JP4241675B2

JP4241675B2 - 回路パターン形成装置および回路パターン形成方法

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Publication number: JP4241675B2
Application number: JP2005181625A
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Inventors: 孝志毛利; 裕二鶴岡; 雅朗古川; 誠一神谷; 敦人山口
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Priority date: 2005-06-22
Filing date: 2005-06-22
Publication date: 2009-03-18
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Description

本発明は、電子機器、電気機器、コンピューター、通信機器等に用いられる基板上に導電性溶液と絶縁性溶液とを吐出して回路を形成する回路パターン形成装置および回路パターン形成方法に関する。

電子機器や通信機器、コンピューター等に設けられる回路基板には、ＬＳＩ等の半導体や各種電子部品等が実装される。回路基板には多くの種類があり、セラミックを基材とするもの、ガラス繊維などの補強材とエポキシ樹脂などの合成樹脂との複合材を基材として用いるもの、ポリエステル樹脂やアラミド樹脂等の可撓性フィルムを基材とするものなどがある。また、回路基板は、かつては片面基板や両面基板がほとんどであったが、装置の小型化、高密度化に従って、回路パターンを積層したものが用いられるようになってきてており、現在では８層や１６層などの多層回路基板が主流となっている。また、回路パターンも電子回路の高速化に伴ってパターンの微細化と高密度化が急速に進んでいる。

回路基板の回路パターン形成は、一般にサブトラクティブ法により行われている。サブトラクティブ法による回路形成は、穴開け工程、無電解メッキ工程、ドライフィルム等によるパターニング工程、電解メッキ工程、エッチング工程、および半田剥離工程などを経て形成される。しかし、このサブトラクティブ法は、工程数が多いこと、各工程に要する時間が掛ることなどにより、製造原価に占める加工費の割合が高く、この加工費の低減が回路基板業界の大きな課題になっている。また、メッキ工程やエッチング工程において発生する廃液処理等の問題も抱えている。

これらの問題を解決するための技術として、特許文献１には導電パターン用溶液と絶縁パターン用溶液をインクジェット法により、直接基材表面上に吐出して導電パターンと絶縁パターンを描画し、回路パターンを形成する方法が開示されている。しかし、この方法では導電パターン用の溶液と絶縁パターン用の溶液とが境界面で混ざり合い、回路パターンに滲みが生じるため、回路パターンの微細化と高密度化が困難になるという問題が生じている。

そこで、特許文献２に開示されているような、精度良く配線をパターニングすることにより、配線間の絶縁性を確保し、隣接する配線同士が接触しないようにするための提案が成されている。

特開平１１−１６３４９９号公報特開２００３−３１８１３３号公報

特許文献２による方法では、互いに混ざり合わない複数の液滴を吐出することにより、隣り合う位置に複数の膜パターンを精度良く形成するようにしている。しかしながら、この方法によれば、同一層に対しては隣り合う位置に複数の膜パターンを形成できるが、液滴の着弾ずれが生じた場合、下層に対して隣接する配線同士が接触してショートする可能性がある。図１４は特許文献２に示す方法において、液滴に着弾ずれが生じた例を示している。図１４（ａ）のように、第１層（下層）が形成されている基材１００１に対して第２層（上層）を形成する場合には、ヘッド１００２を描画方向（図中、左から右）へと移動しながら、ヘッド１００２のノズル１００３から導電性溶液１０１１とノズル１００４から絶縁性溶液１０１０を吐出する。このとき導電性溶液１０１１の着弾位置がずれてしまった場合、図１４（ｂ）に示したように第１層目の導電パターン１００５と第２層目の導電パターン１００６とが接触してショート１００７する可能性がある。また、近年は先にも述べたように、回路基板は高密度化してきており、同一層だけでなく、多層に積層された場合においても高精度に回路パターンを形成できるようにすることが要求されている。

本発明は、上述したような従来技術の問題点に着目してなされたものであって、基材上に導電性溶液を高精度に着弾させることができ、多層の回路基板を形成する場合にも近接する配線同士が接触することのない信頼性の高い回路パターン形成装置、回路パターン形成方法およびそれらに用いる液体吐出ヘッドの提供を目的とする。

上記従来技術の課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
すなわち、本発明の第１の形態は、絶縁性のパターンを形成する絶縁性溶液と、導電性のパターンを形成する導電性溶液とを基材に吐出することで、前記絶縁性溶液からなる絶縁ドットと前記導電性溶液からなる導電ドットとを前記基材に形成する液体吐出手段と、前記液体吐出手段の前記各溶液の吐出動作を制御する制御手段と、前記液体吐出手段と前記基材とを主走査方向に沿って相対的に移動させる移動手段と、を有し、前記導電ドット及び絶縁ドットの複数からなる回路パターンを形成する回路パターン形成装置であって、前記液体吐出手段は、前記主走査方向との交差方向に沿って前記絶縁性溶液を吐出するノズルが複数配置された第１ノズル列と、前記導電性溶液を吐出するノズルが前記交差方向に沿って複数形成された第２ノズル列とが並設され、かつ前記第１ノズル列が前記第２ノズル列より前記主走査方向において前方側に配置されてなり、前記制御手段は、前記基材上に、前記絶縁ドットと前記導電ドットとが近接して形成される際に、前記液体吐出手段による同一の主走査において、前記基材に対して前記液体吐出手段が相対的に移動する方向に位置する前記絶縁ドットを前記導電ドットより先に前記基材上に形成するよう制御することを特徴とする。

本発明の第２の形態は、絶縁性のパターンを形成する絶縁性溶液と、導電性のパターンを形成する導電性溶液とを基材に吐出することで、前記絶縁性溶液からなる絶縁ドットと前記導電性溶液からなる導電ドットとを前記基材に形成する液体吐出手段と、前記液体吐出手段と前記基材とを、主走査方向に沿って相対的に移動させる移動手段と、を有し、前記導電ドット及び絶縁ドットの複数からなる回路パターンを形成する回路パターン形成方法であって、前記基材上に、前記絶縁ドットと前記導電ドットとが近接して形成される際に、前記液体吐出手段による同一の主走査において、前記基材に対して前記液体吐出手段が相対的に移動する方向に位置する前記絶縁ドットを前記導電ドットより先に前記基材上に形成することを特徴とする。
なお、本明細書において、絶縁性のパターンを形成する絶縁性溶液を、液体吐出ヘッドから基材に吐出することで基材に形成された絶縁性液体からなるドットを絶縁ドットと呼ぶ。同様に、導電性のパターンを形成する導電性溶液を、液体吐出ヘッドから基材に吐出することで基材に形成された導電性液体からなるドットを導電ドットと呼ぶ。

本発明によれば、絶縁性溶液の液滴と導電性溶液の液滴とを近接して着弾させるとき、絶縁性溶液の液滴が導電性溶液の液滴よりも先に基材上に着弾し、その絶縁性溶液が導電性溶液の広がりを抑えるため、導電性溶液を高精度に着弾させることができる。このため、多層の回路基板を形成する場合にも近接する配線同士が接触することがなくなり、高い信頼性を得ることができる。

以下本発明の実施形態を、下記の順序に従って説明する。
１．回路パターン形成装置の構成
２．制御系の構成
３．回路形成位置の制御
４．回路パターン形成に使用される材料
４−１．基材
４−２．導電パターン用溶液と絶縁パターン用溶液
５．回路パターン形成方法

[１．回路パターン形成装置の構成]
まず本発明の実施形態として、基材上に絶縁パターンと導電パターンからなる回路パターンを形成するために使用される回路パターン形成装置を説明する。

図１に示す本実施形態で用いる回路パターン形成装置は、基材１上に絶縁パターン用溶液および導電パターン用溶液を噴射するための液体吐出ヘッド２と、その液体吐出ヘッド２に絶縁パターン用溶液および導電パターン用溶液を供給するための２つのタンク（不図示）が搭載されるキャリッジ（移動手段）１０９と、基材１が搭載されるステージ１０３などを有している。

図２は、液体吐出ヘッド２のオリフィス面に配置されているノズル列を模式的に示す図である。図２に示すように、液体吐出ヘッド２には絶縁パターン用溶液の液滴を吐出するノズル２０ａが等間隔に配列されたノズル列（第１ノズル列）３０ａと、導電パターン用溶液の液滴を吐出するノズル２０ｂが等間隔に配置されたノズル列（第２ノズル列）３０ｂとが互いに平行して配置されている。

また、図１おいて、キャリッジ１０９を往走査（往路方向への移動）および復走査（復路方向への移動）させる動力源としてＣＲリニアモータ（キャリッジリニアモータ）１０１が設けられると共に、基材１をＹ方向へと移動させる基材移動手段として、ステージ１０３およびＬＦリニアモータ（ラインフィードリニアモータ）１０２が設けられている。ＬＦリニアモータ１０２は定盤１０８に確固に固定されており、ステージ１０３が移動しても基材１を載せるステージ１０３の上面を、定盤１０８の上面に対して常に平行に保つようになっている。一方、ＣＲリニアモータ１０１は定盤１０８の上にベース１０４および１０５を介して高い剛性を保つよう固定されている。

また、キャリッジ１０９は、定盤面の上面、すなわちステージ表面に対し、主走査方向（Ｘ方向）に沿って往復移動する。ＣＲリニアモータ１０１およびＬＦリニアモータ１０２にはそれぞれリニアエンコーダ１１１、１１２および原点センサ１０６、１０７が内蔵されており、それらの出力は、各リニアモータの駆動時時のサーボ制御入力として利用される。さらに、キャリッジ側のリニアエンコーダ１１１は溶液の吐出タイミングの生成にも利用される。
また、本実施形態における回路パターン形成装置には、ホスト装置として不図示のパーソナルコンピュータが接続されている。このパーソナルコンピュータから送られた図形情報（回路パターン情報）に基づいて、回路パターン形成装置は、液体吐出ヘッド２，３の移動、各溶液の吐出、およびステージ１０３の移動などを行い、基材１の表面に回路パターンを形成する。

なお、基材１を支持しているステージ１０３の下側には、加熱ヒータ（不図示）が埋め込まれており、この加熱ヒータで基材上に描画された回路パターンを加熱することにより、回路パターンを定着させるようになっている。本実施形態の場合、回路パターンの定着が目的であるため、加熱ヒータの設定温度は４０〜７０℃であり、このような簡易的な構成でも充分に定着することが可能である。なお、定着を完了すれば回路基板として機能上の問題が生じることはないが、さらに導体パターンの導電性の向上と、絶縁パターンの絶縁性向上を望むのであれば、別途用意されたベーク装置により焼成すると良い。

［２．制御系の構成］
次に、本実施形態の回路パターン形成装置の制御系について説明する。
図３は、本実施形態の回路パターン形成装置における制御系の全体構成を概略的に示すブロック図である。機構部４６は、液体吐出ヘッド２を搭載したキャリッジ１０９を主走査方向に移動させるためのＣＲリニアモータ１０１、基材１を搭載したステージ１０３を搬送するＬＦリニアモータ１０２などを備えている。

主制御部４４は、液体吐出ヘッドおよび機構部４６等をはじめとする本実施形態における回路パターン形成装置全体を制御する中枢部分であり、ＣＰＵおよび動作プログラムなどを格納してなるＲＯＭ、種々のデータの書き込みおよび読み出しを可能とする作業用ＲＡＭなどを備えている。

主制御部４４は、機構部４６に対し制御信号を出力してキャリッジ１０９の移動やステージ１０３の移動などの機構制御を行うと共に、ヘッド制御部４２、メモリ制御部５０および描画位置信号発生部４１などとの間でも信号の授受を行い、液体吐出ヘッド２の駆動を制御する。Ｉ／Ｆ部４７は、不図示のパソコンと回路パターン形成装置とのインターフェース部分でパソコンからコマンドおよび回路パターンの描画データ（回路パターンデータ）の受信を行う。メモリ制御部５０は、Ｉ／Ｆ部４７から入力されたコマンドを主制御部４４に転送すると共に、主制御部４４の制御の下で描画データをバッファメモリ４５に書き込むようアドレス信号と書き込みタイミング信号を生成する。

さらに、主制御部４４は、Ｉ／Ｆ部４７から入力されたコマンドを解析し、その解析結果により描画速度や描画解像度などの描画条件を設定し、その描画条件に基づき機構部４６および描画位置信号発生部４１を制御して、所定の条件で描画を実行させる。
また、不図示のパソコンから受信した描画データは、一時メモリであるバッファメモリ４５に記憶されたあと、主制御部４４から指令を受けたメモリ制御部５０の制御により、ヘッド制御部４２に転送される。

ヘッド制御部４２は、描画位置信号発生部４１から出力される描画位置信号に同期して、バッファメモリ４５から転送された描画データに従って液体吐出ヘッドの各ノズルを駆動し、描画を行う。
ここで、バッファメモリ４５は、液体吐出ヘッド２が主走査方向に１回走査して描画するために必要とされる１バンド分以上の描画データを格納し得る記憶容量を備えたメモリから構成されている。

［３．描画位置の制御］
次に、本実施形態の回路パターン形成装置における描画位置の制御方法について説明する。
図４（ａ）および（ｂ）は、リニアエンコーダ１１１の出力信号を示す図である。図中、位相が９０°ずれた２つの信号ＡおよびＢは、リニアエンコーダ１１１より生成された信号である。このうち、図４（ａ）は、キャリッジ１０９が往路方向動作時に生成される信号ＡおよびＢを示し、図４（ｂ）は、キャリッジ１０９が復路方向動作時に生成される信号ＡおよびＢを示している。図４（ａ）に示すように、信号Ａの位相が信号Ｂの位相より９０°進んでいるときは、キャリッジ１０９が往路方向に移動している状態にある。このため、この状態においては、各信号の立ち上がりおよび立ち下がりエッジに応じてカウントアップを行う。また、図４（ｂ）に示すように、位相が９０°遅れているときは、キャリッジ１０９が復路方向に移動しているため、カウントダウンする。

このようにして、リニアエンコーダ１１１の出力信号をカウントすることによりキャリッジ１０９の移動位置を検出することができる。すなわち、図３中の位置検出部４０は、リニアエンコーダ１１１からのＡ、Ｂ２つの信号と、原点センサ１０６から出力される原点信号Ｚとを受けて、キャリッジ１０９の現在の主走査走査方向における絶対位置、つまり原点からの位置を検出する。

図５は、液体吐出ヘッド位置検出部４０の回路の一例を示すものであり、リニアエンコーダ１１１からの信号Ａ、Ｂと原点センサ１０６からの原点信号Ｚ、およびロジックのタイミング同期を取るためのクロック（ＣＬＫ）に基づいて、カウント信号（ＰＬＳ）とアップ／ダウン信号、すなわち移動方向信号（ＤＩＲ）を生成する。図５中の２０１〜２０４で構成される回路がＡの立ち上がりおよび立ち下がりのタイミングを検出する部分である。Ａの立ち上がりタイミングに同期したパルスは回路２０３から出力され、立ち下がりタイミングに同期したパルスは回路２０４から出力される。
同様にして、図５中の２０５〜２０８で構成される回路がＢの立ち上がりおよび立ち下がりのタイミングを検出する部分である。Ｂの立ち上がりタイミングに同期したパルスが回路２０７から出力され、立ち下がりタイミングに同期したパルスが回路２０８から出力される。

図６は、図５に示す回路における各部の出力信号を示すタイミングチャートである。
図６において、最初Ａの位相がＢの位相より９０°進んでいるので、移動方向信号ＤＩＲは、往方向を表すローレベルの信号となり、図６の途中から位相が逆に９０°遅れているので移動方向信号ＤＩＲは、復方向を表すハイレベルの信号になっていることが分かる。また、カウント信号ＰＬＳは、Ａ、Ｂ２つの信号の立ち上がりおよび立ち下がりのタイミングでパルスが出力される。

原点信号Ｚ、カウント信号ＰＬＳ、移動方向信号ＤＩＲは、図５に示すアップダウンカウンタ２１０のリセット（ＣＬＲ）、クロック（ＣＫ）、アップダウン（ＵＰ／ＤＷ）の各々の入力端子に接続されている。従って、主制御部４４の初期化命令によって、キャリッジ１０９が原点位置に移動すると、原点信号Ｚがアクティブになって、カウント値がクリア（カウント値＝０）される。そして、それ以降はカウント値＝０を原点とし、キャリッジ１０９の主走査方向における絶対位置をカウント値として描画位置信号発生部４１に出力する。

図７は、描画位置信号発生部４１のブロック図である。図５の液体吐出ヘッド位置検出部４０で生成されたカウント値は、ＲＡＭ３００のアドレス入力端子にセレクタ３０１経由で接続されている。このＲＡＭ３００には、主制御部４４内のＣＰＵから直接リード／ライト（Ｒ／Ｗ）ができるように、アドレスバスはセレクタ３０１のもう一方の入力を経由してＲＡＭ３００のアドレス入力端子（ＡＢ端子）に接続されている。さらに、主制御部４４内のＣＰＵのデータバスはＲＡＭ３００のデータバス端子（ＤＢ端子）に接続され、同じくＣＰＵのアクセス信号はＲＡＭ３００のＲ／Ｗ端子に入力されている。

主制御部４４からＲＡＭ３００にデータを書き込む場合には、セレクタ３０１をＣＰＵ側に接続する。また、描画動作中はカウント値がＲＡＭ３００のアドレス入力となるようにセレクタ３０１を切り替え、キャリッジ１０９の移動に従ってキャリッジ１０９の位置に対応したアドレスのＲＡＭデータがヘッド制御部４２に出力される。

ここで、ＲＡＭ３００に予め主制御部４４のＣＰＵから描画データを書き込んでおくと、キャリッジ１０９が移動して描画位置に来るたびにヘッド制御部４２に描画位置パルスが出力される。ヘッド制御部４２はこの描画位置パルスを受けると液体吐出ヘッド２を駆動して溶液を基材１に吐出する。

図８は、描画位置パルスの出力タイミングを表すタイミングチャートである。
図８において、ＲＡＭ３００のアドレスおよびデータ（ＲＡＭ）は、ＲＡＭ３００のアドレスとデータを表しており、ＲＡＭ３００に書き込まれている往復２ビットのデータがどのように書き込まれているかを表している。また、図８中の描画位置パルスは、ヘッド制御部４２に描画タイミングを与えるパルス信号でキャリッジ１０９が移動すると、図８に示すように往路方向、復路方向で対応するビットが選択されて別々のパルス出力を得ることができる。

ところで、図８に示す往路方向のパルスと復路方向のパルスとでは、それぞれの出力タイミングが一致していない。これは、液体吐出ヘッドが走査方向における同一位置で液滴を吐出したとしても、その時の液体吐出ヘッドの移動方向が往路方向であるか復路方向であるかによって、基材上への着弾位置が異なるためである。すなわち、液体吐出ヘッドの往路方向への移動時に吐出された液滴は、基材上に着弾するまでに吐出位置から往路方向へとずれ、逆に復路方向への移動時に吐出された液滴は、復路方向へとずれることとなる。このため、往路方向への移動時と復路方向への移動時とで液滴の吐出位置が異なるように描画位置パルスのタイミングが設定されている。

なお、図８は、液体吐出ヘッドが往路と復路のいずれにおいても描画を行う場合を行う双方向描画を例にとり、その描画位置パルスのタイミングを説明したが、往路方向のみでしか描画を行わない一方向描画の場合には、復路のビットを全て０に設定すればよい。この場合、復路方向にキャリッジが移動しているときには描画位置パルスは出力されない。
また、図８では、便宜上ＲＡＭ３００のデータと描画位置パルスは、往復１セットのみしか記述していないが、本実施形態のように液体吐出ヘッド２にノズル列が複数列（ｎ列）ある場合、あるいは液体吐出ヘッド２が複数個（ｍ個）ある場合には、ＲＡＭ３００のデータビット数を増やしてｎ列分あるいはｍセット分のデータを発生させるようにすれば良い。

[４．使用される材料]
[４−１．基材]
本発明に使用される基材１は、形状的にはフィルム状、シート状、板状などの平面形状を有するものである。回路パターン層を形成する際、焼成する工程を含むため、耐熱性に優れたものが特に好ましい。また、平面形状でなくても、インクジェット方式による回路パターンの形成が可能であれば曲面形状を有するものでも使用可能である。材質的には、アルミナ、シリカなどを焼結させたセラミックス、また、ポリエステルフィルムや芳香族ポリアミドフイルム、ポリイミドフイルムのような熱可塑性樹脂フィルム、あるいは、ガラス繊維やポリエステル繊維、芳香族ポリアミド繊維による織物や不織布に熱可塑性樹脂やエポキシ樹脂を含浸硬化させシート状としたもの、また、通常の回路基板に用いられるガラスエポキシ積層板のような板状のもの、さらには、浸透性のある基材、紙や布のようなものを挙げることができる。なお、本発明において使用する基材は、親水性のある基材が望ましい。特に基材上に着弾した後述する溶液がその溶液の表面張力により濡れ広がらない程度に表面処理されているものが好ましい。また撥水性のある基材であっても、上記同様の表面処理を施してあるものであれば良い。

［４−２．導電パターン用溶液および絶縁パターン用溶液］
以下、本実施形態において使用する導電パターン用溶液および絶縁パターン用溶液について説明する。
本実施形態で使用される導電パターン用溶液は、水、導電性材料を含有するものである。本発明に係る導電パターン用溶液の調製用に使用される水としては、通常、工業用水を原料とし、脱イオン交換処理によって、陽イオン、陰イオンを除去したものが好ましい。導電パターン用溶液中における水の量は、その割合、または導電パターン用溶液に要求される特性に応じて広い範囲で決定されるが、一般には、導電パターン用溶液に対して、１０〜９８重量％の範囲であり、特に好ましいのは４０〜９０重量％の範囲である。

導電パターン用溶液に使用される導電性材料としては、例えばレーザーアブレーションを用いて作製された平均粒子径が１〜１００ｎｍ以下の金属超微粒子である。金属超微粒子としては、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）、ＳｎＯ２（酸化スズ）等が挙げられる。

本発明で使用される絶縁パターン用溶液は、水、絶縁性材料及び第２の成分を含む。第２の成分は、アルカリ性水溶液であり、導電パターン用溶液に使用される導電性材料と接触すると、ｐＨ差における凝集沈澱反応により接触領域で界面凝集が起こり、導電パターン用溶液と絶縁パターン用溶液とのにじみを抑え、各々の溶液が互いに分離して存在し、後処理の熱硬化処理により揮発してしまう物質である。絶縁パターン用溶液に使用される水は、前述の導電パターン用溶液に用いられる水の例が挙げられる。

第２の成分として使用される物質として、任意のポリマーが挙げられる。任意のポリマーの例としては、アニオン性水溶性ポリマー、揮発性アミン等を用いることができる。第２の成分の具体例として、アニオン性水溶性ポリマーとしては、アンモニウム塩が、揮発性アミンとしては、水酸化アンモニウムがそれぞれ挙げられる。また、絶縁性材料としては、非イオン性ポリマーが挙げられる。非イオン性ポリマーの具体例としては、エポキシ樹脂等を主成分とするソルダーレジストを用いることができる。

[５．回路パターン形成方法]
（第１の実施形態）
図９（ａ）ないし（ｈ）は、本発明の第１の実施形態における回路パターン形成方法を説明するための概略工程図である。この第１の実施例では、図２に示したような液体吐出ヘッド２、すなわち絶縁用ノズルと導体用ノズルを並設したものを使用する。
まず第１層目のパターン形成を説明する。図９（ａ）に示すように、液体吐出ヘッド２を描画開始位置である基材１の左端（図面上左側）へ移動した後、上記絶縁パターン用溶液の液滴１０は、液体吐出ヘッド２のノズル列３０ａのノズル２０ａから吐出し、基材上に絶縁ドットを形成する。上記導電パターン用溶液の液滴１１は、液体吐出ヘッド２のノズル列３０ｂのノズル２０ｂから吐出して基材１上に着弾させ導電ドットを形成する。

前述した図３、図７および図８で説明したような描画位置の制御によれば、液体吐出ヘッド２が移動して描画位置に来るたびにヘッド制御部４２に描画位置パルスが出力される。ヘッド制御部４２はこの描画位置パルスを受けると液体吐出ヘッドを駆動して溶液を基材１に吐出する。つまり、図９に示すように液体吐出ヘッド２が移動して導電パターンや絶縁パターンを形成する位置に来たとき、液体吐出ヘッド２の各ノズル列３０ａ，３０ｂの所定のノズルから溶液を吐出する。本実施形態においては、液体吐出ヘッド２のノズル列３０ａは、描画方向に対してノズル列３０ｂより先行して配置されている。このため、導電パターンと絶縁パターンとを近接して形成する場合には、図９（ｂ）および（ｃ）に示すように、導電性溶液の液滴１１よりも絶縁性溶液の液滴１０を先に吐出させ、絶縁性溶液の液滴１０を導電性溶液の液滴１１より先に基材１上に着弾させる。このように、絶縁ドットと前記導電ドットとが近接して形成される際に、近接して形成されるドットの部分のみ、主走査方向側に位置する絶縁ドットを導電ドットより先に基材上に形成する。
すると、導電性溶液の液滴１１の着弾位置が多少ずれたとしても、絶縁性溶液の液滴１０が先に基材１上に着弾しているため、絶縁パターンが壁となって導電パターンの広がりを抑えることができ、図９（ｄ）に示したように形成される。この後、加熱ヒータにより基材１を過熱して定着させると、図９（ｅ）に示したような第１層目のパターン１２が形成される。

次に、上記第１層目のパターン１２の上に、第２層目のパターン１３を積層する場合の動作を説明する。
まず、第２層目のパターン１３の形成を行うため、液体吐出ヘッド２を描画開始位置（基材１の左端）へ移動させる。そして、液体吐出ヘッド２を描画方向（図面左から右）へと移動させながら、絶縁パターン用溶液の液滴１０や導電パターン用溶液の液滴１１を基材１上の互いに隣り合う位置に吐出する。つまり、第１層目のパターン１２の形成と同様に図９（ｆ）や（ｇ）に示したように、導電パターンと絶縁パターンとを近接して形成する場合は、導電性溶液の液滴１１よりも絶縁性溶液の液滴１０が先に基材１上へ着弾するように吐出する。これにより、導電パターン用溶液の液滴１１の着弾位置が多少ずれたとしても、絶縁パターン用溶液の液滴１０が先に基材１上に着弾しているため、絶縁パターンが壁となって導電パターンの広がりを抑えることができる。その結果、第２層目の導電パターンの近傍に、第１層目の導電パターンが存在する場合でも、両導電パターンが接触することはなくなり、第２層目の導電パターンと第１層目の導電パターンを図９（ｈ）に示すように、完全に絶縁した状態で形成することができる。

なお、図９における図示は省略するが、第３層目以降の絶縁パターンと導電パターンの形成も、第２層目のパターン形成と同じ方法で行えば良い。
また、図９では絶縁パターン用溶液の液滴１０や導電パターン用溶液の液滴の吐出開始位置を図面左側からとしたが、逆方向（図面右側）から吐出を開始しても良い。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。
図１０（ａ）ないし（ｈ）は、この第２の実施形態における回路パターン形成方法を説明するための概略工程図である。前述の第１の実施例では、液体吐出ヘッドの片方向（往方向のみ、あるいは復方向のみ）移動した時にパターン形成を行っていたのに対して、この第２の実施形態では、液体吐出ヘッドの両方向（往復）移動時にパターン形成を行うようにしている。この第２の実施形態では、図１１の模式図に示すような液体吐出ヘッド３を使用する。
図１１に示す液体吐出ヘッド３では、オリフィス面に絶縁性溶液の液滴を吐出するノズル２０ａを等間隔に配置した２本のノズル列（第１のノズル列）３０ａ，３０ｃと、導電性溶液の液滴を吐出する１本のノズル２０ｂを等間隔に配列したノズル列（第２のノズル列）とを並設したものとなっている。この導電性の溶液を吐出するノズル列３０ｂは、ノズル列３０ａと３０ｃとの間に一定の間隔を介して並設されている。このように各ノズル列を配置することによって、液体吐出ヘッド３を図面左から右へと移動する場合と、図面の右から左へ移動する場合のいずれにおいても、常に絶縁パターン用溶液の液滴を吐出するノズル列（３０ａあるいは３０ｃ）を先行させることができるようになっている。

基材１上に回路パターンを形成するに際しては、まず、基材１の描画開始位置である右端へと液体吐出ヘッド３を移動させ、そこから図１０（ａ）に示す基材１の左端へ向けて（往路方向へ）と移動させつつ液滴を吐出し、第１層目のパターン１２を形成する。この第１層目の形成は、液体吐出ヘッド３の移動方向前方に位置するノズル列３０ｃと後続のノズル列３０ｂとを用いて、前述の第１の実施形態と同様の制御によって行う。

次に、第２層目のパターン１３の形成を行う場合には、図１０（ａ）に示す位置（基材１の左端）を描画開始位置として、液体吐出ヘッド３を基材１の右端へ向けて（復路方向へ）移動させる。この移動の間に、液体吐出ヘッド３のノズル列３０ａのノズル２０ａから絶縁性溶液の液滴１１を、ノズル列３０ｂのノズル２０ｂから導電性溶液の液滴１１をそれぞれ吐出させ、第２層目のパターン１３を形成する。この際、液体吐出ヘッド３のノズル列３０ａは、描画方向（復路方向）に対してノズル列３０ｂより先行することとなる。

このため、導電パターンと絶縁パターンを近接して形成する場合は、導電パターン用溶液の液滴１１よりも絶縁パターン用溶液の液滴１０を先に基材１上へ着弾させるようにする。これにより、導電パターン用溶液の液滴１１の着弾位置が多少ずれたとしても、絶縁パターン用溶液の液滴１０が先に基材１上に着弾しているため、絶縁パターンが壁として作用し、導電パターンの広がりを抑えることができ、高精度に導電パターンを形成することができる。従って、図１０（ｄ）のように、第１層における導電性パターンと、第２層における導電性パターンとが近接する場合にも、両導電性パターンを絶縁状態に保つことができる。なお、前述した第２層目のパターン１３を形成した後、加熱ヒータにより基材１を加熱し定着させると、図１０（ｅ）に示すような第２層目のパターン１３が形成される。

次に第３層目のパターン１４の形成を説明する。
前述のように第２層目のパターン形成が終了したとき、液体吐出ヘッド３は基材１の右端に位置している。第３層目の描画は、この位置を描画開始位置として行う。すなわち、液体吐出ヘッド３を、基材１上の図中右端から左端へ向けて（往路方向へ）移動させる。そして、この液体吐出ヘッド３の移動に伴ってノズル列３０ｃのノズル２０ａから絶縁性溶液の液滴１０を、ノズル列３０ｂのノズル２０ｂから導電性溶液をそれぞれ吐出させながら描画を行う。つまり、この第３層目のパターン形成においても、第１層目のパターン形成と同様に、往路方向において先行するノズル列３０ｃと、これより往路方向後方のノズル列３０ｂとを用いて描画を行う。

従って、導電パターンと絶縁パターンとを近接して形成する場合には、図１０（ｆ）および（ｇ）に示すように、液体吐出ヘッド３のノズル列３０ｂに先行して、ノズル列３０ｃから液滴を吐出させることにより、基材１上に絶縁性溶液の液滴を、導電性溶液の液滴に先行して着弾させることができる。このため、導電性溶液の液滴１１の着弾位置が多少ずれたとしても、先行して基材１に着弾している絶縁性溶液の液滴１０が壁となって導電パターンの広がりを抑えることができ、高精度に導電パターンを形成することができる。従って、第２層目の導電パターン１３の近傍に第３層目の導電パターン１４を形成する場合にも、両導電パターンの接触を回避することができ、図１０（ｈ）のように適正な絶縁状態を得ることができる。

なお、図１０では特に図示しないが、第４層目以降のパターンの形成も、第２層目および第３層目のパターン形成と同様の方法で行えば良い。つまり、液体吐出ヘッド３の移動方向によって絶縁性溶液の液滴１０の吐出に使用するノズル列を変更しつつパターン形成を行う。例えば、液体吐出ヘッド３の描画方向が図面左から右の場合は、液体吐出ヘッド３のノズル列３０ａを使用し、描画方向が図面右から左の場合は、液体吐出ヘッド３のノズル列３０ｃを使用する。

また、本発明の第２の実施形態では、図１１に示すように３列のノズル列を有する液体吐出ヘッド３を使用した場合を例に採り説明したが、この液体吐出ヘッド３に代えて図２に示す液体吐出ヘッド２を使用しても良い。ただし、この液体吐出ヘッド２を使用する場合には、絶縁パターン用溶液の液滴を吐出するノズル列が導電パターン用溶液の液滴を吐出するノズル列より、描画方向に対して常に先行して配置されるように、液体吐出ヘッド２を１８０°回転させる必要がある。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。
図１２および図１３（ａ）ないし（ｄ）は、本発明の第３の実施形態における回路パターン形成方法を説明するための模式図である。
この第３の実施形態では、基材１上に着弾する絶縁性溶液の液滴１０と、導電溶液の液滴１１の順番が図１３に示すようになっている。なお、この第３の実施形態では前述の図１１に示す液体吐出ヘッド３を使用する。
図１２は、説明を簡単にするため、液体吐出ヘッド３のノズル配置を５種類の記号で表している。絶縁パターン用溶液の液滴を吐出するノズル群は全部で４種類あり、ノズル列３０ａの２ノズルを（●）、ノズル列３０ｃの２ノズルを（○）、ノズル列３０ａとノズル列３０ｃの最上ノズルを（△）、ノズル列３０ａとノズル列３０ｃの最下ノズルを（□）で表している。また導電パターン用溶液の液滴を吐出するノズルは、ノズル列３０ｂの真中の２ノズル（網掛けにて示す）だけを使用する。

ここで、図１２を参照しながら、基材１上に着弾する上記絶縁パターン用溶液の液滴１０と、上記導電パターン用溶液の液滴１１の順番を説明する。
図１３は、基材１上に着弾した液滴を模式的に表したものであり、例えば図１２のノズル（●）から吐出された液滴は、図１３（ａ）の液滴（●）に対応している。図１３（ａ）は液体吐出ヘッド３の描画方向を図の左から右へ移動して描画した場合の例であり、図中の（１）〜（６）は着弾位置と着弾の順番を示している。なお、図１３（ａ）に示す描画は、前述の第２の実施形態とほぼ同様の吐出位置制御によって行われる。

まず、液体吐出ヘッド３が移動して（１）に示す位置に来ると、液体吐出ヘッド３のノズル列３０ａから絶縁パターン用溶液の液滴（●）が吐出され、（１）に示す位置に着弾する。次に液体吐出ヘッド３のノズル列３０ｂが、（２），（３），（４）に示す位置へと移動するに従って、ノズル列３０ｂから導電パターン用溶液の液滴（網掛けにて示す）が順次吐出され、各々の位置に着弾する。そして、液体吐出ヘッド３のノズル列３０ａは、移動方向（往路方向）に対してノズル列３０ｂより先行して配置されているため、右端の（５）に示す位置に液体吐出ヘッド３のノズル列３０ａが移動した時点で、ノズル列３０ａから絶縁パターン用溶液の液滴（●）が吐出され、（５）に示す位置に着弾する。この後、最後に液体吐出ヘッド３のノズル列３０ｂが（６）に示す位置に移動すると、ノズル列３０ｂから導電パターン用溶液の液滴（網掛けにて示す）が吐出され、（６）に示す位置に着弾する。

次の図１３（ｂ）は、液体吐出ヘッド３が図の右から左へ移動して描画を行う例を示しており、図中の（１）〜（６）は着弾位置と着弾の順番を示している。図１３（ｂ）に示す描画動作も図１３（ａ）と同様の吐出位置制御によって行われる。ここでは、まず（１）に示す位置に絶縁パターン用溶液の液滴（○）が着弾し、次いで（２），（３），（４）に示す位置の導電パターン用溶液の液滴（網掛けにて示す）が順次着弾する。そして、左端の（５）に示す位置に、液滴（○）が着弾した後、（６）に示す位置に液滴（網掛けにて示す）が着弾する。

次の図１３（ｃ）は、液体吐出ヘッド３を図面左から右へ移動して描画を行う例を示しており、図中の（１）〜（１２）は着弾位置とその着弾の順番を示している。ここでは、まず（１）に示す位置に絶縁パターン用溶液の液滴（●）が着弾し、次に導電パターン用溶液の液滴が周囲へ広がるのを抑えるべく、液滴（△）が（２），（３），（４）に示す位置に着弾する。この後、（５）に示す位置に導電パターン用溶液の液滴（網掛けにて示す）が着弾する。さらに、（６）に示す位置から（９）に示す位置までは、液滴（△）と液滴（網掛けにて示す）が交互に着弾する。次いで、液滴（△）が右上端の（１０）に示す位置に、液滴（●）が右下端の（１１）に示す位置に順次着弾する。そして、最後に（１２）に示す位置に液滴（網掛けにて示す）が着弾する。

次の図１３（ｄ）に示す描画は、液体吐出ヘッド３の描画方向を図面右から左へ移動した場合の例であり、図中の（１）〜（１２）は着弾の順番を示している。ここでは、まず（１）に示す位置に絶縁性溶液の液滴（○）が着弾する。次に導電性溶液の液滴の周囲への広がりを抑えるべく、液滴（□）が（２），（３），（４）位置に着弾し、その後、（５）に示す位置に導電パターン用溶液の液滴（網掛けにて示す）が着弾する。次に、（６）に示す位置から（９）に示す位置までは、液滴（□）と液滴（網掛けにて示す）とが交互に着弾し、さらに左下端の（１０）に示す位置に液滴（□）が着弾し、左上端の（１１）に示す位置に液滴（○）が着弾する。そして最後に（１２）位置に液滴（網掛けにて示す）が着弾する。このように、絶縁ドットと導電ドットとが近接して形成される際に、主走査方向側に位置する絶縁ドットを導電ドットより先に基材上に形成する。
ここで、導電ドットに対して主走査方向側に位置する絶縁ドットとは、図１３（ｃ）のドット（１２）とドット（１１）（●）のように主走査方向に近接するドットのほかに、図１４（ｃ）のドット（５）とドット（４）（△）のように、主走査方向側に近接して形成されるドットの隣（主走査方向と交差する方向）に位置する絶縁ドット（導電ドットとに近接）も含まれる。

以上、図１３（ａ）ないし（ｄ）に示すように、この第３の実施形態においては、導電パターン用溶液の液滴（網掛けにて示す）の着弾位置が多少ずれたとしても、絶縁パターン用溶液の液滴（○●□△）が常に先に基材１上に着弾しているため、絶縁パターン用溶液の液滴が壁となって導電パターン用溶液の液滴の広がりを抑えることができる。このため、高精度で高密度な回路パターンを形成することができ、同一層内および異なる層間において、隣接する配線同士が接触するという問題を解消することができる。

なお、図１３においては、走査方向において１本の導電パターンが形成される場合を例示しているが、導電パターンが複数ライン隣接して形成される場合や、導電性パターンが曲線的に形成される場合にも本発明は適用可能であり、導電パターンの形状は特に上記実施形態に示したものに限定されない。

本実施形態で用いる回路パターン形成装置の概略構成を示す斜視図である。液体吐出ヘッド２のオリフィス面に配置されているノズル列を模式的に示す底面図である。本発明の実施形態における回路パターン形成装置に設けられる制御系の全体構成を概略的に示すブロック図である。本発明の実施形態におけるリニアエンコーダの出力信号を示す図である。本発明の実施形態における液体吐出ヘッド位置検出部の回路の一例を示すブロック図である。図５に示す回路における各部の出力信号を示すタイミングチャートである。図３に示す描画位置信号発生部のブロック図である。本発明の実施形態における描画位置パルスの出力タイミングを表すタイミングチャートである。本発明の第１の実施形態における回路パターン形成方法を説明するための概略工程図である。本発明の第２の実施形態における回路パターン形成方法を説明するための概略工程図である。本実施形態の位置検出部のタイミングチャートの一例を示す図である。本発明の第２の実施形態に用いる液体吐出ヘッドを模式的に示す底面図である。本発明の第３の実施形態における回路パターン形成方法を説明するための模式図である。従来の回路パターン形成工程を示す図である。

符号の説明

１基材
２，３液体吐出ヘッド
１０絶縁性溶液の液滴
１１導電性溶液の液滴
１２第１層目のパターン
１３第２層目のパターン
１４第３層目のパターン
２０ａ,２０ｂノズル
３０ａ，３０ｂ，３０ｃノズル列
４０位置検出部
４１描画位置発生部
４２ヘッド制御部
４４主制御部
４５バッファメモリ
４６機構部
５０メモリ制御部
１０１ＣＲリニアモータ
１０２ＬＦリニアモータ
１０３ステージ
１０６，１０７原点センサ
１０９キャリッジ
１１１，１１２リニアエンコーダ

Claims

絶縁性のパターンを形成する絶縁性溶液と、導電性のパターンを形成する導電性溶液とを基材に吐出することで、前記絶縁性溶液からなる絶縁ドットと前記導電性溶液からなる導電ドットとを前記基材に形成する液体吐出手段と、
前記液体吐出手段の前記各溶液の吐出動作を制御する制御手段と、
前記液体吐出手段と前記基材とを主走査方向に沿って相対的に移動させる移動手段と、を有し、前記導電ドット及び絶縁ドットの複数からなる回路パターンを形成する回路パターン形成装置であって、
前記液体吐出手段は、前記主走査方向との交差方向に沿って前記絶縁性溶液を吐出するノズルが複数配置された第１ノズル列と、前記導電性溶液を吐出するノズルが前記交差方向に沿って複数形成された第２ノズル列とが並設され、かつ前記第１ノズル列が前記第２ノズル列より前記主走査方向において前方側に配置されてなり、
前記制御手段は、前記基材上に、前記絶縁ドットと前記導電ドットとが近接して形成される際に、前記液体吐出手段による同一の主走査において、前記基材に対して前記液体吐出手段が相対的に移動する方向に位置する前記絶縁ドットを前記導電ドットより先に前記基材上に形成するよう制御することを特徴とする回路パターン形成装置。
前記液体吐出手段は、複数の前記第１ノズル列の間に、少なくとも１つ前記第２ノズル列が並設され、
前記移動手段は、前記液体吐出手段と前記基材との前記主走査方向における相対移動を、往路方向および復路方向に行い、
前記制御手段は、前記液体吐出手段の往路方向への相対移動および復路方向への相対移動において前記各ノズル列からの液滴の吐出を可能とすることを特徴とする請求項１に記載の回路パターン形成装置。
前記液体吐出手段の位置を検出する位置検出手段と、
前記液体吐出手段が実行しようとする走査が往路方向への移動であるか復路方向への移動であるかを判別する移動方向判別手段と、を更に有し、
前記制御手段は、前記位置検出手段から出力される位置情報と、前記移動方向判別手段によって判別された移動方向と、前記基材に形成すべき前記回路パターンのデータとに応じて前記液体吐出手段の吐出動作を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の回路パターン形成装置。
絶縁性のパターンを形成する絶縁性溶液と、導電性のパターンを形成する導電性溶液とを基材に吐出することで、前記絶縁性溶液からなる絶縁ドットと前記導電性溶液からなる導電ドットとを前記基材に形成する液体吐出手段と、前記液体吐出手段と前記基材とを、主走査方向に沿って相対的に移動させる移動手段と、を有し、前記導電ドット及び絶縁ドットの複数からなる回路パターンを形成する回路パターン形成方法であって、
前記基材上に、前記絶縁ドットと前記導電ドットとが近接して形成される際に、前記液体吐出手段による同一の主走査において、前記基材に対して前記液体吐出手段が相対的に移動する方向に位置する前記絶縁ドットを前記導電ドットより先に前記基材上に形成することを特徴とする回路パターン形成方法。