(57)【要約】【課題】任意のパターンを目的の形状で且つ簡易な工程で形成すること。【解決手段】（Ａ）複数の親液部１２と、親液部１２の周囲に配置され、親液部１２よりも濡れ性が低い撥液部１６とが表面に形成されている基板１０ａを用意し、基板１０ａ上で液滴３０同士が互いに重なり合わない間隔で各親液部１２に向けて液滴３０を打滴し、各液滴３０の中央部分が親液部１２で基板１０ａに固定されている状態で、（Ｂ）〜（Ｄ）少なくとも液滴３０間の領域の濡れ性を変化させて隣接する液滴３０同士を合一させ、（Ｅ）合一した液滴を固化させる。基板上で液滴同士が互いに重なり合わない間隔で基板の表面に向けて複数の液滴を打滴し、基板に着弾した各液滴の中央部分のみを硬化させることにより各液滴の中央部分が基板に固定されている状態で、液滴間の領域の濡れ性による液滴合一と固化とを行うようにしてもよい。【選択図】図４
2009082771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも打滴位置に配置された複数の親液部と、少なくとも前記親液部の周囲に配置され、前記親液部よりも濡れ性が低い撥液部とが表面に形成されている基板を用意し、
前記基板上で液滴同士が互いに重なり合わない間隔で前記基板の前記各親液部に向けて液滴を打滴する工程と、
前記基板の前記表面のうちで少なくとも液滴間の領域の濡れ性を変化させて、隣接する液滴同士を合一させる工程と、
合一した液滴を固化させる工程と、
を含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
所定の基板に、少なくとも打滴位置に配置された複数の親液部と、少なくとも前記親液部の周囲に配置され、前記親液部よりも濡れ性が低い撥液部とを、パターニングする工程と、
前記基板上で液滴同士が互いに重なり合わない間隔で前記基板の前記各親液部に向けて液滴を打滴する工程と、
前記基板の前記表面のうちで少なくとも液滴間の領域の濡れ性を変化させて、隣接する液滴同士を合一させる工程と、
合一した液滴を固化させる工程と、
を含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項３】
基板上で液滴同士が互いに重なり合わない間隔で前記基板の表面に向けて複数の液滴を打滴する工程と、
前記基板に着弾した各液滴の中央部分のみを硬化させる工程と、
前記基板の前記表面のうちで少なくとも液滴間の領域の濡れ性を変化させて、隣接する液滴同士を合一させる工程と、
合一した液滴を固化させる工程と、
を含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項４】
前記請求項１乃至３の何れか１項に記載のパターン形成方法を用い、前記液滴として導電性材料を含有する液滴を前記基板に打滴して、前記基板上に配線パターンを形成することを特徴とする配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、打滴によりパターンを形成するパターン形成方法および配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細な配線パターンの形成方法としてインクジェット方式を用いた方法が知られている。この方法において、複数の液滴を基板上で重なり合わせることにより特定の配線パターンを形成した場合、液滴の重なり時の液移動に因り、目的の設計パターンから形状が変形したり、場合によっては分裂することがある。また、１滴では、同心円状の濡れ拡がりになるので、任意の形に制御することが困難である。
【０００３】
これを解決する方法として、設計パターンを分割して、描画および乾燥をそれぞれ２つの工程に分けて行う方法が開示されている（特許文献１）。
【０００４】
また、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置等のガラス基板の品質管理や製造管理を目的として、その製造元や製造番号等の製造情報をコード化した識別コード、あるいは液晶表示装置のカラーフィルタ基板の着色層の形成にインクジェット方式を適用し、基板上の液滴の濡れ拡がりを制御する方法が開示されている（特許文献２を参照）。例えば十字のエネルギービームを用いて液滴の同心円状の濡れ拡がりを抑制することにより、一定領域内に液滴を閉じ込める。
【特許文献１】特開２００６−１１６４１７号公報
【特許文献２】特開２００６−２７２１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の方法では、第１描画工程、第１乾燥工程、第２描画工程、第２乾燥工程と工程を重ねることになり、インクジェット方式の特長である“形状や特性の異なるものを一括形成により工程削減”、“マスクレスにより工程削減”といった工程削減の効果を低減させてしまう。さらに、設計パターンの分割のためのダミー基板も必要となる。
【０００６】
特許文献２に記載の方法では、液滴の縁をピニングすることで液滴形状を制御することが可能であり、横方向の直線を形成する液滴の上下をピニングすることで、幅の変化しない直線が形成可能であることは容易に考えられる。しかしながら、十字やＬ字等の直線と比べて複雑な形状のパターンを形成する場合のピニング制御は容易でなく、そのようなピニング制御について開示もない。複雑な形状のパターンを形成する場合には、たとえそのピニング制御が可能であったとしても、複雑な制御、複雑なエネルギービーム形状が必要となり、簡易な工程というインクジェット方式の特長を失うことになる。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、複数の液滴を打滴してパターンを形成する場合において、任意のパターンを目的の形状で且つ簡易な工程で形成することができるパターン形成方法および配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、少なくとも打滴位置に配置された複数の親液部と、少なくとも前記親液部の周囲に配置され、前記親液部よりも濡れ性が低い撥液部とが表面に形成されている基板を用意し、前記基板上で液滴同士が互いに重なり合わない間隔で前記基板の前記各親液部に向けて液滴を打滴する工程と、前記基板の前記表面のうちで少なくとも液滴間の領域の濡れ性を変化させて、隣接する液滴同士を合一させる工程と、合一した液滴を固化させる工程と、を含むことを特徴とするパターン形成方法を提供する。
【０００９】
ここで、親液部よりも撥液部の「濡れ性が低い」とは、表面エネルギーが低いこと（すなわち液滴との接触角が大きいこと）をいう。また、濡れ性を変化させるとは、表面エネルギーを高くすること（すなわち液滴との接触角を小さくすること）をいう。
【００１０】
この発明によれば、基板に着弾した各液滴の中央部分が親液部で基板に固定されている状態で、基板の濡れ性変化により複数の液滴が合一し固化するので、各液滴の中心位置を移動させないようにして液滴同士を合一させて固化させることができることになり、目的のパターン形状から変形の無いパターンを形成することができ、且つ、目的のパターンを分割して形成する必要がなく一括して形成することができる。すなわち、任意のパターンを目的の形状で且つ簡易な工程で形成することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、所定の基板に、少なくとも打滴位置に配置された複数の親液部と、少なくとも前記親液部の周囲に配置され、前記親液部よりも濡れ性が低い撥液部とを、パターニングする工程と、前記基板上で液滴同士が互いに重なり合わない間隔で前記基板の前記各親液部に向けて液滴を打滴する工程と、前記基板の前記表面のうちで少なくとも液滴間の領域の濡れ性を変化させて、隣接する液滴同士を合一させる工程と、合一した液滴を固化させる工程と、を含むことを特徴とするパターン形成方法を提供する。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、基板上で液滴同士が互いに重なり合わない間隔で前記基板の表面に向けて複数の液滴を打滴する工程と、前記基板に着弾した各液滴の中央部分のみを硬化させる工程と、前記基板の前記表面のうちで少なくとも液滴間の領域の濡れ性を変化させて、隣接する液滴同士を合一させる工程と、合一した液滴を固化させる工程と、を含むことを特徴とするパターン形成方法を提供する。
【００１３】
この発明によれば、基板に着弾した各液滴の硬化した中央部分が基板に固定されている状態で、基板の濡れ性変化により複数の液滴が合一し固化するので、各液滴の中心位置を移動させないようにして液滴同士を合一させて固化させることができることになり、目的のパターン形状から変形の無いパターンを形成することができ、且つ、目的のパターンを分割して形成する必要がなく一括して形成することができる。すなわち、任意のパターンを目的の形状で且つ簡易な工程で形成することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、前記請求項１乃至３の何れか１項に記載のパターン形成方法を用い、前記液滴として導電性材料を含有する液滴を前記基板に打滴して、前記基板上に配線パターンを形成することを特徴とする配線基板の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、任意のパターンを目的の形状で且つ簡易な工程で形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面に従って、本発明の実施形態について、詳細に説明する。
【００１７】
本発明に係るパターン形成方法では、基板上で液滴同士が互いに重なり合わない間隔で液滴を基板にインクジェット方式により付与し、基板に着弾した各液滴をその中央部分で基板に固定（ピニング）した状態で、基板の表面のうちで少なくとも液滴間の領域の濡れ性を高くなる方向に変化させることにより液滴間の領域における液滴の流動性を上げて隣接している液滴同士を合一させて、固化させる。これにより、任意のパターンを目的の形状で且つ簡易な工程で形成することができる。
【００１８】
例えば、図１（Ａ）に示すような設計パターン２２を目的のパターンとして基板１０上に形成する場合、図１（Ｂ）に示す打滴パターン２４で、基板１０に液滴３０を打滴する。図１（Ｂ）の１Ｃ―１Ｃ線に沿った断面を図１（Ｃ）に示す。複数の液滴３０は、基板１０上で互いに重なり合わない位置に着弾するように打滴される。すなわち、隣接ドット間隔ｄ（基板１０上における液滴３０の着弾間隔である）を液滴３０の着弾面の直径Φよりも大きくして打滴する。図１（Ｃ）において、各液滴３０の中央部分３３（基板１０の表面に直交する液滴３０の中心線３００と基板１０との交点３１を中心とするその近傍部分）が基板１０に固定された状態で、液滴３０間の領域２６の濡れ性を高くなる方向に変化させることにより、隣接する液滴３０同士が基板１０上で合一し、さらに合一液体を固化させると、図１（Ａ）に示す設計パターン２２が基板１０に形成される。
【００１９】
このようなパターン形成方法には各種の実施形態があるので、以下では、各実施形態ごとに、詳細に説明する。
（第１実施形態）
第１実施形態では、図２に示すように、親液部１２および撥液部１６が一方の表面に形成された基板１０ａを用意する。親液部１２は、少なくとも打滴位置に配置されている。本例では、基板１０ａの表面に、１０×１２個の親液部１２が配置されている。このように、基板１０ａ上の打滴可能な位置すべてに各親液部１２を形成することにより、設計パターンおよび打滴パターンが変更されても、同一の基板１０ａを用いるようにすることができる。なお、親液部１２の配列個数は特に限定されない。また、撥液部１６は、各親液部１２を囲うようにして各親液部１２の少なくとも周囲に配置されている。本例では、基板１０ａの表面のうちで親液部１２以外の領域すべてが撥液部１６となっている。
【００２０】
親液部１２の静的接触角をθ１、撥液部１６の静的接触角をθ２１で表すとき、θ１＜θ２１である。言い換えると、撥液部１６は親液部１２よりも濡れ性が低い。
【００２１】
親液部１２は、図１（Ｃ）の液滴３０の着弾面積よりも小さい面積を有し、撥液部１６よりも液滴３０の密着性が高い。これにより、親液部１２は、液滴３０の中央部分（図１（Ｃ）の３３）を基板１０に固定する機能（ピニング機能）を有する。以下では、基板１０ａの表面に打滴前に予め形成されている親液部１２を「ピニング領域」といい、撥液部１６を「ピニング外領域」ということもある。
【００２２】
静的接触角θ１、θ２１は、例えば協和界面化学株式会社製の画像処理固液界面解析装置（例えばDropmaster500）を用いて、測定される。ピニング領域１２の静的接触角θ１は、一方の表面が親液処理された測定用基板と、その測定用基板に打滴された液滴との静的接触角として測定してもよい。また、撥液部１６の静的接触角θ２は、一方の表面が撥液処理された測定用基板と、その測定用基板に打滴された液滴の静的接触角として測定してもよい。
【００２３】
図３に示す打滴パターン２４を用いて図２に示す基板１０ａ上にパターン形成する場合の工程図を、図４（Ａ）〜（Ｅ）に示す。
【００２４】
まず、図４（Ａ）に示すように、図２に示した基板１０ａの表面のピニング領域１２に向けて、パターン形成用の液滴３０を打滴する。なお、図４（Ａ）は、図３の４Ａ−４Ａ線に沿った断面図となっている。液滴３０の平面図を図５（Ａ）に示す。
【００２５】
本例では、基板１０ａ上に配線パターンを形成するため、導電材料を含有する液滴３０を打滴する。
【００２６】
ところで、図６に示す液滴３０の拡大図において、液滴３０の接触角θ、液滴３０の体積Ｖ、および、液滴３０の着弾面（固液界面）の半径ｒには、数１に示す関係が成立する。
【００２７】
【数１】
2009082771.tif 000003
本実施形態では、各液滴３０の中央部分のみを基板１０ａのピニング領域１２で固定するため、各液滴３０の着弾面積よりも各ピニング領域１２の面積を小さく形成してある。したがって、数１より、数２が得られる。
【００２８】
【数２】
2009082771.tif 000004
ここで、数２の左辺は液滴３０の着弾面の直径Φであり、右辺Φｐはピニング領域１２の直径である。また、θ２１はピニング外領域１６の静的接触角（初期静的接触角）である。
【００２９】
望ましくは、数２の左辺を２倍して、数３に示す関係であることが、望ましい。
【００３０】
【数３】
2009082771.tif 000005
なお、本発明において、数２の左辺を２倍する場合には特に限定されず、液滴３０を合一する液体量の確保、液滴３０の飛翔曲がり等を考慮して、数２の左辺にかける倍数を変えてもよい。ただし、液滴３０の中央部分のみを基板１０ａにピニングするためには、前述の数２の関係は必要である。
【００３１】
また、打滴時に液滴３０同士が互いに重なり合わない間隔で基板１０ａ上に着弾するためには、液滴３０の着弾面の直径Φよりも隣接ドット間隔ｄが大きいことが必要である。したがって、数１より、数４が得られる。
【００３２】
【数４】
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次に、基板１０ａのピニング外領域１６のうちで少なくとも液滴３０間の領域２６を親液化して、液滴３０を濡れ拡がらせることにより、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）および図４（Ｄ）に示すように、隣接する液滴３０同士を合一させて、合一液体３２を形成する。図４（Ｂ）、図４（Ｃ）および図４（Ｄ）の液滴３０の模式的な平面図をそれぞれ図５（Ｂ）、図５（Ｃ）、図５（Ｄ）に示す。
【００３３】
例えば、大気中のプラズマ処理、レーザ照射などにより、少なくとも液滴３０間の領域２６の濡れ性を高くなる方向に変化させる。すなわち、液滴３０間の領域２６における液滴３０の接触角を大きくする。本例では、液滴３０自体がマスクとなり、ピニング外領域１６のうちで非着弾領域すべての濡れ性が変化して濡れ性変化部１４が形成される。
【００３４】
濡れ性変化は、例えば特開２００４―１７０４６３号公報に記載の方法にて行ってもよい。
【００３５】
濡れ性変化により隣接する液滴３０同士が合一するためには、数５の関係が成立する必要がある。
【００３６】
【数５】
2009082771.tif 000007
ここで、数５の左辺は濡れ性変化後の仮想的な各液滴３０の直径（隣接する液滴が無いとした場合における濡れ性変化後の各液滴３０の直径に相当する）であり、θ２２はピニング外領域１６のうちで濡れ性が変化した濡れ性変化部１４の静的接触角である。
【００３７】
次に、図４（Ｅ）に示すように、液体の特性に合わせた方法で、例えば紫外線照射、加熱（熱硬化、熱焼成）などにより、図４（Ｄ）の合一液体３２を固化させることにより、基板１０ａの表面に目的の配線パターン２２が形成される。配線パターン２２の模式的な平面図を図５（Ｅ）に示す。
【００３８】
以下では、図２に示した基板１０ａの親液部１２及び撥液部１６のパターニングの例について、説明する。
【００３９】
図７は、一方の表面に撥液材を付与して撥液面２１６を形成し、この撥液面２１６上の打滴可能位置に親液部１２を形成することにより、親液部１２および撥液部１６をパターニングした状態を示す。
【００４０】
例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッソ系樹脂材を撥液材として、スピンコート、蒸着等により基板１０ａの一方の表面に塗布および乾燥させることにより、撥液面２１６を形成する。次に、例えば、インクジェット方式により、親液材を基板１０ａに打滴し、乾燥および焼成することにより、基板１０ａの撥液面２１６上に親液部１２を形成する。これにより、基板１０ａ上に、親液部１２とその周辺の撥液部１６とが形成される。
【００４１】
図８は、一方の表面に親液材を付与して親液面２１２を形成し、この親液面２１２上に撥液部１６を形成することにより、親液部１２および撥液部１６をパターニングした状態を示す。
【００４２】
親液部１２と撥液部１６とを同時に基板１０ａ上にパターン形成してもよい。
【００４３】
撥液処理は、例えば、特開２０００−１７０９１号公報に記載のフッ素樹脂の処理方法や、「フッ素樹脂の超撥水性に及ぼすＡｒイオン注入の影響（第１５回イオン注入表層処理シンポジウム予稿集、井上陽一、吉村保廣、池田由紀子、河野顕臣）に記載の超撥液処理方法を用いてもよい。
【００４４】
親液処理は、例えば、「フッソ樹脂に対する表面改質技術の最先端（日東技法Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．1  ＜May，1996＞、村上知之、上森一好）に記載されている親液処理方法を用いてもよい。
【００４５】
親液材としては、例えば、特開２００６−２０５５３１号公報で開示されている、不揮発性シリコーン中に微粒子金属酸化物を分散させた分散液を用いればよい。
【００４６】
また、一般的な半導体プロセス（レジスト塗布、マスク露光、エッチング、レジスト除去）や印刷プロセス等を用いて、親液部１２および撥液部１６のパターニングを行う場合には、設計パターンが変更になる毎にマスクや版が必要になる。そこで、図２に示す基板１０ａのように、液滴を打滴するか否かにかかわらず、液滴打滴が可能な部分すべてについて予めパターニングすることが、好ましい。これによって、設計パターンが変わった場合にも、マスクや版を変更する必要がなく、コストダウン、工数ダウンの特長が維持される。
【００４７】
インクジェット方式により親液部１２および撥液部１６をパターニングする場合には、ピニングが必要な箇所のみ親液材を打滴すればよい。これによって、不要な親液材を打滴することがなくなり、コストダウンがはかれる。また、親液材のインクジェット方式による吐出量は、実際のパターン形成の液体の吐出量より少ないことが望ましい。これによって、液滴の中央が確実にピニングされることになる。
【００４８】
図９は、本実施形態におけるパターン形成処理の流れの一例を示す概略フローチャートである。
【００４９】
図９において、まず、基板の一方の表面の全面に撥液処理を行い（ステップＳ１１）、基板の撥液面に親液部をパターニングする（ステップＳ１２）。これにより、図２に示すような親液部１２および撥液部１６を有する基板１０ａが得られる。次に、インクジェット方式で導電性材料を含む液滴を図３に示す打滴パターン２４で基板１０ａへ打滴する（ステップＳ１３）。ここで、基板１０ａに着弾した液滴３０はその中央部分が基板１０ａの親液部１２により基板１０ａに固定される。次に、撥液部１６のうちで少なくとも液滴３０間の領域を親液化して液滴合一を行う（ステップＳ１４）。次に、合一液体３２を固化する（ステップＳ１５）。そうすると図１（Ａ）に示すように、所望の形状の配線パターン２２が基板１０ａ上に形成される。
【００５０】
図１０は、本実施形態のパターン形成方法を用いて配線基板を製造する配線基板製造装置１００ａを示す。
【００５１】
図１０において、紫外線硬化型インク、プラズマによる表面改質を行った例である。配線基板製造装置１００ａは、主として、基板が載置されたカセット１０２を収納する収納部１０４、カセット１０２から基板をロードするロード部１０６、基板の洗浄を行う前処理部１０８、インクジェット方式により基板に対して打滴する打滴部１１０、基板に対してプラズマを照射するプラズマ照射部１１４、基板に対して紫外線を照射するＵＶ照射部１１６、基板をアンロードしてカセット１０２に収納するアンロード部１１８、および、基板を配線基板製造装置１００ａの各部間で移動させるトランスファー部１２０を含んで構成されている。
【００５２】
図１０において、ロード部１０６によってカセット１０２からロードされた基板（図２の１０ａ）は、前処理部１０８により洗浄されて、打滴部１００により図１（Ｂ）に示す打滴パターン２４で導電性液滴が打滴される。本例では、液滴３０の中央部分が親液部１２により固定されている状態で、プラズマ照射部１１４により基板１０ａ表面の液滴３０間の領域を含む非着弾領域の濡れ性を変化させることにより、隣接する液滴３０同士が合一化される。そして、ＵＶ照射部１１６により合一液体３２を固化させることにより、基板１０ａ上に図１（Ａ）に示す目的の配線パターンが形成される。配線パターンが形成された基板１０ａは、アンロード部１１８により再びカセット１０２内に収納される。
【００５３】
この実施形態では、インクを限定することなく、任意のパターンを目的の形状で且つ簡易な工程で形成する技術であるが、ここで用いるインクの一例を以下に示す。
（インク例１）紫外線硬化型インクは、少なくとも（Ａ）Ｎ−ビニルラクタム類、（Ｂ）下記化１の（I）式又は（II）式で表されるモノマー、及び、（Ｃ）ラジカル重合開始剤を含有する。
【００５４】
【化１】
2009082771.tif 000008
ここで、（I）式及び（II）式中、Ｒ1は水素原子、ハロゲン原子、又は、炭素数１〜４のアルキル基を表し、Ｘ1は二価の連結基を表し、Ｒ2及びＲ3はそれぞれ独立に置換基を表し、ｋは１〜６の整数を表し、ｑ及びｒはそれぞれ独立に０〜５の整数を表し、ｎは環状炭化水素構造を表し、前記環状炭化水素構造として炭化水素結合以外にカルボニル結合（−Ｃ（Ｏ）−）及び／又はエステル結合（−Ｃ（Ｏ）Ｏ−）を含んでいてもよく、ｋ個存在するＲ1、ｋ個存在するＸ1、ｑ個存在するＲ2、及び、ｒ個存在するＲ3はそれぞれ同じであっても、異なっていてもよく、また、（I）式におけるアダマンタン骨格中の一炭素原子をエーテル結合（−Ｏ−）及び／又はエステル結合（−Ｃ（Ｏ）Ｏ−）で置換してもよく、（II）式におけるノルボルネン骨格中の一炭素原子をエーテル結合（−Ｏ−）及び／又はエステル結合（−Ｃ（Ｏ）Ｏ−）で置換してもよい。硬化のための紫外線照射は、１０〜４,０００ｍＷ、より好ましくは２０〜２,５００ｍＷで行う。
（インク例２）ハリマ化成株式会社の銀ナノペースト（ＮＰシリーズ）。硬化（焼成）条件は２２０℃×１時間である。
（インク例３）アルバックマテリアル株式会社の低温焼成型Ａｇインク"Ｌ−Ａｇ"シリーズ。トルエン溶媒：Ｌ−Ａｇ１Ｔ、テトラデカン溶媒：Ｌ−Ａｇ１ＴｅＨが使える。硬化（焼成）条件は１５０℃×１〜２時間である。
【００５５】
図１５は、プラズマによる表面改質（濡れ性変化）の例を示す。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ＡＢＳ（Acrylonitrile- Butadiene- Styrene）樹脂、アクリル、ガラス、セラミック、アルミニウムおよびステンレス（ＳＵＳ材）の各材料からなる基板の表面に対してそれぞれプラズマ処理した場合の表面エネルギー（単位：ｍＮ／ｍ）の変化を示す。表面エネルギーが増加すると液滴との接触角は小さくなる。
【００５６】
プラズマの照射条件は、特開平６−４１７５５号公報や特開２００６−２７２３１９号公報に開示されている条件を元に液滴合一が可能となる条件をインク種や基板種にあわせて最適化すればよい。エアウォーター株式会社製大気圧プラズマ装置を用いた場合には、処理時間は５分以下である。
（第２実施形態）
図１１（Ａ）〜（Ｆ）は、第２実施形態に係るパターン形成方法の各工程を示す。
【００５７】
図１１（Ａ）に示すように、一方の表面の全面が撥液処理されている基板１０ｂを用意するとともに、基板１０ｂの撥液面１６の所望の打滴位置に向けて、パターン形成用の液滴３０を打滴する。ここで、液滴３０は、基板１０ｂ上で液滴３０同士が互いに重なり合わない着弾間隔で打滴される。本例では、導電材料とともに重合性化合物を含有する液滴３０を打滴する。重合性化合物としては、例えば、紫外線を照射すると硬化するラジカル重合型ＵＶモノマーを用いる。着弾した液滴３０の平面図を図１２（Ａ）に示す。
【００５８】
打滴時に液滴３０同士が互いに重なり合わない間隔で基板１０ａ上に着弾させるためには、液滴３０の着弾面の直径Φよりも隣接ドット間隔ｄが大きいことが必要である。すなわち、前述の数４に示す関係を満たす必要がある。
【００５９】
なお、数４において、θ２１は、本例では基板１０ｂの撥液面の静的接触角（初期静的接触角）である。
【００６０】
次に、図１１（Ｂ）に示すように、基板１０ｂに着弾した各液滴３０の中央部分３３のみをエネルギー付与により硬化させることにより、液滴３０の中央部分３３のみを基板１０ｂに固定（ピニング）する。図１１（Ｂ）の液滴３０の平面図を図１２（Ｂ）に示す。
【００６１】
本例では、ラジカル重合型ＵＶモノマーを含有する液滴３０に向けて紫外線を照射すると、酸素による重合阻害により、液滴３０の中央部分３３のみ半硬化するので、液滴３０の中央部分３３のみが基板１０ｂに固定される。
【００６２】
次に、基板１０ｂの撥液面１６のうちで少なくとも液滴３０間の領域２６を親液化して、液滴３０を濡れ拡がらせることにより、図１１（Ｃ）、図１１（Ｄ）および図１１（Ｅ）に示すように、隣接する液滴３０同士を合一させて、合一液体３２を形成する。図１１（Ｃ）、図１１（Ｄ）および図１１（Ｅ）の液滴３０の模式的な平面図をそれぞれ図１２（Ｃ）、図１２（Ｄ）、図１２（Ｅ）に示す。
【００６３】
例えば、大気中プラズマ処理、レーザ照射などにより、少なくとも液滴３０間の領域２６の濡れ性を高くなる方向に変化させる。すなわち、液滴３０間の領域２６における液滴３０の接触角を大きくする。本例では、液滴３０自体がマスクとなり、非着弾領域すべての濡れ性が変化して濡れ性変化部１４が形成される。このとき、基板１０ｂを加熱して基板１０ｂの温度を上げることにより、液体粘度を下げて液体流動性を上げて、液滴３０の合一を促進させるようにしてもよい。
【００６４】
濡れ性変化により隣接する液滴３０同士が合一するためには、前述の数５の関係が成立する必要がある。
【００６５】
なお、数５において、本例では、θ２２は撥液面１６のうちで濡れ性が変化した濡れ性変化部１４の静的接触角である。
【００６６】
次に、図１１（Ｆ）に示すように、紫外線照射、加熱（熱硬化、熱焼成）などにより図１１（Ｅ）の合一液体３２を固化させることにより、基板１０ａの表面に目的の配線パターン３４が形成される。配線パターン３４の模式的な平面図を図１２（Ｆ）に示す。
【００６７】
前述の第１実施形態と第２実施形態とを対比すると、第１実施形態では、図２に示すような親液部１２および撥液部１６が予めパターニングされた基板１０ａを用意する必要があるが、液体の種類に対する限定はなく、様々な種類の液体を打滴することができる。その一方で、第２実施形態では、親液部および撥液部のパターニングは必要ないが、エネルギー付与により液滴３０の中央部分３３のみ硬化可能な液体を用いる必要があり、打滴可能な液体の種類が制限される。
【００６８】
図１３は、本実施形態におけるパターニング形成処理の流れの一例の概略フローチャートである。
【００６９】
図１３において、一方の全面が撥液処理された基板１０ｂへインクジェット方式で打滴し（ステップＳ２１）、紫外線（ＵＶ）を照射する（ステップＳ２２）。ここで、基板１０ｂの撥液面１６に着弾した液滴３０の中央部分３３のみ硬化させる光量で紫外線照射を行うことにより、液滴３０の中央部分３３のみが基板１０ｂに固定される。次に、撥液部１６のうちで少なくとも液滴３０間の領域を親液化して液滴合一を行う（ステップＳ２３）。すなわち、濡れ性変化部１４を基板１０ｂに形成する。次に、合一液体３２を固化する（ステップＳ２４）。そうすると所望の形状のパターン２２が基板１０ｂ上に形成される。
【００７０】
図１４は、本実施形態のパターン形成方法を用いて配線基板を製造する配線基板製造装置１００ｂの一例を示す。
【００７１】
図１４において、配線基板製造装置１００ｂは、主として、基板が載置されたカセット１０２を収納する収納部１０４、カセット１０２から基板をロードするロード部１０６、基板の洗浄を行う前処理部１０８、インクジェット方式により基板に対して打滴する打滴部１１０、基板に対して紫外線を照射する第１のＵＶ照射部１１２および第２のＵＶ照射部１１６、基板に対してプラズマを照射するプラズマ照射部１１４、基板をアンロードしてカセット１０２に収納するアンロード部１１８、および、基板１０ｂを配線基板製造装置１００ｂの各部間で移動させるトランスファー部１２０を含んで構成されている。
【００７２】
図１４において、ロード部１０６によってカセット１０２からロードされた基板１０ｂ（一方の表面が撥液処理された基板である）は、前処理部１０８により洗浄されて、打滴部１００により図１（Ｂ）に示す打滴パターン２４で導電性液滴が打滴される。本例では、第１のＵＶ照射部１１２によって液滴３０に所定光量の紫外線を照射することにより液滴３０の中央部分３３のみを硬化させる。液滴３０の硬化した中央部分が基板１０ｂにより固定されている状態で、プラズマ照射部１１４により基板１０ｂ表面の液滴３０間の領域を含む非着弾領域の濡れ性を変化させることにより、隣接する液滴３０同士が合一化される。そして、第２のＵＶ照射部１１６により第１のＵＶ照射部１１２よりも大きな光量で合一液体３２を固化させることにより、基板１０ｂ上に図１（Ａ）に示す目的の配線パターンが形成される。配線パターンが形成された基板１０ｂは、アンロード部１１８により再びカセット１０２内に収納される。
【００７３】
ここで利用するインク組成物（以下、単に「インク」ともいう。）は、少なくとも（Ａ）Ｎ−ビニルラクタム類、（Ｂ）下記化１の（I）式又は（II）式で表されるモノマー、及び、（Ｃ）ラジカル重合開始剤を含有する。
【００７４】
【化１】
2009082771.tif 000009
ここで、（I）式及び（II）式中、Ｒ1は水素原子、ハロゲン原子、又は、炭素数１〜４のアルキル基を表し、Ｘ1は二価の連結基を表し、Ｒ2及びＲ3はそれぞれ独立に置換基を表し、ｋは１〜６の整数を表し、ｑ及びｒはそれぞれ独立に０〜５の整数を表し、ｎは環状炭化水素構造を表し、前記環状炭化水素構造として炭化水素結合以外にカルボニル結合（−Ｃ（Ｏ）−）及び／又はエステル結合（−Ｃ（Ｏ）Ｏ−）を含んでいてもよく、ｋ個存在するＲ1、ｋ個存在するＸ1、ｑ個存在するＲ2、及び、ｒ個存在するＲ3はそれぞれ同じであっても、異なっていてもよく、また、（I）式におけるアダマンタン骨格中の一炭素原子をエーテル結合（−Ｏ−）及び／又はエステル結合（−Ｃ（Ｏ）Ｏ−）で置換してもよく、（II）式におけるノルボルネン骨格中の一炭素原子をエーテル結合（−Ｏ−）及び／又はエステル結合（−Ｃ（Ｏ）Ｏ−）で置換してもよい。
【００７５】
ここで、液滴の中央部分のみ硬化させてピニングするために照射される１回目の紫外線の光量は、１,０００ｍＷ以下である。照射時間は、0.01〜120sである。合一液体を固化させるために照射される２回目の紫外線の光量は１，０００〜４,０００ｍＷ、より好ましくは１，５００〜２,５００ｍＷで行う。
【００７６】
図１５は、プラズマによる表面改質（濡れ性変化）の例を示す。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ＡＢＳ（Acrylonitrile- Butadiene- Styrene）樹脂、アクリル、ガラス、セラミック、アルミニウムおよびステンレス（ＳＵＳ材）の各材料からなる基板の表面に対してそれぞれプラズマ処理した場合の表面エネルギー（単位：ｍＮ／ｍ）の変化を示す。表面エネルギーが増加すると液滴との接触角は小さくなる。
【００７７】
プラズマの照射条件は、特開平６−４１７５５号公報や特開２００６−２７２３１９号公報に開示されている条件を元に液滴合一が可能となる条件をインク種や基板種にあわせて最適化すればよい。エアウォーター株式会社製大気圧プラズマ装置を用いた場合には、処理時間は５分以下である。
【００７８】
本発明は、本明細書において説明した例や図面に図示された例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の設計変更や改良を行ってよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】（Ａ）は設計パターンの一例を示す平面図、（Ｂ）は打滴パターンの一例を示す平面図、（Ｃ）は図１（Ｂ）の１Ｃ−１Ｃ線に沿った断面図である。
【図２】親液部および撥液部がパターニングされた基板の平面図である。
【図３】打滴パターンの一例を示す平面図である。
【図４】第１実施形態のパターン形成方法の一例を示す工程図である。
【図５】図４の各工程における液滴の平面図である。
【図６】着弾した液滴の拡大図である。
【図７】親液部および撥液部をパターニングした基板の一例を示す断面図である。
【図８】親液部および撥液部をパターニングした基板の他の例を示す断面図である。
【図９】第１実施形態のパターン形成方法の処理の流れの一例を示す概略フローチャートである。
【図１０】第１実施形態のパターン形成方法を用いて配線基板を製造する配線基板製造装置の一例のブロック図である。
【図１１】第２実施形態のパターン形成方法の一例を示す工程図である。
【図１２】図１１の各工程における液滴の平面図である。
【図１３】第２実施形態のパターン形成方法の処理の流れの一例を示す概略フローチャートである。
【図１４】第２実施形態のパターン形成方法を用いて配線基板を製造する配線基板製造装置の一例のブロック図である。
【図１５】プラズマによる表面改質例を示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０、１０ａ、１０ｂ…基板、１２…親液部（ピニング領域）、１４…濡れ性変化部、１６…撥液部、２２…設計パターン（配線パターン）、２４…打滴パターン、２６…液滴間の領域、３０…液滴、３２…合一液体、３３…液滴の中央部分、１００ａ，１００ｂ…配線基板製造装置、１０３…基板収納部、１０６…ロード部、１０８…前処理部、１１０…打滴部、１１２、１１６…ＵＶ照射部、１１４…プラズマ照射部、１１８…アンロード部、１２０…トランスファー部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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