほかに、静電力を利用して液滴を飛翔させる方法であることを特徴とする前記１又は２に記載の配線パターンの形成方法。
【００１０】
４．前記基板上にインクパターンを形成するのに先立って、当該基板上に下地層を設ける工程を有することを特徴とする前記１〜３のいずれか一項に記載の配線パターンの形成方法。
【００１１】
５．前記基板のインクパターンが形成されていない位置に、絶縁層を配置する工程を有することを特徴とする前記１〜４のいずれか一項に記載の配線パターンの形成方法。
【００１２】
６．前記絶縁層を配置する工程が、液滴吐出法によることを特徴とする前記５に記載の配線パターンの形成方法。
【００１３】
７．前記絶縁層が、その構成成分として、めっき析出阻害成分を含有していることを特徴とする前記５又は６に記載の配線パターンの形成方法。
【００１４】
８．前記絶縁層が、前記めっき析出阻害成分として、周期律表の第１２族元素を含む化合物、第１３族元素を含む化合物、第１４族元素を含む化合物、及び第１６族元素を含む化合物からなる群から選ばれる化合物を含有していることを特徴とする前記７に記載の配線パターンの形成方法。
【００１５】
９．前記１〜８のいずれか一項に記載の配線パターンの形成方法により形成された配線パターンを有することを特徴とする配線基板。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の上記手段により、液滴吐出法及び無電解めっきを利用した配線などのパターン形成において、インクの着弾形状の乱れや意図しない部分へのめっき析出を防いで信頼性の高い配線（回路）パターンを形成することができる形成方法を提供することができる。更に、当該形成方法を用いて作製された配線基板を提供することができる。
【００１７】
すなわち、インク吐出時にサテライトが生じ、所望の着弾位置を外れた位置にサテライトが付着すると、そこを触媒核として意図しないめっき金属析出が起こる懸念があるが、請求項１に係る発明の液滴吐出法を採用することによってこれらの懸念を解消することができ、信頼性の高い配線基板を作製することができる。
【００１８】
請求項２に係る発明により、インクが触媒能を有する金属微粒子を含有することで、良好なめっき析出パターンを形成することができる。また、パターンに導電性を付与することが可能になる。
【００１９】
請求項３に係る発明により、電力を利用した液滴吐出法を採用することで、容易にサテライトを生じない液滴吐出を行うことができる。さらに、微小な液滴を高精度に飛翔させることが可能であるため、微細なパターンの高密度な形成が容易に行える。
【００２０】
請求項４に係る発明により、下地層を予め設けておくことで、パターンと基板との密着性向上や、インクの濡れ性（接触角）を所望の値にできる、など配線基板としての信頼性を向上させることができる。
【００２１】
請求項５に係る発明により、インクパターン以外の位置に絶縁層が配置されていることで、めっき成長時の線幅の太りを抑制することができ、微細な配線パターンをより確実に形成することができる。
【００２２】
請求項６に係る発明により、絶縁層組成物が液滴吐出法によって基材上に配置されることで、導電性インク上に誤って配置されるなど起こらずに高精度に配置することができる。
【００２３】
請求項７に係る発明により、意図しない金属の析出を防止することができる。すなわち、無電解めっき処理を行うために基板をめっき浴に浸漬させた際、導電性インクがめっき液中に溶出し、中でも触媒成分が基板の導電性パターン以外の位置に付着すると、そこを触媒核として無電解めっきが進行し、意図しない金属の析出が発生してしまう場合があるが、本発明のようにめっき析出阻害成分が絶縁層に含有されていることによって前記のような意図しない金属の析出を防止することができる。
【００２４】
請求項８に係る発明において用いる特定の化合物を含有させることにより、意図しないめっきの析出を効果的に防止することができる。
【００２５】
したがって、請求項９に係る発明において、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法を採用することで、配線線パターンを簡略な工程で作製することができ、かつ信頼性の高い配線（回路）基板を作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の配線パターンの形成方法は、液滴吐出法による配線パターンの形成方法であって、無電解めっきの触媒としての機能を発現する組成物を含有するインクを液滴吐出法により基板上に配置することによりインクパターンを形成する工程、及びインクパターンが形成された基板に無電解めっき処理を行うことによりインクパターン上にめっき金属を析出させる工程とを含み、かつ前記液滴吐出法が、吐出孔を有するノズルプレート、吐出孔に連通する圧力室、圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生素子、及び圧力発生素子に電圧を印加する駆動電圧印加手段とを具備する液滴吐出ヘッドから液滴を吐出させる方法であり、当該液滴を吐出する際に前記駆動電圧印加手段に印加する電圧Ｖｅが、下記関係式を満たすことを特徴とする。
関係式：Ｖ１＜Ｖｅ＜Ｖ２
（Ｖ１は、吐出孔から液体が隆起するが液滴が形成されること無く吐出孔内に戻る最大電圧、Ｖ２は吐出孔から吐出された液滴が飛翔中に複数の部分に分裂する最小電圧。）
上記特徴は、請求項１〜９に係る発明に共通する技術的特徴である。
【００２７】
なお、好ましい形態（態様）としては、前記インクが、無電解めっき触媒能を有する金属微粒子を含有するインクである形態である。また、前記液滴吐出法が、前記圧力変動の作用のほかに、静電力を利用して液滴を飛翔させる方法であることが好ましい。
【００２８】
更に、前記基板上にインクパターンを形成するのに先立って、当該基板上に下地層を設ける工程を有する形態が好ましい。
【００２９】
また、前記基板のインクパターンが形成されていない位置に、絶縁層を配置する工程を有する形態が好ましい。当該絶縁層を配置する工程は、液滴吐出法によることが好ましい。更に、当該絶縁層が、その構成成分として、めっき析出阻害成分を含有していること、前記めっき析出阻害成分として、周期律表の第１２族元素を含む化合物、第１３族元素を含む化合物、第１４族元素を含む化合物、及び第１６族元素を含む化合物からなる群から選ばれる化合物を含有していることが好ましい。
【００３０】
なお、本発明の配線パターンの形成方法は、信頼性の高い配線基板の作製に好適に適応できる。
【００３１】
以下、本発明とその構成要素、及び発明を実施するための最良の形態等について詳細な説明をする。
【００３２】
（液滴吐出法）
本発明で用いられる液滴吐出法は、液滴吐出ヘッドに設けられた圧力発生手段の駆動により圧力室内の液体に生じた圧力の作用により、ノズルプレートに設けられた吐出孔から液体が吐出される方法であり、公知の液滴吐出法を特に制限なく用いることができる。また、液滴吐出ヘッドの吐出孔が設けられた面と対向した対向電極を設け、この対向電極と液滴吐出ヘッド内の液体との間に電位差を生じさせ、この電位差により生じる静電力により液滴を飛翔させる、いわゆる静電吸引方式の液滴吐出法も用いることができ、さらに、静電力と、前記のヘッド内の圧力の両方を利用した方法も好ましく用いることができる。
【００３３】
（液滴吐出ヘッド）
本発明で好ましく用いられる液滴吐出ヘッドの一例を図１及び図２に従って説明する。
【００３４】
図１は液滴吐出ヘッドの例であるインクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッドと称する。）Ａを構成している、ノズルプレート１、ボディプレート２、圧力発生手段３を模式的に示している。ここでは、圧力発生手段として圧電素子を用いた場合について説明する。
【００３５】
ノズルプレート１には、インク吐出のための吐出孔１１を複数配列してある。また、ボディプレート２には、ノズルプレート１を貼り合わせることで、圧力室となる圧力室溝２４、インク供給路となるインク供給路溝２３及び共通インク室となる共通インク室溝２２、並びにインク供給口２１が形成されている。
【００３６】
そして、ノズルプレート１の吐出孔１１とボディプレート２の圧力室溝２４とが一対一で対応するようにノズルプレート１とボディプレート２とを貼り合わせることで流路ユニットＭを形成する。ここで、以後、上記で説明に使用した圧力室溝、供給路溝、共通インク室溝の各符号はそれぞれ圧力室、供給路、共通インク室にも使用する。
【００３７】
ここで、図２は、この記録ヘッドＡにおいて、ノズルプレート１、ボディプレート２、圧電素子３を組み立てた後、ノズルプレート１のＹ−Ｙ、及びボディプレート２のＸ−Ｘの位置での断面を模式的に示している。図２が示しているように、流路ユニットＭに圧電素子３をインク吐出用アクチュエータとしてボディプレート２のノズルプレート１を接着する面と反対の各圧力室２４の底部２５の面に接着することで、記録ヘッドＡが完成する。この記録ヘッドＡの各圧電素子３に駆動電圧が印加され、圧電素子３から発生する振動が圧力室２４の底部２５に伝えられ、この底部２５の振動により圧力室２４内の圧力を変動させることで吐出孔１１からインク滴を吐出させる。
【００３８】
（駆動電圧）
本発明の液滴吐出法における、圧電素子の駆動電圧と、吐出孔における液体の挙動との関連について説明する。
【００３９】
本発明で用いる液滴吐出ヘッドは、吐出孔を有するノズルプレートと、前記吐出孔に連通する圧力室と、前記圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生素子を有しており、圧力発生素子に所定の駆動電圧を印加することにより圧力室内の液体に圧力変動を生じさせることにより前記吐出孔から液体が吐出するものである。この液体吐出の状態は、圧力変動の程度、換言すると圧力発生素子への駆動電圧に応じて変化する（液体吐出の状態は、実際には駆動電圧だけではなく、他のさまざまな要因によって影響を受けるものであるのだが、ここでは駆動電圧による影響について説明する。）。
【００４０】
圧力発生素子に駆動電圧が印加された際の吐出孔における液体の挙動は、駆動電圧の値が小さい方から大きくなるに従い、以下の３種類の挙動をする（図３参照）。
【００４１】
（１）吐出孔から液体が隆起するが、液滴を形成することなく再び吐出孔内部に引き込まれていく状態。
【００４２】
（２）吐出孔から液体が隆起して液滴が一滴形成される状態。
【００４３】
（３）吐出孔から液体が激しく隆起して液柱形状となり、吐出孔から分離して液滴を形成するが、液柱自身も分裂して、複数の液滴が生じる状態。なお、分裂した液滴の中で径が最も大きいものを主液滴、その他の微小な液滴をサテライトと称する。
【００４４】
ヘッドの形状や液体の物性、印加電圧波形などによって（１）と（２）、（２）と（３）の閾値となる電圧は異なるが、ここでは（１）と（２）の閾値の電圧をＶ１、（２）と（３）の閾値の電圧をＶ２と定義する。
【００４５】
本発明においては、液滴吐出ヘッドから液滴を吐出する際に圧力発生手段に印加する駆動電圧Ｖｅを、
関係式：Ｖ１＜Ｖｅ＜Ｖ２
を満たす範囲に設定することによって、サテライトの生じない吐出状態で液滴を吐出することができ、良好なインクパターンを形成することができるため好ましく用いられる。
【００４６】
液滴を吐出する際に圧力発生手段に印加する駆動電圧Ｖｅの波形の例として、図４及び図５に記載の波形を挙げることができる。但し、これらの波形に限られない。
【００４７】
（静電力を利用した液滴吐出法）
本発明で好ましく用いられる、静電力を利用した液滴吐出法において用いられる液滴吐出装置の一例を図６に従って説明する。
【００４８】
図６に液滴吐出ヘッドＢを用いて構成した液体吐出装置６０の全体構成を模式的に示す。液滴吐出ヘッドＢに利用するノズルプレート１の、例えば、大径部１５の内周面に、例えばＮｉＰ、Ｐｔ、Ａｕ等の導電素材よりなるノズル内の液体を帯電させるための静電電圧印加手段である帯電用電極５０を設ける。帯電用電極５０を設けることで、帯電用電極５０がノズルプレート１の大径部１５内の液体に接触する。静電電圧電源５１から帯電用電極５０と吐出される液滴が着弾する基材５３を備えた対向電極５４との間に静電電圧が印加されると、大径部１５内の液体が同時に帯電される。この帯電により、液滴吐出ヘッドのノズル孔１１と対向する位置に設けてある対向電極５４との間、特に液体と吐出される液滴が着弾する基材５３との間に静電吸引力が発生されるようにすることができる。
【００４９】
各圧力室２４に対応する背面部分には、圧力発生手段としての圧電素子３がそれぞれ設けられている。圧電素子３には、圧電素子３に駆動電圧を印加して圧電素子３を変形させるための駆動電圧電源５２が接続されている。圧電素子３は、駆動電圧電源５２からの駆動電圧の印加により変形して、ノズル内の液体に圧力を生じさせてノズル１１の吐出孔１３に液体のメニスカスを形成させるようになっている。ここで、上記で述べたように吐出孔１３の存在する吐出面１２に撥液層４５が設けてあることで、ノズルの吐出孔１３部分に形成される液体のメニスカスが吐出孔１３の周囲の吐出面１２に広がることによるメニスカス先端部への電界集中の低下を効果的に防止することができる。尚、５５は駆動電圧電源５２や静電電圧電源５１等の液体吐出装置６０を制御する制御部である。
【００５０】
従って、圧電素子３による液体への圧力付与と帯電用電極５０による液体への静電吸引力との相乗効果により効率的に液滴が吐出できる液滴吐出ヘッドとすることができる。換言すると、静電吸引力が働かない場合には飛翔中に空気抵抗の影響により飛翔速度が低下して正規の着弾位置まで到達しないような微小な液滴を吐出する場合においても、静電吸引力の作用により正規の着弾位置に高い精度で着弾させることができ、良好なインクパターンを形成することができる。
【００５１】
（インク）
本発明で用いられるインクは、無電解めっきの触媒としての機能を有する組成物を含有するものである。この場合の「無電解めっきの触媒としての機能」とは、触媒が付与された基板に対して無電解めっき処理を施すと触媒が付与された位置にめっき金属が析出する機能のことである。
【００５２】
前記組成物の形態は特に限定されるものではないが、好ましい形態として、触媒能を有する組成物として金属微粒子を含有する形態が挙げられる。
【００５３】
本発明に用いられる金属微粒子としては、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｗ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｉｎ等が挙げられるが、その中でも特に、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｃｕ又はこれらを含む合金は、触媒能が高く良好なめっきパターンを形成することができるので好ましく用いられる。これらの金属微粒子は、平均粒子径が１００ｎｍ以下の金属ナノコロイドであることが好ましい。
【００５４】
本発明で用いられる金属微粒子含有インクには、金属微粒子の保護コロイドとして重合体または界面活性剤を用いることができ、特に、ポリエステル、ポリアクリルニトリル、ポリウレタンとアルカノールアミンとのブロック共重合体が好ましい。
【００５５】
本発明で用いられる金属微粒子含有インクは、水系インクと油系インクとが挙げられる。金属微粒子を、水を主体とする分散媒に分散して構成される水系導電性インクは、例えば、以下に示す方法に従って調製することができる。
【００５６】
塩化金酸や硝酸銀のような金属イオンソース水溶液中に水溶性の重合体を溶解させ、撹拌しながら、ジメチルアミノエタノールのようなアルカノールアミンを添加する。数１０秒〜数分で金属イオンが還元され、平均粒子径が１００ｎｍ以下の金属微粒子が析出する。その後、塩素イオンや硝酸イオンを限外濾過などの濾過方法で除去した後、濃縮・乾燥することにより、高濃度に金属微粒子を含有した水系インクが得られる。この水系インクは、水やアルコール系溶媒、テトラエトキシシランやトリエトキシシランのようなゾルゲルプロセス用バインダーに安定に溶解、混合することが可能である。
【００５７】
また、金属微粒子を油性分散媒に分散した油系インクは、例えば、以下に示す方法に従って調製することができる。
【００５８】
油溶性ポリマーをアセトンのような水混和性有機溶媒に溶解させ、このポリマー溶液を金属イオンソース水溶液と混合する。混合物は不均一系であるが、これを撹拌しながらアルカノールアミンを添加すると、金属微粒子が重合体中に分散した形で油相側に析出してくる。これを洗浄、濃縮、乾燥させることにより、水系インクと同様の濃厚な金属微粒子を含有する油系インクが得られる。この油系導電性インクは、芳香族系、ケトン系、エステル系などの溶媒やポリエステル、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂等に安定に溶解、混合することが可能である。
【００５９】
インクの分散媒中における金属微粒子の濃度は、最大８０質量％程度にすることが可能であるが、用途に応じて適宜稀釈して使用することができる。通常は、インクにおける金属微粒子の含有量は２〜５０質量％、界面活性剤および樹脂成分の含有量は０．３〜３０質量％、粘度は３〜３０ｍＰａ・ｓとすることが好ましい。
【００６０】
また、金属微粒子を含有するインクのほかに、前記の金属をイオンとして含有する液状組成物をインクとする形態も好ましく用いることができる。この場合、インクが基板上に配置された後、無電解めっき処理を行う前に還元処理を行うことにより基板上に配置されたインク中の金属イオンが還元されてめっき触媒能が発現され、無電解めっき処理を行うことによりめっき金属が析出して所望のパターンを得ることができる。
【００６１】
（基板）
本発明で用いられる基板は、用途に応じて適宜選択して使用すればよいが、例としては、ポリイミドフィルム、ポリアミドイミドフィルム、ポリアミドフィルム、ポリエステルフィルム等の樹脂フィルム、ガラス−エポキシ基板、シリコン基板、セラミックス基板、ガラス基板等が挙げられる。
【００６２】
本発明で用いられる樹脂フィルムの材質としては、特に限定はないが、例えば、ポリエステル系フィルム（ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等）、ポリカーボネート系フィルム、ポリアリレート系フィルム、ポリスルホン（ポリエーテルスルホンも含む）系フィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、エチレンビニルアルコールフィルム、シンジオタクティックポリスチレン系フィルム，ポリカーボネートフィルム、シクロオレフィンポリマーフィルム（アートン（ＪＳＲ社製）、ゼオネックス、ゼオネア（以上、日本ゼオン社製））、ポリエーテルスルフォンフィルム、ポリスルホン系フィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、ポリエーテルケトンイミドフィルム、ポリアミドフィルム、フッ素樹脂フィルム、ナイロンフィルム、ポリメチルメタクリレートフィルム、ポリアクリレート系フィルム、ポリアリレート系フィルム等を挙げることができる。これらの素材を主成分とする異なる材質のフィルムを積層したフィルムであってもよい。
【００６３】
（下地層）
本発明では、インクを基板上に配置するのに先立って、基板上に下地層を形成する形態も好ましく用いられる。下地層を設けた基板にインクを配置することにより、以下に例示する所望の機能を発現させることができる。
【００６４】
（ｉ）基板とインクとの密着性が向上し、インクによって形成されたパターンが基板から剥離するのを防止できる。
【００６５】
（ii）基板上に配置されたインクが過剰に濡れ広がるのを抑制し、微細なパターンを形成することができる。
【００６６】
また、本発明は配線パターンを形成するものであるという観点から、下地層は絶縁性を有するものであるのが好ましい。これにより、配線パターンを高い配線密度で形成した場合でも、パターン間で短絡が生じるのを防止することができる。
【００６７】
本発明で用いられる下地層の構成材料としては、特に制限なく、目的に応じて各種材料を用いることができるが、好ましい構成材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリ−（４−メチルペンテン−１）、アイオノマー、アクリル系樹脂、ポリメチルメタクリレート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリオキシメチレン、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリシクロヘキサンテレフタレート（ＰＣＴ）等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリフェニレンオキシド、変性ポリフェニレンオキシド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、その他フッ素系樹脂、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、シリコン樹脂、ポリウレタン等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（例えば２層以上の積層体として）用いることができる。
【００６８】
また、基板上に下地層を形成する場合、基材と密着層との密着性を高めると言う観点から、基材に予め表面処理を行うことが好ましい。表面処理の例として、プラズマ処理、コロナ放電処理、火炎処理、オゾン処理、プライマー処理、紫外線処理、放射線処理、粗面化処理、化学薬品処理を挙げることができる。
【００６９】
（絶縁層）
本発明で用いられる絶縁層は、基板上の、インクパターンが形成されていない位置に配置されるものである。当該インクパターンにめっき処理が施されめっき金属が成長する際には、めっき金属は厚み方向に成長するのみならず幅を太らす方向にも成長して、インクパターンを精細に形成した場合でもめっきにより形成された配線パターンはインクパターンよりも太ってしまい精細さが損なわれる場合があるが、前記絶縁層が配置されることにより、線幅の太りを抑制することができ、好ましく用いられる。
【００７０】
絶縁層として用いられる絶縁層組成物は、絶縁性の樹脂成分などを特に制限なく用いることができるが、例としては、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、イソシアネート硬化型のウレタン樹脂等が挙げられる。これらの樹脂成分は単独又は混合して用いることができる。特に、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、アクリル樹脂と塩化ビニル樹脂の混合物等は取り扱いが良好で、しかもめっき析出防止性能、皮膜性能等が良好である点で好適である。
【００７１】
また、絶縁層組成物を液滴吐出法により基材上に配置する形態も好ましく用いられる。この場合、液滴吐出法により吐出するのに好ましい物性に調整すべく、各種の溶媒、添加物を添加してもよい。ここで、各種物性としては、表面張力、粘度、基材に対する接触角などが例として挙げられる。
【００７２】
さらに、絶縁層組成物に、めっき析出阻害成分を含有させる形態も好ましく用いられる。
【００７３】
析出阻害成分としては、周期律表の第１２族元素を含む化合物、第１３族元素を含む化合物、第１４族元素を含む化合物及び第１６族元素を含む化合物からなる群から選ばれた少なくとも一種の化合物であることが好ましい。
【００７４】
析出阻害成分の具体例としては、亜鉛化合物、カドミウム化合物、水銀化合物、硼素化合物、アルミニウム化合物、インジウム化合物、珪素化合物、ゲルマニウム化合物、錫化合物、硫黄化合物、セリウム化合物、テルル化合物等を挙げることができ、これらの化合物の内から適宜選択して、一種単独又は二種以上混合して用いればよい。特に、析出阻害成分としては、水に対して難溶性又は不溶性の化合物が好ましく、更に、樹脂成分に対して分散性が良い均一な微粒であって、比重が組成物の比重に近く組成物中で分離し難く、安定性が高く、組成物中や皮膜形成中で分解を生じることがない化合物が好ましい。
【００７５】
本発明において使用に適した析出阻害成分の具体例としては、亜鉛化合物としては、酸化亜鉛、塩化亜鉛、塩化亜鉛アンモニウム、過酸化亜鉛、ケイフッ化亜鉛、硝酸亜鉛、炭酸亜鉛などを挙げることができ、カドミウム化合物としては、酸化カドミウム、塩化カドミウム、硝酸カドミウム、硫酸カドミウムなどを挙げることができ、水銀化合物としては、塩化第二水銀、酸化第二水銀などを挙げることができ、硼素化合物としては、三酸化硼素、三酸化二硼素、三塩化硼素、ホウフッ化カリウム、硼酸ナトリウム、硼酸、硼酸亜鉛、硼酸アンモニウム、水酸化硼素ナトリウム、過硼酸ナトリウムなどを挙げることができ、アルミニウム化合物としては、酸化アルミニウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、アルミナホワイト、珪酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、水酸化酸化アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、メタ珪酸アルミン酸マグネシウム、硫酸アルミニウムアンモニウム等を挙げることができ、インジウム化合物としては、三塩化インジウムなどを挙げることができ、珪素化合物としては、二酸化珪素、珪酸ナトリウム、シリカゲルなどを挙げることができ、ゲルマニウム化合物としては、酸化ゲルマニウム、四塩化ゲルマニウムなどを挙げることができ、錫化合物としては、塩化第一錫、塩化第二錫、酸化第一錫、酸化第二錫、錫酸カリウム、錫酸ナトリウム、ピロリン酸第一錫、含水酸化第二錫、硫酸第一錫などを挙げることができ、硫黄化合物としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウムなどを挙げることができ、セリウム化合物としては、フッ化セリウム、塩化セリウム、酸化セリウム、水酸化セリウム、炭酸セリウム、硫酸セリウム、蓚酸セリウムなどを挙げることができ、テルル化合物としては、塩化テルルなどを挙げることができる。
【００７６】
特に、これらの化合物の内で、均一な微粒子が安価で得られ、めっき抑制効果の高い酸化物が好ましい。本発明において、好適な析出阻害成分は、酸化亜鉛、酸化第二水銀、三酸化硼素、三酸化二硼素、酸化アルミニウム、二酸化珪素、酸化ゲルマニウム、酸化第一錫、酸化第二錫、酸化セリウム等であり、特に二酸化珪素、三酸化二硼素などが好ましい。
【００７７】
本発明で用いられるめっき析出阻害組成物は、基材上に配置する方法として液滴吐出法を用いる形態が好ましく用いられる。この場合、前記析出阻害組成物の各種物性を液滴吐出法で吐出するのに好ましい物性に調整すべく、各種の添加物を添加してもよい。ここで、各種物性としては、表面張力、粘度、基材に対する接触角などが例として挙げられる。
【００７８】
（無電解めっき処理）
本発明で用いられる無電解めっき処理は、基板上に配置された触媒を核としてめっき液中に含有される金属イオンを析出させることにより、金属の配線パターンを形成するものである。めっき処理で使用できるめっき液は、めっき材料として析出させる金属イオンが溶解された溶液が用いられ、金属塩とともに還元剤が含有されるものであり、公知の無電解めっき液を特に制限無く使用することができる。
【００７９】
めっき液に含有される金属塩の例としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅから選択される少なくとも１種の金属のハロゲン化物、硝酸塩、硫酸塩、燐酸塩、ホウ酸塩、酢酸塩、酒石酸塩、クエン酸塩などが挙げられる。
【００８０】
還元剤としては、ヒドラジン、ヒドラジン塩、ボロハライド塩、次亜燐酸塩、次亜硫酸塩、アルコール、アルデヒド、カルボン酸、カルボン酸塩などが適用可能である。これらの還元剤に含有されるボロン、燐、窒素などの元素が、金属とともに析出して含有されていてもよい。或いは２種類以上の金属塩を含有するめっき液を用いて、合金が析出するような形態を取っても良い。
【００８１】
めっき液には、必要に応じて、ｐＨ調整のための緩衝剤、界面活性剤などの添加物を含有させることができる。また、溶媒として、水以外にアルコール、ケトン、エステルなどの有機溶剤を添加するようにしてもよい。
【００８２】
めっき液の組成は、析出させる金属の金属塩、還元剤、および必要に応じて添加物、有機溶媒を添加した組成で構成されるが、析出速度に応じて濃度や組成を調整することができる。また、めっき液の温度を調節して析出速度を調整することもできる。この温度調整の方法としては、めっき液の温度を調整する方法、また例えばめっき液中に浸漬する場合、浸漬前に基板を加熱、冷却して温度調節する方法などが挙げられる。さらに、めっき液に浸漬する時間で析出する金属の膜厚を調整することもできる。
【００８３】
また、触媒が配置された基板をめっき液で処理するに先立って、基板に前処理を行うことが好ましい。前処理の例として、基板の加熱乾燥処理、洗浄処理、触媒活性化処理などが挙げられ、公知の処理方法を必要に応じて選択して処理を行えばよい。
【００８４】
また、無電解めっき処理を行って配線パターンを形成した後に、さらに電気めっきをおこなって配線の厚みを増すようにしてもよい。この場合は、電気めっきを行う際の通電に使用するための電極として使用するためのパターンを、配線パターンと同様にインクによって形成しておくことが好ましい。
【実施例】
【００８５】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００８６】
（基材、下地層）
ポリイミドフィルム（東レ・デュポン社製  カプトン５００Ｈ）の表面に、１２Ｗ・ｍｉｎ／ｍ2のコロナ放電処理を２秒間施し、次いで、アクリル系ラテックス塗布液（下記式１の共重合体、モル比ａ：ｂ：ｃ：ｄ＝３０：２０：２５：２５、固形分３０質量％、分散媒；水）をワイヤーバーで乾燥膜厚が１μｍになるように塗布した。塗布後、１００℃の恒温槽で２分間乾燥し、基板上に下地層を作製した。
【００８７】
【化１】
2009061408.tif 000002
【００８８】
（触媒能を有するインク）
〈インク組成〉
平均粒径が２０ｎｍのＡｇコロイド微粒子                            ５質量％
（保護コロイド成分を１．５質量％含む）
平均粒径が５０ｎｍのＰｄコロイド微粒子                          １５質量％
（保護コロイド成分を３質量％含む）
トリエチレングリコールモノメチルエーテル                        ８０質量％
（絶縁層組成物）
１）
トリエチレングリコールモノメチルエーテル                        ５０質量％
アクリル樹脂                                                    ５０質量％
２）
トリエチレングリコールモノメチルエーテル                        ４０質量％
アクリル樹脂                                                    ４０質量％
析出阻害成分（※）                                              ２０質量％
（※阻害成分：（ａ）二酸化珪素、（ｂ）三酸化二硼素、（ｃ）酸化亜鉛）
（液滴吐出法、触媒インク描画）
図６記載の液滴吐出装置を用いて、下地層を形成された基板上に触媒インクを吐出して、インクパターンを作製した。
【００８９】
（駆動電圧の評価）
基板上にインクを吐出するのに先立って、液滴吐出ヘッド内に設けられた圧電素子の駆動電圧Ｖｅを決定するため、駆動電圧を変化させた時の液滴の吐出状態を観察し、前記Ｖ１，Ｖ２の値をノズル毎に確認した。なお、観察した全てのノズルにおいて、Ｖ２の値はＶ１のおよそ１．５倍の値であった。
【００９０】
その後、Ｖｅを種々変化させてインク吐出を行い、インクパターンを形成した。
【００９１】
作製したインクパターンは、線幅２０μｍの直線を、線間隔５０μｍで複数本形成したものである。
【００９２】
（析出阻害組成分の基板上への配置）
図６記載の液滴吐出装置を用いて、インクパターンの形成された基板に絶縁層組成物を吐出した。吐出する際には、組成物がインクパターン上に配置されないように制御した。
【００９３】
その後、１００℃の恒温槽で２分間乾燥させた。
【００９４】
（無電解めっき処理）
次に、下記工程により無電解めっき処理を行い、銅の配線パターンを得た。
【００９５】
〈めっき工程〉
脱脂：浸漬脱脂用脱脂剤（エースクリーンＡ−２２０、奥野製薬工業（株）製）５０ｇ／Ｌ水溶液に５０℃で３分間浸漬。
【００９６】
エッチング：無水クロム酸４００ｇ／Ｌ及び９８％硫酸４００ｇ／Ｌを含有する水溶液に７０℃で１０分間浸漬。
【００９７】
中和：ＣＲＰニュートライザー３００（奥野製薬工業（株）製）１０ｍｌ／Ｌ水溶液に室温で３分間浸漬。
【００９８】
プリディップ：３５％塩酸５０ｍｌ／Ｌ水溶液に室温で１分間浸漬。
【００９９】
触媒化：パラジウム−錫コロイド（ＣＲＰキャタリストＫ、奥野製薬工業（株）製）３０ｍｌ／Ｌ及び３５％塩酸２５０ｍｌ／Ｌを含有する水溶液に３０℃で６分間浸漬。
【０１００】
導体化（無電解銅めっき）：Ｃｕを含有する導電性皮膜形成水溶液（無電解銅めっき液）（ＣＲＰセレクターＡ  １５０ｍｌ／Ｌ、ＣＲＰセレクターＢ  ２００ｍｌ／Ｌ、奥野製薬工業（株）製）に４５℃で３分間浸漬。
【０１０１】
（評価方法）
配線パターンの形成された基板を顕微鏡で観察し、以下の項目について評価を行った。
【０１０２】
（１）配線幅のばらつき
形成された配線の任意の５０箇所における線幅を測定し、以下の計算式に従って平均線幅と線幅ばらつき度を算出し、下記のランク基準に基づき評価した。
【０１０３】
平均線幅：Ｗａｖｅ＝（Ｗ１＋Ｗ２＋・・・＋Ｗ５０）／５０×１００
（Ｗ１、Ｗ２、・・・、はそれぞれ、１箇所目の測定位置の線幅、２箇所目の測定位置の線幅、・・・、を表す。）
線幅ばらつき度＝（｜Ｗ１−Ｗａｖｅ｜＋｜Ｗ２−Ｗａｖｅ｜＋・・・＋｜Ｗ５０−Ｗａｖｅ｜）／５０×１００
（線幅ばらつき度の値が小さいほど、線幅が均一であり好ましい。）
〈評価基準〉
○：線幅ばらつき度が１％未満である。
△：線幅ばらつき度が１％以上、５％未満である。
×：線幅ばらつき度が５％以上である。
【０１０４】
（２）インクパターン以外の位置への銅の析出
目視により、配線パターン以外の位置への銅の析出状態を下記のランク基準に基づき評価した。
【０１０５】
〈評価基準〉
○：インクパターン以外の位置に銅の析出は全く見られない。
△：インクパターン以外の位置に若干銅の析出が見られるが、実害のないレベルである。
×：インクパターン以外の位置に大量の銅の析出が見られ、隣接する配線パターンを短絡されているところがある。
【０１０６】
上記評価結果を表１に示す。
【０１０７】
【表１】
2009061408.tif 000003
【０１０８】
表１に示した結果から明らかなように、本発明の配線パターンの形成方法を採用することにより、意図しない部分へのめっき析出を防いで信頼性の高い回路パターンを形成することができることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】液滴吐出ヘッドの一例を示す模式図
【図２】液滴吐出ヘッドの一例の断面を示す模式図
【図３】圧電素子の駆動電圧Ｖｅと吐出孔における液体の挙動の関係を示す模式図
【図４】液滴吐出の際の駆動電圧Ｖｅの波形の例を示す模式図
【図５】液滴吐出の際の駆動電圧Ｖｅの波形の例を示す模式図
【図６】液体吐出装置の全体構成を示す模式図
【符号の説明】
【０１１０】
Ａ  インクジェット式記録ヘッド
１  ノズルプレート
２  ボディプレート
３  圧力発生手段
１１  インク吐出のための吐出孔
２１  インク供給口
２２  共通インク室溝
２３  インク供給路溝
２４  圧力室となる圧力室溝
６０  液体吐出装置
【図１】
2009061408.tif 000004
【図２】
2009061408.tif 000005
【図３】
2009061408.tif 000006
【図４】
2009061408.tif 000007
【図５】
2009061408.tif 000008
【図６】
2009061408.tif 000009