(57)【要約】【課題】液滴吐出ヘッド内の機能液の温度上昇を抑制し、液滴の吐出量を安定させ、精度の高いパターンを形成するパターン形成装置及び回路基板を提供する。【解決手段】液滴吐出ヘッド３０の側面に、熱伝導率の高いアルミニウムによって形成された、水冷式の熱交換器４０を設置し、液滴吐出ヘッド３０に蓄熱されようとする熱を吸熱させた。また、熱交換器４０には、温度調整装置によって所定の温度に冷却された冷却水Ｗを供給した。【選択図】図４
2009125655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送テーブルに載置された基体と液滴吐出ヘッドとを相対移動させて、前記液滴吐出ヘッドから機能材料を含有した機能液を液滴にして吐出し、前記基体にパターンを描画するパターン形成装置であって、
前記液滴吐出ヘッドの側面に熱交換器を取着したことを特徴とするパターン形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載のパターン形成装置において、
前記熱交換器は水冷式であることを特徴とするパターン形成装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のパターン形成装置において、
前記熱交換器は、金属製であることを特徴とするパターン形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載のパターン形成装置において、
前記金属は、アルミニウムであることを特徴とするパターン形成装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれかに記載のパターン形成装置において、
前記熱交換器に供給される冷却水の温度を調整する温度調整装置を設けたことを特徴とするパターン形成装置。
【請求項６】
請求項５に記載のパターン形成装置において、
前記液滴吐出ヘッド内の前記機能液の温度を計測する温度計測手段を設けたことを特徴とするパターン形成装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のパターン形成装置において、
前記基体は、多孔質性基板であってセラミック粒子と樹脂とから構成される低温焼成用シートであり、
前記機能液は、機能材料として金属粒子を分散させた液状体であることを特徴とするパターン形成装置。
【請求項８】
回路素子を実装するとともにその実装した回路素子に対して電気的に接続された配線が形成された回路基板であって、
請求項１〜７のいずれかに記載のパターン形成装置で形成した配線を有した回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン形成装置及び回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液滴吐出ヘッドにて機能液を液滴として吐出させて基板上に所望にパターンを形成するインクジェット方式が有効な手段として注目されている（例えば、特許文献１）。
一般に、インクジェット方式は、ステージに載置した基板と、機能材料を含有した機能液を液滴にして基板上に吐出する液滴吐出ヘッドと、基板と液滴吐出ヘッドとを２次元的に相対移動させる機構とを備えている。そして、液滴吐出ヘッドから吐出させた液滴を基板表面の任意の位置に配置させる。このとき、基板表面に順次配置される各液滴について、その液滴の濡れ拡がる範囲が互いに重なるように液滴を順次配置することにより、基板表面に隙間無く機能液で覆われたパターンを形成することができる。
【０００３】
ところで、基板表面が、機能液に対して撥液性を有している場合には、基板表面と機能液とが引き合う力よりも、互いに接する液滴同士が表面張力によって引き合う力が強くなり、機能液が局所的に集中するといった現象が起こる。このような局所的な集中が生じると、基板表面が機能液で均一に覆われなくなり、最悪な場合には、基板表面の一部が機能液の欠如により露出するといった問題が生じる。
【０００４】
そのため、互いに接する液滴同士を重ねる場合、先に着弾した液滴が充分に乾燥した後に次の液滴を着弾させる必要があり、パターン形成に時間を要していた。そこで、基板を予め加熱をしておき、着弾した液滴を速やかに乾燥させる方法が提案されている（例えば、特許文献２、特許文献３）。
【特許文献１】特開２００４−３４７６９５号  公報
【特許文献２】特開２００４−３０６３７２号  公報
【特許文献３】特開平１１−２８１９８５号  公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、インクジェット方式は、液滴吐出ヘッドと基板との間隔が非常に狭いため、上記のように基板を加熱した状態で液滴を吐出して基板上にパターンを形成すると、液滴吐出ヘッドは、加熱された基板からの熱で加熱される。その結果、液滴吐出ヘッド内に貯留した機能液が加熱され、その温度が上昇して粘性が小さくなり、液滴の吐出量が変化してしまう。また、ノズルプレートの熱膨張に起因したノズルピッチの変動や、液滴吐出ヘット内部に付着した溶液の乾燥等、種々の問題を含んでいた。
【０００６】
また、液滴吐出ヘッドに放熱板などを取着して、液滴吐出ヘッドの放熱量を大きくすることによって、機能液の温度変化を抑制することも考えられる。しかし、液滴吐出ヘッドに取着する放熱板の大きさが限られてしまい、その放熱量が不十分である虞があった。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、液滴吐出ヘッド内の機能液の温度上昇を抑制し、液滴の吐出量を安定させ、精度の高いパターンを形成するパターン形成装置及び回路基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のパターン形成装置は、搬送テーブルに載置された基体と液滴吐出ヘッドとを相対移動させて、前記液滴吐出ヘッドから機能材料を含有した機能液を液滴にして吐出し、
前記基体にパターンを描画するパターン形成装置であって、前記液滴吐出ヘッドの側面に熱交換器を取着した。
【０００９】
本発明のパターン形成装置によれば、液滴吐出ヘッドの側面に熱交換器を取着したことによって、液滴吐出ヘッドの熱を吸熱し、液滴吐出ヘッド内の機能液の温度が上昇することを抑制することができる。従って、機能液の温度変化による液滴の吐出量の変化を抑制することができる。その結果、基体に高精細なパターンを形成することができる。
【００１０】
このパターン形成装置は、前記熱交換器は水冷式であってもよい。
このパターン形成装置によれば、熱交換器を水冷式にしたことによって、例えば、空冷式の熱交換器よりも、効率よく液滴吐出ヘッドの熱を吸熱することができる。
【００１１】
このパターン形成装置は、前記熱交換器は、金属製であってもよい。
このパターン形成装置によれば、熱交換器を金属製にすることによって、熱伝導率が高くなることから、効率よく液滴吐出ヘッドの熱を吸熱することができる。
【００１２】
このパターン形成装置は、前記金属は、アルミニウムであってもよい。
このパターン形成装置によれば、熱交換器を熱伝導率が高いアルミニウム製にしたことによって、効率よく液滴吐出ヘッドの熱を吸熱することができる。
【００１３】
このパターン形成装置は、前記熱交換器に供給される冷却水の温度を調整する温度調整装置を設けてもよい。
このパターン形成装置によれば、熱交換器に供給される冷却水の温度を調整することによって、より効率よく液滴吐出ヘッドの熱を吸熱し、同液滴吐出ヘッド内の機能液の温度上昇を抑制するとともに、同機能液の温度が一定になるようにすることができる。
【００１４】
このパターン形成装置は、前記液滴吐出ヘッド内の前記機能液の温度を計測する温度計測手段を設けてもよい。
このパターン形成装置によれば、温度計測手段の計測結果に基づいて温度調整装置を制御することによって、液滴吐出ヘッド内の機能液の温度を常に一定になるようにすることができる。
【００１５】
このパターン形成装置は、前記基体は、多孔質性基板であってセラミック粒子と樹脂とから構成される低温焼成用シートであり、前記機能液は、機能材料として金属粒子を分散させた液体であってもよい。
【００１６】
このパターン形成装置によれば、多孔質性基板上に金属膜からなるパターンを高精細に形成することができる。
本発明の回路基板は、回路素子を実装するとともにその実装した回路素子に対して電気的に接続された配線が形成された回路基板であって、上記のいずれかに記載のパターン形成装置で形成した配線を有した。
【００１７】
本発明の回路基板によれば、回路基板の品質を、より向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を、ＬＴＣＣ多層基板（ＬＴＣＣ：Low Temperature Co-fired Ceramics
多層基板）に半導体チップを実装してなる回路モジュールであって、そのＬＴＣＣ多層基板を構成する複数の低温焼成基板（グリーンシート）に描画する配線パターンの形成に具体化した一実施形態を図１〜図８に従って説明する。
【００１９】
まず、ＬＴＣＣ多層基板に半導体チップを実装してなる回路モジュールについて説明する。図１は、回路モジュール１の断面図を示し、回路モジュール１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された半導体チップ３とを有している。
【００２０】
ＬＴＣＣ多層基板２は、シート状に形成された複数の低温焼成基板４の積層体である。各低温焼成基板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）の焼結体（多孔質性基板）であって、その厚みが数百μｍで形成されている。
【００２１】
低温焼成基板４は、その焼結前のものをグリーンシート４Ｇ（図２参照）という。グリーンシート４Ｇは、ガラスセラミック系材料の粉末と分散媒をバインダー、整泡剤などとともに混合してスラリーを作成しこれを板状にした後に乾燥したものである。
【００２２】
各低温焼成基板４には、抵抗素子、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内部配線６と、スタックビア構造、サーマルビア構造を呈する所定の孔径（例えば、２０μｍ）を有した複数のビアホール７と、該ビアホール７に充填されたビア配線８と、がそれぞれ回路設計に基づいて適宜形成されている。
【００２３】
各低温焼成基板４上の各内部配線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、図２に示す、パターン形成装置としての液滴吐出装置２０を利用して配線パターンが形成される。
【００２４】
図２は、液滴吐出装置２０を説明する全体斜視図である。
図２において、液滴吐出装置２０は、直方体形状に形成された基台２１を有している。基台２１の上面には、その長手方向（Ｙ方向）に沿って延びる一対の案内溝２２が形成されている。案内溝２２の上方には、案内溝２２に沿ってＹ方向及び反Ｙ方向に移動するステージ２３が備えられている。
【００２５】
ステージ２３の上面には、載置部２４が形成されて、焼成前の基体としてのグリーンシート４Ｇを載置する。載置部２４は、載置された状態のグリーンシート４Ｇをステージ２３に対して位置決め固定して、グリーンシート４ＧをＹ方向及び反Ｙ方向に搬送する。前記ステージ２３の上面には、ラバーヒータＨが配設されている。載置部２４に載置されたグリーンシート４Ｇは、その上面全体がラバーヒータＨにて所定の温度に加熱されるようになっている。
【００２６】
基台２１には、Ｙ方向と直交する方向（Ｘ方向）に跨ぐ門型のガイド部材２５が架設されている。ガイド部材２５の上側には、冷却タンクＴ１とインクタンクＴ２が配設されている。冷却タンクＴ１は、ペルチェ素子などから構成された温度調整装置５６（図５参照）を備え、水を所定の温度（本実施形態では、２６℃）に冷却し冷却水Ｗとして貯留する。また、冷却タンクＴ１は、図示しない循環機構を備え、冷却水Ｗを液滴吐出ヘッド（以下単に、吐出ヘッドという。）３０に設けた熱交換器４０（図３及び図４参照）に供給し、該熱交換器４０において熱交換された該冷却水Ｗを再び回収する。すなわち、熱交換器４０には、所定の温度に冷却された冷却水Ｗが供給されるようになっている。
【００２７】
インクタンクＴ２は、機能液としての金属インクＦ（液状体）を貯留し、貯留する金属インクＦを吐出ヘッド３０に所定の圧力で供給する。そして、吐出ヘッド３０に供給された金属インクＦは、吐出ヘッド３０から液滴Ｆｂ（図４参照）となってグリーンシート４Ｇに向かって吐出されるようになっている。
【００２８】
金属インクＦは、機能材料としての金属微粒子、例えば粒径が数ｎｍの機能材料としての金属微粒子を溶媒に分散させた分散系金属インクを用いることができる。
金属インクＦに使用する金属微粒子としては、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、パラジウム（Ｐｄ）、マンガン（Ｍｎ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、及びニッケル（Ｎｉ）などの材料の他、これらの酸化物、並びに超電導体の微粒子などが用いられる。金属微粒子の粒径は１ｎｍ以上０．１μｍ以下であることが好ましい。０．１μｍより大きいと吐出ヘッド３０のノズルＮに目詰まりが生じるおそれがある。また、１ｎｍより小さいと金属微粒子に対する分散剤の体積比が大きくなり、得られる膜中の有機物の割合が過多となる。
【００２９】
分散媒としては、上記の金属微粒子を分散できるもので凝集を起こさないものであれば特に限定されない。例えば水系溶媒のほか、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼンなどの炭化水素系化合物、またエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリン、1，３−プロパンジオールなどのポリオール類、ポリエチレングリコール、エチレング
リコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、ビス（２−メトキシエチル）エーテル、ｐ−ジオキサンなどのエーテル系化合物、さらにプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノン、乳酸エチルなどの極性化合物を例示できる。これらのうち、微粒子の分散性と分散液の安定性、また液滴吐出法への適用の容易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物が好ましく、より好ましい分散媒としては、水、炭化水素系化合物を挙げることができる。
【００３０】
グリーンシート４Ｇに着弾した金属インクＦは、グリーンシート４Ｇが加熱されていることから、溶媒あるいは分散媒の蒸発は促進される。そして、グリーンシート４Ｇに着弾した金属インクＦは、乾燥とともにその表面の外縁から増粘し、つまり、中央部に比べて外周部における固形分（粒子）濃度が速く飽和濃度に達することから表面の外縁から増粘していく。外縁の増粘した金属インクＦは、グリーンシート４Ｇの面方向に沿う自身の濡れ広がりを停止する（ピニングする）。ピニングされた状態の金属インクＦは、グリーンシート４Ｇに固定され重ね打ちされても、グリーンシート４Ｇに固定状態になっており、液滴Ｆｂの外径が変化しなくなっているため、次の液滴Ｆｂに引き寄せられることはない。
【００３１】
ガイド部材２５には、そのＸ矢印方向略全長にわたって、Ｘ方向に延びる上下一対のガイドレール２７が形成されている。上下一対のガイドレール２７には、キャリッジ２８が取り付けられている。キャリッジ２８は、ガイドレール２７に案内されてＸ方向及び反Ｘ方向に移動する。キャリッジ２８には、吐出ヘッド３０を搭載した支持板２９が取着されている。
【００３２】
図３は吐出ヘッド３０をグリーンシート４Ｇ側から見た斜視図を示し、図４は吐出ヘッド３０の要部断面図を示す。
キャリッジ２８の支持板２９から突出した吐出ヘッド３０の下側には、ノズルプレート３１が備えられている。ノズルプレート３１は、その下面（ノズル形成面３１ａ）がグリーンシート４Ｇの上面４Ｇａと略平行に形成されている。ノズルプレート３１は、グリーンシート４Ｇが吐出ヘッド３０の直下に位置するとき、ノズル形成面３１ａとグリーンシート４Ｇの上面４Ｇａとの間の距離（プラテンギャップ）を所定の距離（例えば、３００
μｍ）に保持する。
【００３３】
図３において、ノズル形成面３１ａには、Ｘ方向に沿って配列された複数のノズルＮからなる一対のノズル列ＮＬが形成されている。一対のノズル列ＮＬには、それぞれ１インチ当りに１８０個（図示では模式的に表している）のノズルＮが形成されている。
【００３４】
一対のノズル列ＮＬでは、Ｘ方向から見て、一方のノズル列ＮＬの各ノズルＮが、他方のノズル列ＮＬの各ノズルＮの間を補間する。すなわち、吐出ヘッド３０は、Ｘ方向に、１インチ当りに１８０個×２＝３６０個のノズルＮを有する（最大解像度が３６０ｄｐｉである）。
【００３５】
図４において、吐出ヘッド３０には、供給チューブ３０Ｔが連結されている。供給チューブ３０Ｔは、Ｚ方向に延びるように配設されて、インクタンクＴ２からの金属インクＦを吐出ヘッド３０に供給する。
【００３６】
各ノズルＮの上側には、供給チューブ３０Ｔに連通するキャビティ３２が形成されている。キャビティ３２は、供給チューブ３０Ｔからの金属インクＦを収容して、対応するノズルＮに金属インクＦを供給する。キャビティ３２の上側には、上下方向に振動してキャビティ３２内の容積を拡大及び縮小する振動板３３が貼り付けられている。振動板３３の上側には、ノズルＮに対応する圧電素子ＰＺが配設されている。圧電素子ＰＺは、上下方向に収縮及び伸張して振動板３３を上下方向に振動させる。上下方向に振動する振動板３３は、金属インクＦを所定サイズの液滴Ｆｂにして対応するノズルＮから吐出させる。吐出された液滴Ｆｂは、対応するノズルＮの反Ｚ方向に飛行して、グリーンシート４Ｇの上面４Ｇａに着弾する。
【００３７】
図３及び図４に示すように、吐出ヘッド３０のＹ方向両側面には、略管状の熱交換器４０が、ノズルプレート３１に近接した位置に接着剤などを用いて取着されている。熱交換器４０は、本実施形態では熱伝導率の高い金属であるアルミニウムよりなり、吐出ヘッド３０の側面に取着しやすいように接着面４０ａが形成されている。また、熱交換器４０には、管内流路４０ｂが貫通形成されているとともに、吐出ヘッド３０のＸ方向両側面よりも突出させた導入部４０ｃ及び導出部４０ｄがそれぞれ設けられている。熱交換器４０の導入部４０ｃは、可撓性材料からなる導入チューブ（図示せず）を介して、冷却水Ｗが貯留された冷却タンクＴ１に接続され、温度調整装置５６（図５参照）によって所定の温度に調整された冷却水Ｗを管内流路４０ｂに供給する。一方、熱交換器４０の導出部４０ｄは、可撓性材料からなる導出チューブ（図示せず）を介して冷却タンクＴ１に接続され、管内流路４０ｂを通過した冷却水Ｗを冷却タンクＴ１に送り返す。従って、吐出ヘッド３０に蓄積されようとする熱を熱交換器４０（冷却水Ｗ）が吸熱することによって、キャビティ３２に収容された金属インクＦの温度上昇（粘度変化）を抑制することができる。
【００３８】
次に、上記のように構成した液滴吐出装置２０の電気的構成を図５に従って説明する。
図５において、制御装置５０は、ＣＰＵ５０Ａ、ＲＯＭ５０Ｂ、ＲＡＭ５０Ｃなどを有している。制御装置５０は、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２３の搬送処理、キャリッジ２８の搬送処理、吐出ヘッド３０の液滴吐出処理、ラバーヒータＨの加熱処理、冷却水Ｗの温度調整処理などを実行する。
【００３９】
制御装置５０には、各種操作スイッチとディスプレイを有した入出力装置５１が接続されている。入出力装置５１は、液滴吐出装置２０が実行する各種処理の処理状況を表示する。入出力装置５１は、内部配線６を形成するためのビットマップデータＢＤを生成し、そのビットマップデータＢＤを制御装置５０に入力する。
【００４０】
ビットマップデータＢＤ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したデータである。ビットマップデータＢＤは、吐出ヘッド３０（各ノズルＮ）の直下を通過する描画平面（グリーンシート４Ｇの上面４Ｇａ）上の各位置に、配線用の液滴Ｆｂを吐出するか否かを規定したデータである。すなわち、ビットマップデータＢＤは、上面４Ｇａに規定された内部配線６の目標形成位置に配線用の液滴Ｆｂを吐出させるためのデータである。
【００４１】
制御装置５０には、Ｘ軸モータ駆動回路５２が接続されている。制御装置５０は、駆動制御信号をＸ軸モータ駆動回路５２に出力する。Ｘ軸モータ駆動回路５２は、その駆動制御信号に応答して、キャリッジ２８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。
【００４２】
制御装置５０には、Ｙ軸モータ駆動回路５３が接続されている。制御装置５０は、駆動制御信号をＹ軸モータ駆動回路５３に出力する。Ｙ軸モータ駆動回路５３は、その駆動制御信号に応答して、ステージ２３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。
【００４３】
制御装置５０には、ヘッド駆動回路５４が接続されている。制御装置５０は、所定の吐出周波数に同期させた吐出タイミング信号ＬＴをヘッド駆動回路５４に出力する。制御装置５０は、各圧電素子ＰＺを駆動するための駆動電圧ＣＯＭを吐出周波数に同期させてヘッド駆動回路５４に出力する。
【００４４】
制御装置５０は、ビットマップデータＢＤを利用して所定の周波数に同期したパターン形成用制御信号ＳＩを生成し、パターン形成用制御信号ＳＩをヘッド駆動回路５４にシリアル転送する。ヘッド駆動回路５４は、そのパターン形成用制御信号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。ヘッド駆動回路５４は、制御装置５０からの吐出タイミング信号ＬＴを受けるたびに、シリアル／パラレル変換したパターン形成用制御信号ＳＩをラッチし、パターン形成用制御信号ＳＩによって選択される圧電素子ＰＺにそれぞれ駆動電圧ＣＯＭを供給する。
【００４５】
制御装置５０には、ラバーヒータ駆動回路５５が接続されている。制御装置５０は、駆動制御信号をラバーヒータ駆動回路５５に出力する。ラバーヒータ駆動回路５５は、その駆動制御信号に応答して、ラバーヒータＨを駆動してステージ２３に載置したグリーンシート４Ｇを予め定めた温度になるように加熱制御する。本実施形態では、予め定めたグリーンシート４Ｇの温度（上面４Ｇａの温度）は、吐出ヘッド３０から吐出される時の金属インクＦの温度以上かつ金属インクＦに含まれる液体組成の沸点未満（液体組成中の最も沸点の低い温度未満）の温度となるように制御されている。つまり、グリーンシート４Ｇを吐出ヘッド３０から吐出される時の金属インクＦの温度以上に加熱して、吐出される時は吐出ヘッド３０で乾燥せず、着弾した液滴Ｆｂはそれ以上の温度で速やかに加熱され乾燥するとともに、グリーンシート４Ｇを液滴Ｆｂの沸点未満に加熱して、着弾した液滴Ｆｂをグリーンシート４Ｇ上で突沸しないようする。
【００４６】
制御装置５０には、温度調整装置５６が電気的に接続されている。制御装置５０は、温度調整装置５６を駆動制御して、熱交換器４０に供給される冷却水Ｗが所定の温度になるように温度調整装置５６を駆動制御する。
【００４７】
次に、上記液滴吐出装置２０を利用したグリーンシート４Ｇの配線パターンの形成方法について説明する。
図２に示すように、グリーンシート４Ｇをステージ２３に載置する。このとき、ステージ２３は、グリーンシート４Ｇをキャリッジ２８の反Ｙ方向に配置する。このグリーンシ
ート４Ｇは、ビアホール７が形成され、そのビアホール７にビア配線８がなされていて、その上面４Ｇａに内部配線６を形成するものとする。
【００４８】
この状態から、液滴Ｆｂによる内部配線６の配線パターンを形成するためのビットマップデータＢＤが入出力装置５１から制御装置５０に入力される。制御装置５０は、入出力装置５１からの内部配線６を形成するためのビットマップデータＢＤを格納する。このとき、制御装置５０は、ラバーヒータ駆動回路５５を介してステージ２３に設けたラバーヒータＨを駆動しステージ２３に載置されたグリーンシート４Ｇ全体が一様に前記所定の温度になるように加熱制御している。即ち、グリーンシート４Ｇの上面４Ｇａは、吐出ヘッド３０から吐出される時の金属インクＦの温度以上かつ金属インクＦに含まれる液体組成の沸点未満（液体組成中の最も低い沸点の温度未満）の温度となるように制御されている。
【００４９】
次いで、制御装置５０は、グリーンシート４Ｇの所定の位置が吐出ヘッド３０の直下をＹ方向に通過するように、Ｘ軸モータ駆動回路５２を介してＸ軸モータＭＸを駆動して、キャリッジ２８を所定の位置まで移動（フィード）させる。次に、制御装置５０は、Ｙ軸モータ駆動回路５３を介してＹ軸モータＭＹを駆動して、ステージ２３（グリーンシート４Ｇ）をＹ方向に往動（スキャン）させる。
【００５０】
制御装置５０は、グリーンシート４Ｇが往動（スキャン）を開始すると、ビットマップデータＢＤに基づいてパターン形成用制御信号ＳＩを生成して、パターン形成用制御信号ＳＩと駆動電圧ＣＯＭをヘッド駆動回路５４に出力する。すなわち、制御装置５０は、ヘッド駆動回路５４を介して各圧電素子ＰＺを駆動制御し、内部配線６を形成するための着弾位置に吐出ヘッド３０が対峙するたびに、選択されたノズルＮから液滴Ｆｂを吐出させる。グリーンシート４Ｇに着弾した液滴Ｆｂは、グリーンシート４Ｇが吐出時の液滴Ｆｂの温度以上に加熱されているため、乾燥が開始され速やかに乾燥されていく。
【００５１】
本実施形態では、図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、吐出される各液滴Ｆｂは、対応する内部配線６を形成するための着弾位置に順次着弾する。詳述すると、本実施形態では、パターン形成のために先に着弾し配置された液滴Ｆｂが一部乾燥してグリーンシート４Ｇに対して固定（ピニング）した状態（自身の濡れ広がりを停止した状態）なる。そして、その先の液滴Ｆｂに対して、次の吐出ヘッド３０から吐出されグリーンシート４Ｇに着弾する液滴Ｆｂは、その一部が重なるように、図６（ａ）に１点鎖線で示す位置に、吐出ヘッド３０から吐出されるようになっている。
【００５２】
つまり、吐出ヘッド３０から吐出させる液滴Ｆｂの吐出タイミングは、液滴Ｆｂが吐出ヘッド３０から吐出してグリーンシート４Ｇに固定（ピニング）されるに要する時間と、吐出ヘッド３０が先の液滴Ｆｂを吐出した後、次の液滴Ｆｂの一部が先の液滴Ｆｂと重なる吐出位置にグリーンシート４Ｇが到達するまでに要する移動時間等で決定される。従って、グリーンシート４Ｇの加熱温度、ステージ２３の移動速度等から予め、実験等で吐出タイミング（吐出間隔時間）を設定している。
【００５３】
従って、Ｙ方向に往動しているグリーンシート４Ｇに対して、吐出ヘッド３０が液滴Ｆｂを所定のタイミング（吐出間隔時間）で吐出させているとき、先にグリーンシート４Ｇに着弾した液滴Ｆｂは、速やかに乾燥されていく。
【００５４】
そして、図６（ｂ）に示すように、液滴Ｆｂがグリーンシート４Ｇに対して固定される状態になると、その固定状態に入った液滴Ｆｂに対して、その一部が重なるように、次の液滴Ｆｂは、図６（ｃ）の１点鎖線で示す位置に着弾し配置される。このとき、固定状態にある先の液滴Ｆｂは、その一部が重なるように着弾配置された次の液滴Ｆｂに引き寄せ
られることがない。また、一部が重なるように着弾配置された次の液滴Ｆｂは、その重ならない部分は、グリーンシート４Ｇが加熱されているため、直ちに乾燥が開始され速やかに乾燥され固定状態になる。従って、先の液滴Ｆｂに、次の液滴Ｆｂが引き寄せられることはない。
【００５５】
その結果、グリーンシート４ＧをＹ方向に移動させて、内部配線６を形成するための着弾位置に順次着弾する液滴Ｆｂは、その着弾位置から偏倚することなく乾燥されるため、図６（ｄ）に示すような、内部配線６のための配線用パターンＰが形成される。しかも、グリーンシート４Ｇを加熱するとともに通気性基板のグリーンシート４Ｇを使用したので、着弾した液滴Ｆｂは速やかに乾燥し固定状態に入るため、次に着弾させる液滴Ｆｂの吐出タイミングを短くすることができ、内部配線６のための配線用パターンＰを短時間で形成することができる。さらに、グリーンシート４Ｇの加熱温度は、液滴Ｆｂの沸点未満の温度に制御されているので、着弾した液滴Ｆｂが突沸して配線用パターンＰの形成が不能となることはない。
【００５６】
このグリーンシート４ＧがＹ方向に移動中、常に、吐出ヘッド３０のノズルプレート３１は、加熱されたグリーンシート４Ｇの熱によって温められる。このとき、吐出ヘッド３０の側面に面接触されている熱交換器４０が、吐出ヘッド３０に蓄積されようとする熱を吸熱する。従って、吐出ヘッド３０の温度上昇、即ち、金属インクＦの温度上昇（粘性低下）が抑えられるとともに、ノズルプレート３１の熱膨張が抑えられる。その結果、金属インクＦの粘度の低下に基づく吐出量の変動及びノズルプレート３１の熱膨張に基づくノズルピッチの変動が抑えられるとともに、ノズルＮ付近の金属インクＦの乾燥に基づく目詰まりが抑制される。
【００５７】
吐出ヘッド３０が、グリーンシート４Ｇの端から端までの走査を完了すると、制御装置５０は、内部配線６を形成するためのグリーンシート４Ｇ上の新たな位置に液滴Ｆｂを吐出させるべく、Ｘ軸モータ駆動回路５２を介してＸ軸モータＭＸを駆動してキャリッジ２８（吐出ヘッド３０）をＸ方向に所定の量だけ移動（フィード）させる。その後、制御装置５０は、ステージ２３（グリーンシート４Ｇ）を反Ｙ方向に復動（スキャン）させる。
【００５８】
グリーンシート４Ｇが復動（スキャン）を開始すると、制御装置５０は、前記と同様にビットマップデータＢＤに基づいてヘッド駆動回路５４を介して各圧電素子ＰＺを駆動制御し、内部配線６を形成するための着弾位置に吐出ヘッド３０が対峙するたびに、選択されたノズルＮから液滴Ｆｂを吐出させる。この場合にも、前記と同様に、先にグリーンシート４Ｇに着弾した液滴Ｆｂは、直ちに乾燥が開始され速やかに乾燥されていく。そして、液滴Ｆｂがグリーンシート４Ｇに固定される状態になると、その固定状態に入った液滴Ｆｂに対して、その一部が重なるように、次の液滴Ｆｂは着弾し配置される。
【００５９】
以後、ステージ２３を、Ｙ方向及び反Ｙ方向に往復動（スキャン）させるとともに、吐出ヘッド３０をＸ方向にフィードさせ、ステージ２３の往復動中に液滴ＦｂをビットマップデータＢＤに基づくタイミングで吐出させる動作を繰り返す。これによって、グリーンシート４Ｇ上には、着弾した液滴Ｆｂによる内部配線６の配線用パターンＰが描画される。
【００６０】
一つのグリーンシート４Ｇに内部配線６の配線用パターンＰが描画されると、制御装置５０は、キャリッジ２８（Ｘ軸モータＭＸ）を駆動制御して吐出ヘッド３０を待機まで案内し一時停止させる。そして、次の新たなグリーンシート４Ｇの配線用パターンＰの描画に備える。
【００６１】
つまり、吐出ヘッド３０は、グリーンシート４Ｇに配線用パターンＰを描画中、終始、
加熱されているグリーンシート４Ｇからの放熱により加熱され蓄熱されようとするが、熱交換器４０に吸熱されるため、その吐出ヘッド３０の温度上昇は、抑制される。
【００６２】
しかも、熱交換器４０に供給される冷却水Ｗは、温度調整装置５６によって所定の温度に設定されているため、吐出ヘッド３０内のキャビティ３２に収容された金属インクＦの温度が一定になるようにすることができる。
【００６３】
ちなみに、図７は、一つのグリーンシート４Ｇに配線用パターンＰを描画し、その描画中の吐出ヘッド３０の温度（ノズルプレート３１の表面温度）の推移を示す。図中、２点鎖線Ｌ１は、熱交換器４０を設けていない吐出ヘッドの温度の推移を示し、実線Ｌ２は、熱交換器４０を設けた吐出ヘッド３０の温度の推移を示す。
【００６４】
熱交換器４０を設けていない吐出ヘッド３０は、Ｙ方向及び反Ｙ方向に往復動を繰り返して描画している時には、加熱されているグリーンシート４Ｇによって、徐々に温度上昇していくことがわかる。これに対して、熱交換器４０を設けた吐出ヘッド３０は、Ｙ方向及び反Ｙ方向に往復動を繰り返して描画している時には、加熱されているグリーンシート４Ｇの影響が小さく温度上昇が抑制されていることがわかる。
【００６５】
上記実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態によれば、液滴吐出装置２０の吐出ヘッド３０のＹ方向両側面に熱交換器４０を取着した。
【００６６】
従って、グリーンシート４Ｇからの放熱により加熱され蓄熱されようとするが、その熱を熱交換器４０（冷却水Ｗ）に吸熱させることができる。つまり、吐出ヘッド３０の温度上昇による、吐出ヘッド３０内の金属インクＦの粘性の変化、乾燥による目詰まり、ノズルプレート３１の膨張などを抑制することができる。その結果、液滴Ｆｂの吐出量を安定化でき、精度の高い配線用パターンＰを短時間に形成することができる。しかも、既存の液滴吐出装置にも容易に取り付けることができる。
【００６７】
（２）上記実施形態では、吐出ヘッド３０には熱伝導率の高い金属であるアルミニウムよりなる、水冷式の熱交換器４０を設置した。
従って、吐出ヘッド３０の熱を効率よく吸熱することができる。その結果、キャビティ３２に収容された金属インクＦの温度上昇を抑制することができる。
【００６８】
（３）上記実施形態では、熱交換器４０に供給される冷却水Ｗを所定の温度に調整する温度調整装置５６を設けた。
従って、熱交換器４０には、常に、所定の温度の冷却水Ｗが供給されるため、キャビティ３２に収容された金属インクＦの温度を一定になるようにすることができる。その結果、より安定した吐出量の液滴Ｆｂを吐出することができる。
【００６９】
（４）上記実施形態によれば、先の着弾した液滴Ｆｂが固定状態に入った時、その一部と重なるように、次の液滴Ｆｂを着弾し配置するようにした。従って、固定状態にある先の液滴Ｆｂは、その一部が重なるように着弾配置された次の液滴Ｆｂに引き寄せられることがなく高密度・高精細な配線用パターンＰが形成される。
【００７０】
（５）上記実施形態によれば、グリーンシート４Ｇの加熱温度は、液滴Ｆｂの沸点未満の温度に制御されているので、着弾した液滴Ｆｂが突沸することはない。従って、高密度・高精細な配線用パターンＰを形成することができる。
【００７１】
（６）上記実施形態によれば、ラバーヒータＨにて、グリーンシート４Ｇの上面全体を
一様に所定の温度になるように加熱した。従って、グリーンシート４Ｇに着弾配置された液滴Ｆｂは、外周部から蒸発して中央部に比べて外周部における固形分（粒子）濃度が速く飽和濃度に達して、グリーンシート４Ｇの面方向に沿う自身の濡れ広がりを停止する。つまり、着弾配置された液滴Ｆｂは外周部から固定状態になることから、着弾時の外形形状が変形されることはない。その結果、高密度・高精細なパターンを形成することができる。
【００７２】
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、金属としてのアルミニウムよりなる熱交換器４０を設置した。これに限らず、例えば、銅などの他の金属を用いてもよい。
【００７３】
・上記実施形態では、吐出ヘッド３０に略管状の熱交換器４０を取着した。これに限らず、例えば、図８のように、冷却水Ｗの流路６０ｂが複数形成された熱交換器６０であってもよい。これによれば、冷却水Ｗと接触する面積を大きくすることによって、より効率よく吐出ヘッド３０の熱を吸熱することができる。
【００７４】
・上記実施形態では、吐出ヘッド３０を１つ搭載したキャリッジ２８を１つ搭載した液滴吐出装置２０に具体化した。これに限らず、液滴吐出装置２０に搭載されるキャリッジの数、及び、同キャリッジに搭載される吐出ヘッド３０の数は適宜変更してもよい。
【００７５】
・上記実施形態では、熱交換器４０に冷却水Ｗを供給する水冷式熱交換器とした。これに限らず、例えば、管内流路４０ｂに空気などを供給する空冷式熱交換器であってもよい。
【００７６】
・上記実施形態では、温度調整装置５６は、冷却タンクＴ１に貯留した冷却水Ｗを所定の温度に調整した。これに限らず、例えば、温度調整装置５６を冷却タンクＴ１と熱交換器４０との間に設け、循環機構によって冷却タンクＴ１から熱交換器４０に冷却水Ｗが供給される途中で、冷却水Ｗの温度を調整するようにしてもよい。
【００７７】
・上記実施形態では、熱交換器４０を吐出ヘッド３０に接着剤を用いて取着した。これに限らず、例えば、ねじ等を用いて取着してもよい。
・上記実施形態では、熱交換器４０には、所定の温度の冷却水Ｗを供給した。これに限らず、熱交換器４０に供給される冷却水Ｗの温度を適宜調整するようにしてもよい。これによれば、例えば、吐出ヘッド３０に、キャビティ３２に収容された金属インクＦの温度を検出する温度計測手段としての温度センサを設け、その温度センサの検出した温度に基づいて、冷却水Ｗの温度を調整することによって、吐出ヘッド３０の熱を、より効率よく吸熱することができる。しかも、キャビティ３２内の金属インクＦの温度が、常に一定なるようにすることができる。このとき、温度センサの検出した温度に対する冷却水Ｗの温度をＲＯＭ５０Ｂなどに予め記憶させておくとよい。
【００７８】
・上記実施形態では、ステージ２３に加熱手段（ラバーヒータＨ）を設け、基体（グリーンシート４Ｇ）を加熱し、該グリーンシート４Ｇに金属インクＦの液滴Ｆｂを吐出し、配線用パターンＰを描画するパターン形成装置に具体化した。これに限らず、機能液はパターンを形成するための吐出させる機能液であればよい。例えば、配向膜材料を含む機能液を液滴吐出装置にて液滴にして吐出して、液晶表示装置の配向膜を基板に形成するパターン形成装置に応用してもよい。さらに、機能液として液晶材料を液滴吐出装置にて液滴にして吐出して、液晶表示装置の素子基板に形成されたシール材に囲まれた範囲に液晶を塗布するパターン形成装置に応用してもよい。さらにまた、カラーフィルタ材料を含む機能液を液滴吐出装置にて液滴にして吐出して、液晶表示装置に使用されるカラーフィルタを形成するパターン形成装置に応用してもよい。絶縁材料を含む機能液を液滴吐出装置に
て液滴にして吐出して、基板上に絶縁層を形成するパターン形成装置等に応用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】回路モジュールの側断面図。
【図２】液滴吐出装置の全体斜視図。
【図３】液滴吐出ヘッドをグリーンシート側から見た斜視図。
【図４】熱交換器及び液滴吐出ヘッドの要部断面図。
【図５】液滴吐出装置の電気的構成を示すブロック図。
【図６】（ａ）〜（ｄ）はパターン形成の液滴の吐出順序を示す図。
【図７】液滴吐出ヘッドの温度の推移を示す図。
【図８】別例における熱交換器の構成を示す断面図。
【符号の説明】
【００８０】
ＢＤ…ビットマップデータ、ＣＯＭ…駆動波形信号、Ｆ…金属インク、Ｆｂ…液滴、ＬＴ…吐出タイミング信号、ＭＸ…Ｘ軸モータ、ＭＹ…Ｙ軸モータ、Ｐ…配線用パターン、ＰＺ…圧電素子、ＳＩ…パターン形成用制御信号、Ｗ…冷却水、１…回路モジュール、２…ＬＴＣＣ多層基板、４…低温焼成基板、４Ｇ…基体としてのグリーンシート、４Ｇａ…上面、５…回路素子、６…内部配線、２０…液滴吐出装置、２１…基台、２２…案内溝、２３…ステージ、２４…載置部、２５…ガイド部材、２７…ガイドレール、２８…キャリッジ、２９…支持板、３０…液滴吐出ヘッド、３１…ノズルプレート、３１ａ…ノズル形成面、３２…キャビティ、３３…振動板、４０…熱交換器，４０ａ…接触面、４０ｂ…管内流路、４０ｃ…導入部、４０ｄ…導出部、５０…制御装置、５０Ａ…ＣＰＵ、５０Ｂ…ＲＯＭ、５０Ｃ…ＲＡＭ、５１…入出力装置、５２…Ｘ軸モータ駆動回路、５３…Ｙ軸モータ回路、５４…ヘッド駆動回路、５５…ラバーヒータ駆動回路、５６…温度調整装置、６０…熱交換器、６０ｂ…流路。
【図１】
2009125655.tif 000003
【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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