(57)【要約】【課題】液滴にて形成したパターンを描画した基板のハンドリング性を高め、作業効率の向上を図ることができるパターン形成方法及びパターン形成装置を提供する。【解決手段】エアー流路Ｓ１を電磁切換バルブＶ１を介してエアー吸引ポンプＰ１と接続させて、通気性多孔質基板２４の裏面側を負圧状態にする。この時、負圧状態が通気性多孔質基板２４内を拡散していき同通気性多孔質基板２４上に載置したグリーンシート４Ｇの裏面全体を負圧状態にして、グリーンシート４Ｇをステージ２３に吸引固定する。反対に、エアー流路Ｓ１を電磁切換バルブＶ１を介して蓄圧タンクＴ１と接続させて、通気性多孔質基板２４の裏面側を正圧状態にする。この時、正圧状態が通気性多孔質基板２４内を拡散していき同通気性多孔質基板２４上に載置したグリーンシート４Ｇの裏面全体を正圧状態にして、グリーンシート４Ｇをステージ２３から脱着させる。【選択図】図５
2009142735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性微粒子を含んだ液滴を液滴吐出ヘッドから吐出してステージに載置された基板の上
面にパターンを描画するパターン形成方法であって、
前記基板の下面の各位置に分散して負圧状態にして、前記基板を前記ステージに載置固
定するとともに、前記基板を加熱して、前記基板にパターンを描画する行程と、
前記基板にパターンが描画された後、前記基板の下面の各位置に分散して正圧状態にし
て、前記基板を前記ステージから脱着させる行程と
を有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、
前記基板は、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、
前記液滴に含まれる導電性微粒子は、金属微粒子であって液滴に分散されていることを
特徴とするパターン形成方法。
【請求項３】
ステージと液滴吐出ヘッドを相対移動させて、前記ステージに載置された基板の上面に、
前記液滴吐出ヘッドから導電性微粒子を含んだ液滴を吐出して、前記基板の上面にパター
ンを描画することパターン形成装置であって、
前記ステージの基板載置部分に設けられ前記基板を載置する通気性多孔質部材と、
前記通気性多孔質部材を介して、該通気性多孔質部材に載置された前記基板の下面を負
圧にして前記基板を前記ステージに対して吸着固定する吸着手段と、
前記通気性多孔質部材を介して、該通気性多孔質部材に載置された前記基板の下面を正
圧にして前記基板を前記ステージに対して脱着する脱着手段と
を設けた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、
前記ステージに、前記通気性多孔質部材を加熱し、該通気性多孔質部材を介して前記基
板を加熱する加熱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５】
請求項３又は４に記載のパターン形成装置において、
前記通気性多孔質部材は、多孔質セラミック基板であることを特徴とするパターン形成
装置。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか１に記載のパターン形成装置において、
前記基板は、下面に支持シートが貼着された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ることを特徴とするパターン形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン形成方法及びパターン形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
低温焼成セラミック（ＬＴＣＣ：Low Temperature Co-fired Ceramics ）技術は、グリ
ーンシートと金属との一括焼成を可能にすることから、セラミックの層間に各種の受動素
子を組み込んだ素子内蔵基板を具現できる。システム・オン・パッケージ（ＳＯＰ）の実
装技術においては、電子部品の複合化や表面実装部品に発生する寄生効果の最小化を図る
ため、この素子内蔵基板（以下単に、ＬＴＣＣ多層基板という。）に関わる製造方法が鋭
意開発されている。
【０００３】
ＬＴＣＣ多層基板の製造方法では、複数のグリーンシートの各々に受動素子や配線等の
パターンを描画する描画工程と、該パターンを有する複数のグリーンシートを積層して圧
着する圧着工程と、圧着体を一括焼成する焼成工程とが順に実施される。
【０００４】
描画工程には、各種パターンの高密度化を図るため、導電性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が提案されている（例えば、特許文献１）。インク
ジェット法は、数ピコリットル〜数十ピコリットルの液滴を用い、該液滴の吐出位置の変
更によってパターンの微細化や狭ピッチ化を可能にする。
【０００５】
一般に、液滴吐出装置を使って液滴を吐出してグリーンシートにパターンを描画する際
、ステージと液滴吐出ヘッドを相対移動させて、該ステージに載置されたグリーンシート
の上面に、液滴吐出ヘッドから導電性インクの液滴を吐出して、グリーンシートの上面に
パターンを描画する。この時、ステージに載置されたグリーンシートは予め定めた温度に
加熱されてパターンが描画されるようにしている。これは、グリーンシートに着弾された
液滴の乾燥時間を短くし、生産効率を上げるためである。
【０００６】
また、描画に際に使用されるグリーンシートは、その裏面にキャリアフィルムが剥離可
能に貼着されている。キャリアフィルムは、プラスチックフィルムであって、描画工程や
その後の各種工程においてグリーンシートを補強し支持するためのものあり、複数のグリ
ーンシートを重ね合わせる積層工程の際に、グリーンシートから剥離されるようになって
いる。
【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】
【０００７】
ところで、描画中、ステージに載置されたグリーンシートは、真空チャックで、ステー
ジに吸着固定されるため、位置決め固定が強固に行われ描画中はぶれることない。そして
、描画が終了すると、グリーンシートへの吸引動作を停止し吸着を開放して、ステージに
載置されたグリーンシートを把持し取り除き次の新たなグリーンシートを配置する。
【０００８】
しかしながら、ステージから描画されたグリーンシートを、把持し取り除く際、円滑に
取り除くことができず、手間を要し作業効率の低下を招いていた。これは、グリーンシー
トの裏面に貼着したキャリアフィルムが、吸着されている間に、真空チャックの吸引口に
食い込み、それが取り除く際に、引っ掛かって円滑に取り除くことができなかった。特に
、グリーンシートは加熱されているため、キャリアフィルムも加熱により柔らかくなり、
真空チャックの吸引口により深く食い込み易かった。
【０００９】
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、液滴にて形成
したパターンを描画した基板のハンドリング性を高め、作業効率の向上を図ることができ
るパターン形成方法及びパターン形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のパターン形成方法は、導電性微粒子を含んだ液滴を液滴吐出ヘッドから吐出し
てステージに載置された基板の上面にパターンを描画するパターン形成方法であって、前
記基板の下面の各位置に分散して負圧状態にして、前記基板を前記ステージに載置固定す
るとともに、前記基板を加熱して、前記基板にパターンを描画する行程と、前記基板にパ
ターンが描画された後、前記基板の下面の各位置に分散して正圧状態にして、前記基板を
前記ステージから脱着させる行程とを有した。
【００１１】
本発明のパターン形成方法によれば、パターンを描画するとき、基板の裏面全体が負圧
状態になって、基板の裏面全体を平均的に吸引するため、基板を変形させるような局所的
な大きな力が基板に加わることがなく基板をステージに確実に固定させることができる。
【００１２】
また、基板にパターンが描画された後は、基板の裏面全体が正圧状態になって同基板を
浮上したようにすることができ、基板をステージから取り上げるハンドリング作業は、非
常に円滑に行うことができる。しかも、基板の裏面全体を平均的に正圧状態にさせるため
、基板を変形させるような局所的な大きな力が基板に加わることがなく、基板をステージ
から脱着させることができる。
【００１３】
このパターン形成方法において、前記基板は、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、前記液滴に含まれる導電性微粒子は、金属微粒子であって液滴
に分散されていてもよい。
【００１４】
このパターン形成方法によれば、低温焼成用シートは、変形させるような局所的な大き
な力を受けることがなくステージに確実に固定させることができる。また、低温焼成用シ
ートは、ステージから取り上げるハンドリング作業が、変形させるような局所的な大きな
力が受けることがなく、円滑に行うことができる。
【００１５】
本発明のパターン形成装置は、ステージと液滴吐出ヘッドを相対移動させて、前記ステ
ージに載置された基板の上面に、前記液滴吐出ヘッドから導電性微粒子を含んだ液滴を吐
出して、前記基板の上面にパターンを描画することパターン形成装置であって、前記ステ
ージの基板載置部分に設けられ前記基板を載置する通気性多孔質部材と、前記通気性多孔
質部材を介して、該通気性多孔質部材に載置された前記基板の下面を負圧にして前記基板
を前記ステージに対して吸着固定する吸着手段と、前記通気性多孔質部材を介して、該通
気性多孔質部材に載置された前記基板の下面を正圧にして前記基板を前記ステージに対し
て脱着する脱着手段とを設けた。
【００１６】
本発明のパターン形成装置によれば、パターンを描画するとき、吸着手段にて通気性多
孔質部材に載置された基板の下面を負圧状態になるようにした。このとき、通気性多孔質
部材は、通気性を有する多孔質であるため、その負圧状態が通気性多孔質部材内を拡散し
ていき同通気性多孔質部材上に載置した基板の裏面全体を負圧状態にする。
【００１７】
従って、基板の裏面全体を平均的に吸引するため、基板を変形させるような局所的な大
きな力が基板に加わることがなくステージに確実に固定される。
また、パターンの描画が終了したとき、脱着手段にて通気性多孔質部材に載置された基
板の下面を正圧状態になるようにしたので、基板の裏面が正圧状態になって同基板が浮上
したようになることから、基板をステージから取り上げるハンドリング作業は、非常に円
滑に行うことができる。
【００１８】
しかも、通気性多孔質部材は、通気性を有する多孔質であるため、その正圧状態が通気
性多孔質部材内を拡散していき同通気性多孔質部材上に載置した基板の下面全体を正圧状
態にする。従って、基板の裏面全体を平均的に浮上させるため、基板を変形させるような
局所的な大きな力が基板に加わることがない。
【００１９】
このパターン形成装置において、前記ステージに、前記通気性多孔質部材を加熱し、該
通気性多孔質部材を介して前記基板を加熱する加熱手段を設けてもよい。
このパターン形成装置によれば、基板を加熱したので、着弾した液滴を速やかに乾燥さ
れることから、パターンを短時間で形成することができる。
【００２０】
このパターン形成装置において、前記通気性多孔質部材は、多孔質セラミック基板であ
ってもよい。
このパターン形成装置によれば、低温焼成用シートを、変形させるような局所的な大き
な力を与えることがなくステージに確実に固定させることができる。また、低温焼成用シ
ートをステージから取り上げるハンドリング作業が、変形させるような局所的な大きな力
を低温焼成用シートに与えることなく、円滑に行うことができる。
【００２１】
このパターン形成装置において、前記基板は、下面に支持シートが貼着されたセラミッ
ク粒子と樹脂とから構成される低温焼成用シートであってもよい。
このパターン形成装置によれば、低温焼成用シートの下面に貼着された支持シートは、
その裏面全体が平均的に負圧状態となるとともに、その裏面全体を平均的に正圧状態とな
る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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用シート（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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
そして、低温焼成基板４は、その焼結前のものを低温焼成用シートとしてのグリーンシ
ート４Ｇ（図２，４，５参照）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、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って、通気性を有している。即ち、グリーンシート４Ｇは、通
気性基板である。
【００２６】
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。
【００２７】
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を利用した配線パター
ン形成方法によって形成される。
【００２８】
図２は、パターン形成装置としての液滴吐出装置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矢印方向）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矢印方向及び反Ｙ矢印方向
に移動するステージ２３が備えられている。
【００２９】
ステージ２３は、その上面に焼成前の低温焼成基板４であるグリーンシート４Ｇを載置
する。ステージ２３に載置されるグリーンシート４Ｇは、図４に示すように、裏面に支持
シートとしてのキャリアフィルム４Ｆが剥離可能に貼着されている。
【００３０】
キャリアフィルム４Ｆは、描画工程やその後の各種工程においてグリーンシート４Ｇを
支持するためのフィルムであり、例えばグリーンシート４Ｇとの剥離性や各工程における
機械的耐性に優れたプラスチックフィルムを用いることができる。キャリアフィルム４Ｆ
には、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィル
ム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルムを用いることができる。
【００３１】
グリーンシート４Ｇは、ガラスセラミック粉末やバインダ等を含むガラスセラミック組
成物からなる層である。グリーンシート４Ｇの膜厚は、回路素子５としてコンデンサ素子
を形成する場合に数十μｍで形成され、他の層においては１００μｍ〜２００μｍで形成
される。このグリーンシート４Ｇは、ドクターブレード法やリバースロールコータ法等の
シート成形法を用い、分散媒でスラリー化したガラスセラミック組成物をキャリアフィル
ム４Ｆの上に塗布し、該塗布膜をハンドリング可能な状態に乾燥することによって得られ
る。
【００３２】
分散媒としては、例えば界面活性剤やシランカップリング剤等を用いることができ、ガ
ラスセラミック粉末を均一に分散させるものであれば良い。
ガラスセラミック粉末は、０．１μｍ〜５μｍの平均粒径を有する粉末であり、例えば
アルミナやフォルステライト等のセラミック粉末にホウ珪酸系ガラスを混合したガラス複
合セラミックを用いることができる。また、ガラスセラミック粉末としては、ＺｎＯ−Ｍ
ｇＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系の結晶化ガラスを用いた結晶化ガラスセラミック、ＢａＯ
−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系セラミック粉末やＡｌ２Ｏ３−ＣａＯ−ＳｉＯ２−ＭｇＯ−Ｂ
２Ｏ３系セラミック粉末等を用いた非ガラス系セラミックを用いても良い。
【００３３】
バインダは、ガラスセラミック粉末の結合剤としての機能を有し、後工程の焼成工程で
分解して容易に除去できる有機高分子である。バインダとしては、例えばブチラール系、
アクリル系、セルロース系等のバインダ樹脂を用いることができる。アクリル系のバイン
ダ樹脂としては、例えばアルキル（メタ）アクリレート、アルコキシアルキル（メタ）ア
クリレート、ポリアルキレングリコール（メタ）アクリレート、シクロアルキル（メタ）
アクリレート等の（メタ）アクリレート化合物の単独重合体を用いることができる。また
、アクリル系のバインダ樹脂としては、該（メタ）アクリレート化合物の２種以上から得
られる共重合体、あるいは（メタ）アクリレート化合物と不飽和カルボン酸類等の他の共
重合性単量体から得られる共重合体を用いることができる。
【００３４】
なお、バインダは、例えばアジピン酸エステル系可塑剤、ジオクチルフタレート（ＤＯ
Ｐ）、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）フタル酸エステル系可塑剤、グリコールエステル系
可塑剤等の可塑剤を含有しても良い。
【００３５】
ステージ２３は、図５に示すように、ステージ本体２３ａと、そのステージ本体２３ａ
の上面に形成された嵌合凹部２３ｂに積層された加熱手段としてのラバーヒータＨ及び通
気性多孔質部材としての通気性多孔質基板２４とを有している。
【００３６】
ステージ本体２３ａは、基台２１の上面に配設され、後述するＹ軸モータＭＹに駆動に
基づいて案内溝２２に沿ってＹ矢印方向及び反Ｙ矢印方向に移動する。ラバーヒータＨは
、ステージ本体２３ａの上面に凹設された嵌合凹部２３ｂの底部に配設されている。通気
性多孔質基板２４は、嵌合凹部２３ｂであって前記ラバーヒータＨの上面に積層されてい
る。また、通気性多孔質基板２４の上面は、ステージ本体２３ａの上面と面一となってい
る。
【００３７】
通気性多孔質基板２４は、セラミック基板であって通気性を有する多孔質基板にて形成
されて、その上面全体にキャリアフィルム４Ｆを貼着したグリーンシート４Ｇが載置され
る。そして、通気性多孔質基板２４は、ラバーヒータＨにて加熱され、その加熱された通
気性多孔質基板２４の熱にてグリーンシート４Ｇを所定の温度に加熱するようになってい
る。
【００３８】
又、ステージ本体２３ａには、図５に破線で示すように、嵌合凹部２３ｂの底面に通じ
るエアー流路Ｓ１が形成されている。また、ラバーヒータＨには、エアー流路Ｓ１と連通
し、ラバーヒータＨの上面に配設された通気性多孔質基板２４の下面に通じる連通路Ｓ２
が形成されている。
【００３９】
ステージ本体２３ａのエアー流路Ｓ１は、その基端開口端がステージ本体２３ａに側面
に連結されたチューブＴＵと連結されている。チューブＴＵは、電磁切換バルブＶ１を介
して空気を吸引する吸着手段を構成するエアー吸引ポンプＰ１と窒素ガスを蓄圧した蓄圧
タンクＴ１と接続されている。
【００４０】
そして、エアー流路Ｓ１が電磁切換バルブＶ１を介してエアー吸引ポンプＰ１と接続さ
れるとき、エアー吸引ポンプＰ１を駆動することによって、チューブＴＵ、エアー流路Ｓ
１、連通路Ｓ２を介して通気性多孔質基板２４の裏面側を負圧状態にする。この時、通気
性多孔質基板２４は、通気性を有する多孔質基板であるため、その負圧状態が通気性多孔
質基板２４内を拡散していき同通気性多孔質基板２４上に載置したグリーンシート４Ｇ（
キャリアフィルム４Ｆ）の裏面全体を負圧状態にして、グリーンシート４Ｇをステージ２
３に吸引固定する。
【００４１】
反対に、エアー流路Ｓ１が電磁切換バルブＶ１を介して脱着手段を構成する蓄圧タンク
Ｔ１と接続されるとき、蓄圧タンクＴ１に蓄圧された窒素ガスが、チューブＴＵ、エアー
流路Ｓ１、連通路Ｓ２を介して通気性多孔質基板２４の裏面に導出され、同裏面側を加圧
（正圧）状態にする。この時、通気性多孔質基板２４は、通気性を有する多孔質基板であ
るため、その正圧状態が通気性多孔質基板２４内を拡散していき同通気性多孔質基板２４
上に載置したグリーンシート４Ｇ（キャリアフィルム４Ｆ）の裏面全体を正圧状態にして
、グリーンシート４Ｇをステージ２３から脱着させる。
【００４２】
図２に示すように、基台２１には、Ｙ矢印方向と直交する方向（Ｘ矢印方向）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、Ｘ矢印方向に延びる
インクタンク２６が配設されている。インクタンク２６は、金属インクＦ（図４参照）を
貯留し、貯留する金属インクＦを液滴吐出ヘッド（以下単に、吐出ヘッドという。）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。
【００４３】
金属インクＦは、導電性微粒子としての金属微粒子、例えば粒径が数ｎｍ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の吐出ノズル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。
【００４４】
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。
【００４５】
グリーンシート４Ｇに着弾した金属インクＦは、その表面側から溶媒あるいは分散媒の
一部が蒸発する。このとき、通気性多孔質基板２４を介してラバーヒータＨにてグリーン
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。
【００４６】
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。
【００４７】
ガイド部材２５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２８が形成されている。上下一対のガイドレール２８には、キャリッジ２
９が取り付けられている。キャリッジ２９は、ガイドレール２８に案内されてＸ矢印方向
及び反Ｘ矢印方向に移動する。キャリッジ２９には、液滴吐出ヘッド３０が搭載されてい
る。
【００４８】
図３は吐出ヘッド３０をグリーンシート４Ｇ側から見た下面図を示し、図４は吐出ヘッ
ド３０の要部断面図を示す。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（吐出面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と吐出面４Ｇａと
の間の距離（プラテンギャップ）を所定の距離（例えば、６００μｍ）に保持する。
【００４９】
図３において、ノズル形成面３１ａには、Ｙ矢印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
インチ当たりに１８０個のノズルＮが形成されている。なお、図３では、説明の都合上、
一列当りに１０個のノズルＮのみを記載している。
【００５０】
一対のノズル列ＮＬでは、Ｙ矢印方向から見て、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、Ｙ矢印
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３６
０ｄｐｉである）。
【００５１】
図４において、吐出ヘッド３０の上側には、供給チューブ３０Ｔが連結されている。供
給チューブ３０Ｔは、Ｚ矢印方向に延びるように配設されて、インクタンク２６からの金
属インクＦを吐出ヘッド３０に供給する。
【００５２】
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３
３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矢印方向に飛行して、グリーンシート４Ｇ
の吐出面４Ｇａに着弾する。
【００５３】
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６に従って説明する。
図６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２９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、エアー吸引ポンプＰ１と蓄圧タンクＴ１の切換処理などを実行
する。
【００５４】
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。
【００５５】
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）の通過する描画平面（吐出面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、吐出面
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。
【００５６】
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、制御装置５
０からの駆動制御信号に応答して、キャリッジ２９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。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、制御装置５０からの駆動制御信号に応答して、ステージ２３（ステージ本体２３
ａ）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。
【００５７】
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。
【００５８】
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、制御装置５０から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。
【００５９】
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、制御
装置５０から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（通気
性多孔質基板２４）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。
【００６０】
本実施形態では、予め定めたグリーンシート４Ｇの温度（吐出面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し乾燥するとともに、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にする。
【００６１】
制御装置５０には、吸引ポンプ駆動回路５６が接続されている。制御装置５０は、駆動
制御信号を吸引ポンプ駆動回路５６に出力する。吸引ポンプ駆動回路５６は、制御装置５
０からの駆動制御信号に応答して、エアー吸引ポンプＰ１を駆動して通気性多孔質基板２
４に載置したグリーンシート４Ｇを所定の負圧状態にしてステージ２３に載置固定するよ
うに制御する。
【００６２】
制御装置５０には、バルブ駆動回路５７が接続されている。制御装置５０は、駆動制御
信号をバルブ駆動回路５７に出力する。バルブ駆動回路５７は、制御装置５０からの駆動
制御信号に応答して、電磁切換バルブＶ１を切換制御する。そして、電磁切換バルブＶ１
を介して、ステージ本体２３ａのエアー流路Ｓ１を、エアー吸引ポンプＰ１または蓄圧タ
ンクＴ１のいずれかと接続させて、グリーンシート４Ｇをステージ２３に対して固定又は
脱着させる。
【００６３】
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、吐出面４Ｇａが上側になるようにグリーンシート４Ｇをステージ２
３（通気性多孔質基板２４）に載置する。このとき、ステージ２３は、グリーンシート４
Ｇをキャリッジ２９の反Ｙ矢印方向のホームポジションに配置する。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
吐出面４Ｇａに内部配線６を形成するものとする。
【００６４】
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、バルブ駆動回路５７を介して電磁切換バルブＶ１をエアー流路Ｓ１
とエアー吸引ポンプＰ１が接続されるように切換制御するとともに、吸引ポンプ駆動回路
５６を介してエアー吸引ポンプＰ１を駆動し通気性多孔質基板２４に載置されたグリーン
シート４Ｇ（キャリアフィルム４Ｆ）の裏面を負圧状態になるように制御している。
【００６５】
また、制御装置５０は、ラバーヒータ駆動回路５５を介してステージ本体２３ａに設け
たラバーヒータＨを駆動し通気性多孔質基板２４を介してグリーンシート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の吐出面４
Ｇａ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。
【００６６】
つまり、この時点で、グリーンシート４Ｇはステージ２３に固定されるとともに所定の
温度に加熱制御されている。
次いで、制御装置５０は、吐出ヘッド３０がグリーンシート４Ｇの所定の直上位置をＸ
矢印方向に通過するように、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を搬送する。そして、制御装置５０は、Ｘ軸モータ駆動回路５２を介してＸ
軸モータＭＸを駆動して吐出ヘッド３０の走査（往動）を開始させる。
【００６７】
制御装置５０は、吐出ヘッド３０の走査（往動）を開始させると、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が位置するたびに、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。
【００６８】
そして、本実施形態では、図７及び図８（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
）であって、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７及び図８（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。
【００６９】
そして、図８（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８（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引き寄せられること
はない。
【００７０】
その結果、吐出ヘッド３０をＸ矢印方向に移動させて、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移することなく乾燥されるため、
図８（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。
【００７１】
制御装置５０は、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、すなわち、吐出ヘッド３０をＸ矢印方向に走査（往動）させて、１回目の液滴Ｆ
ｂの動作が完了すると、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、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をＹ方向に所定の量だけ搬送させた後、吐出ヘッド３０を反Ｘ矢印方向に
走査（復動）させる。
【００７２】
吐出ヘッド３０の走査（復動）を開始させると、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が位置するたびに、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４
Ｇ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に対し固定される状態になると、その固定状態に入った液滴Ｆ
ｂ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。
【００７３】
以後、吐出ヘッド３０を、Ｘ矢印方向及び反Ｘ矢印方向に往復動させるとともに、ステ
ージ２３をＹ矢印方向に搬送させ、吐出ヘッド３０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。
【００７４】
制御装置５０は、グリーンシート４Ｇへの配線用パターンＰの描画が終了すると、最初
にグリーンシート４Ｇをステージ２３に載置した図２に示す位置（ホームポジション）に
ステージ２３を移動配置する。図２に示すホームポジションにステージ２３が配置される
と、制御装置５０は、吸引ポンプ駆動回路５６を介してエアー吸引ポンプＰ１を駆動停止
する。
【００７５】
続いて、制御装置５０は、バルブ駆動回路５７を介して電磁切換バルブＶ１をエアー流
路Ｓ１と蓄圧タンクＴ１が接続されるように切換制御し通気性多孔質基板２４に載置され
たグリーンシート４Ｇ（キャリアシート４Ｆ）の裏面を正圧状態になるように制御する。
【００７６】
グリーンシート４Ｇの裏面を正圧状態になることによって、グリーンシート４Ｇはステ
ージ２３（通気性多孔質基板２４）から開放され脱着可能となる。このとき、グリーンシ
ート４Ｇの裏面が正圧状態になって同グリーンシート４Ｇが浮上したようになることから
、グリーンシート４Ｇをステージ２３から取り上げるハンドリング作業は、非常に円滑に
行うことが可能となる。
【００７７】
次に、上記のように構成した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、グリーンシート４Ｇへの配線用パターンＰの描画が終了
したとき、電磁切換バルブＶ１をエアー流路Ｓ１と蓄圧タンクＴ１が接続されるように切
り換えて、高圧の窒素ガスを通気性多孔質基板２４に載置されたグリーンシート４Ｇ（キ
ャリアフィルム４Ｆ）の裏面を正圧状態になるようにした。
【００７８】
従って、グリーンシート４Ｇ（キャリアフィルム４Ｆ）の裏面が正圧状態になって同グ
リーンシート４Ｇが浮上したようになることから、グリーンシート４Ｇをステージ２３か
ら取り上げるハンドリング作業は、非常に円滑に行うことができる。
【００７９】
しかも、通気性多孔質基板２４は、通気性を有する多孔質基板であるため、その正圧状
態が通気性多孔質基板２４内を拡散していき同通気性多孔質基板２４上に載置したグリー
ンシート４Ｇ（キャリアフィルム４Ｆ）の裏面全体を正圧状態にする。
【００８０】
従って、グリーンシート４Ｇ（キャリアフィルム４Ｆ）の裏面全体を平均的に浮上させ
るため、グリーンシート４Ｇに局所的な大きな力が掛かることがないため、グリーンシー
ト４Ｇは変形することなくステージ２３から脱着させることができる。
【００８１】
（２）上記実施形態によれば、グリーンシート４Ｇに配線用パターンＰを描画するとき
、電磁切換バルブＶ１をエアー流路Ｓ１とエアー吸引ポンプＰ１が接続されるように切り
換えるとともに、エアー吸引ポンプＰ１を駆動し通気性多孔質基板２４に載置されたグリ
ーンシート４Ｇ（キャリアフィルム４Ｆ）の裏面を負圧状態になるようにした。この時、
通気性多孔質基板２４は、通気性を有する多孔質基板であるため、その負圧状態が通気性
多孔質基板２４内を拡散していき同通気性多孔質基板２４上に載置したグリーンシート４
Ｇ（キャリアフィルム４Ｆ）の裏面全体を負圧状態にする。
【００８２】
従って、グリーンシート４Ｇ（キャリアフィルム４Ｆ）の裏面全体を平均的に吸引する
ため、グリーンシート４Ｇに局所的な大きな力が掛かることがないため、グリーンシート
４Ｇは変形することなくステージ２３に確実に吸引固定される。
【００８３】
（３）上記実施形態によれば、グリーンシート４Ｇを加熱したので、着弾した液滴Ｆｂ
は速やかに乾燥されることから、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、配線用パターンＰを短時間で形成することができる。
【００８４】
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、通気性多孔質基板２４を、通気性の多孔質セラミック基板で成形
したが、これに限定されるものではなく、グリーンシート４Ｇの裏面の各位置に対して分
散して負圧状態及び正圧状態にできる構造体であればなんでもよい。
【００８５】
・上記実施形態では、ステージ２３を、ステージ本体２３ａに形成した嵌合凹部２３ｂ
に、ラバーヒータＨと、通気性多孔質基板２４とを収容した。これを、例えば、ステージ
本体２３ａの上面にラバーヒータＨを配設して、そのラバーヒータＨの上面に通気性多孔
質基板２４を順番に配設して実施するようにしてもよい。
【００８６】
・上記実施形態では、先の液滴Ｆｂに対して、一部重ねて液滴Ｆｂを着弾配置する際、
先の液滴Ｆｂがグリーンシート４Ｇに固定状態になった後に、着弾配置するようにしたが
、先の液滴Ｆｂがグリーンシート４Ｇに固定状態になる前に、次の液滴Ｆｂを着弾配置す
るようにして実施してもよい。
【００８７】
・上記実施形態では、先の液滴Ｆｂに対して、その一部重なるように次の液滴Ｆｂを着
弾配置するように実施したが、一部重ならないように次の液滴Ｆｂを着弾配置するように
実施してもよい。
【００８８】
・上記実施形態では、ラバーヒータＨにてグリーンシート４Ｇを加熱したが、その他の
加熱手段にて加熱するようにしてもよい。
・上記実施形態では、機能液を、金属インクＦとして具体化した。これに限らず、例え
ば、液晶材料を含有した機能液に具体化してもよい。つまり、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。
【００８９】
・上記実施形態では、液滴吐出手段を、圧電素子駆動方式の液滴吐出ヘッド３０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。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【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下面図。
【図４】液滴吐出ヘッドの要部側断面図。
【図５】ステージの構成を説明するための説明図。
【図６】液滴吐出装置の電気的構成を説明するための電気ブロック回路図。
【図７】パターン形成の作用を説明するための説明図。
【図８】（ａ）〜（ｄ）はパターン形成の液滴の吐出順序を示す図。
【符号の説明】
【００９１】
１…回路モジュール、２…ＬＴＣＣ多層基板、４…低温焼成基板、４Ｇ…グリーンシー
ト、４Ｆ…キャリアフィルム、６…内部配線、２０…液滴吐出装置、２３…ステージ、２
３ａ…ステージ本体、２３ｂ…嵌合凹部、２４…通気性多孔質基板、３０…液滴吐出ヘッ
ド、５０…制御装置、Ｆ…金属インク、Ｆｂ…液滴、Ｈ…ラバーヒータ、ＰＺ…圧電素子
、Ｐ…パターン、Ｈ…ラバーヒータ、Ｐ１…エアー吸引ポンプ、Ｔ１…蓄圧タンク、Ｖ１
…電磁切換バルブ。
【図１】
2009142735.tif 000003
【図２】
2009142735.tif 000004
【図３】
2009142735.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009142735.tif 000007
【図６】
2009142735.tif 000008
【図７】
2009142735.tif 000009
【図８】
2009142735.tif 000010