JP2009082771A - Pattern forming method and manufacturing method of wiring board - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To form an arbitrary pattern in an objective shape by a simple process. <P>SOLUTION: (A)A substrate 10a having a plurality of lyophilic parts 12 and the liquid repelling parts 16 which is arranged around the lyophilic parts 12 and lower in wettability than the lyophilic parts 12 formed on its surface is prepared and liquid droplets 30 are thrown on the individual lyophilic parts 12 at an interval not overlapping the liquid droplets 30 with each other on the substrate 10a, and in such a state that the central parts of the individual liquid droplets 30 are not fixed to the substrate 10a by the lyophilic parts 12, (B)-(D) the adjacent liquid droplets 30 are mutually united by changing at least the wettability of the regions between the liquid droplets 30. (E) The united liquid droplets are solidified. A plurality of the liquid droplets are thrown on the surface of the substrate at the interval not overlapping the liquid droplets with each other on the substrate and the liquid droplets may be united and solidified by the wettability of the regions between the liquid droplets in such a state that the central parts of the individual liquid droplets are fixed on the substrate by curing only the central parts of the individual liquid droplets arriving at the substrate. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

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。   The present invention relates to a pattern forming method for forming a pattern by droplet ejection and a method for manufacturing a wiring board.

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***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。   A method using an inkjet method is known as a method for forming a fine wiring pattern. In this method, when a specific wiring pattern is formed by overlapping a plurality of droplets on the substrate, the shape may change from the target design pattern due to the liquid movement when the droplets overlap, or in some cases May split. In addition, since a single drop results in concentric wetting and spreading, it is difficult to control to an arbitrary shape.

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）。   As a method for solving this, a method is disclosed in which a design pattern is divided and drawing and drying are performed in two steps, respectively (Patent Document 1).

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。
特開２００６−１１６４１７号公報 特開２００６−２７２１９１号公報 In addition, for the purpose of quality control and manufacturing control of glass substrates such as liquid crystal display devices and organic EL display devices, an identification code in which manufacturing information such as a manufacturer and a manufacturing number is encoded, or coloring of a color filter substrate of a liquid crystal display device A method of controlling the wetting and spreading of droplets on a substrate by applying an ink jet method to form a layer is disclosed (see Patent Document 2). For example, the droplet is confined in a certain region by suppressing the concentric wetting and spreading of the droplet using a cross energy beam.
JP 2006-116417 A JP 2006-272191 A

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。   In the method described in Patent Document 1, the first drawing process, the first drying process, the second drawing process, and the second drying process are repeated, and “the ones having different shapes and characteristics that are the features of the ink jet system” are described. The effect of process reduction such as “process reduction by batch formation” and “process reduction by maskless” is reduced. Furthermore, a dummy substrate for dividing the design pattern is also required.

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。   In the method described in Patent Document 2, it is possible to control the shape of the droplet by pinning the edge of the droplet, and the width can be changed by pinning the top and bottom of the droplet forming a horizontal straight line. It is easily considered that a straight line that cannot be formed can be formed. However, pinning control when forming a pattern having a complicated shape as compared with a straight line such as a cross or an L-shape is not easy, and there is no disclosure about such pinning control. When forming a pattern with a complicated shape, even if pinning control is possible, complicated control and a complicated energy beam shape are required, and the characteristics of the ink jet system, which is a simple process, are lost. .

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。   The present invention has been made in view of such circumstances, and in the case of forming a pattern by ejecting a plurality of droplets, a pattern capable of forming an arbitrary pattern in a desired shape and in a simple process. It is an object to provide a forming method and a method for manufacturing a wiring board.

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。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is characterized in that a plurality of lyophilic parts arranged at least at the droplet ejection position and at least around the lyophilic part are wetted than the lyophilic part. Preparing a substrate having a liquid repellent portion having a low property on the surface, and ejecting droplets toward the lyophilic portions of the substrate at intervals at which the droplets do not overlap each other on the substrate And a step of changing wettability of at least a region between droplets on the surface of the substrate to unite adjacent droplets, and a step of solidifying the united droplets. A pattern forming method is provided.

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。   Here, “the wettability is lower” in the lyophobic part than in the lyophilic part means that the surface energy is low (that is, the contact angle with the droplet is large). Further, changing the wettability means increasing the surface energy (that is, decreasing the contact angle with the droplet).

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。   According to the present invention, a plurality of liquid droplets are united and solidified by the wettability change of the substrate in a state where the central portion of each droplet landed on the substrate is fixed to the substrate by the lyophilic portion. The liquid droplets can be united and solidified without moving the central position of the liquid droplets, a pattern without deformation can be formed from the target pattern shape, and the target pattern can be divided. There is no need to form them. That is, an arbitrary pattern can be formed in a desired shape and with a simple process.

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。   According to the second aspect of the present invention, a plurality of lyophilic portions disposed at least at the droplet ejection position on a predetermined substrate, and at least around the lyophilic portion, are lower in wettability than the lyophilic portion. A step of patterning the liquid repellent portion, a step of ejecting droplets toward the respective lyophilic portions of the substrate at intervals at which the droplets do not overlap each other on the substrate, and the surface of the substrate A pattern forming method comprising: a step of changing at least wettability of a region between droplets to unite adjacent droplets; and a step of solidifying the united droplets I will provide a.

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。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a step of ejecting a plurality of droplets toward the surface of the substrate at intervals at which the droplets do not overlap each other on the substrate, and a center of each droplet landed on the substrate A step of curing only a portion, a step of changing the wettability of at least a region between droplets on the surface of the substrate to unite adjacent droplets, and solidifying the united droplets And a pattern forming method comprising: a step.

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。   According to the present invention, the plurality of droplets are united and solidified by the change in wettability of the substrate in a state where the cured central portion of each droplet landed on the substrate is fixed to the substrate. The liquid droplets can be united and solidified without moving the center position, a pattern without deformation can be formed from the target pattern shape, and the target pattern is divided and formed It is not necessary to do so, and it can be formed in a lump. That is, an arbitrary pattern can be formed in a desired shape and with a simple process.

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。   Invention of Claim 4 uses the pattern formation method of any one of the said Claim 1 thru | or 3, a droplet containing an electroconductive material as the said droplet is ejected to the said board | substrate, Provided is a method of manufacturing a wiring board, wherein a wiring pattern is formed on the board.

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。   According to the present invention, an arbitrary pattern can be formed in a desired shape and in a simple process.

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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

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。   In the pattern forming method according to the present invention, droplets are applied to the substrate by an ink jet method at intervals at which the droplets do not overlap each other on the substrate, and each droplet landed on the substrate is fixed to the substrate at its central portion (pinning) ), The fluidity of the droplets in the region between the droplets is increased by changing the wettability of at least the region between the droplets on the surface of the substrate in the direction of increasing the droplets. Unite and solidify. Thereby, an arbitrary pattern can be formed in a desired shape and in a simple process.

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。   For example, when the design pattern 22 as shown in FIG. 1A is formed on the substrate 10 as a target pattern, the droplet 30 is ejected onto the substrate 10 with the droplet ejection pattern 24 shown in FIG. . FIG. 1C shows a cross section taken along line 1C-1C in FIG. The plurality of droplets 30 are ejected so as to land on the substrate 10 at positions that do not overlap each other. That is, droplets are ejected with the adjacent dot interval d (which is the landing interval of the droplets 30 on the substrate 10) larger than the diameter Φ of the landing surface of the droplets 30. In FIG. 1C, a central portion 33 of each droplet 30 (a portion near the center 31 of the droplet 30 perpendicular to the surface of the substrate 10 and the intersection 31 of the substrate 10 is fixed) to the substrate 10. In this state, by changing the wettability of the region 26 between the droplets 30 in the direction of increasing, the adjacent droplets 30 are united on the substrate 10 and further the united liquid is solidified. A design pattern 22 shown in 1 (A) is formed on the substrate 10.

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。 Since there are various embodiments of such a pattern forming method, the following description will be made in detail for each embodiment.
(First embodiment)
In the first embodiment, as shown in FIG. 2, a substrate 10a having a lyophilic part 12 and a liquid repellent part 16 formed on one surface is prepared. The lyophilic part 12 is disposed at least at the droplet ejection position. In this example, 10 × 12 lyophilic parts 12 are arranged on the surface of the substrate 10a. In this manner, by forming each lyophilic portion 12 at all positions where droplets can be ejected on the substrate 10a, the same substrate 10a can be used even if the design pattern and droplet ejection pattern are changed. . The number of lyophilic portions 12 arranged is not particularly limited. The liquid repellent part 16 is disposed at least around each lyophilic part 12 so as to surround each lyophilic part 12. In this example, the entire region of the surface of the substrate 10 a other than the lyophilic portion 12 is the liquid repellent portion 16.

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。   When the static contact angle of the lyophilic part 12 is represented by θ1 and the static contact angle of the liquid repellent part 16 is represented by θ21, θ1 <θ21. In other words, the liquid repellent part 16 has lower wettability than the lyophilic part 12.

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。   The lyophilic portion 12 has an area smaller than the landing area of the droplet 30 in FIG. 1C, and the adhesion of the droplet 30 is higher than that of the liquid repellent portion 16. Thereby, the lyophilic part 12 has a function (pinning function) for fixing the central part (33 in FIG. 1C) of the droplet 30 to the substrate 10. Hereinafter, the lyophilic portion 12 formed in advance on the surface of the substrate 10a before droplet ejection is referred to as “pinning region”, and the lyophobic portion 16 is sometimes referred to as “outside pinning region”.

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。   The static contact angles θ1 and θ21 are measured using, for example, an image processing solid-liquid interface analyzer (for example, Dropmaster 500) manufactured by Kyowa Interface Chemical Co., Ltd. The static contact angle θ1 of the pinning region 12 may be measured as a static contact angle between a measurement substrate having one surface treated with a lyophilic liquid and a droplet deposited on the measurement substrate. Further, the static contact angle θ2 of the liquid repellent portion 16 may be measured as a static contact angle between a measurement substrate having one surface subjected to a liquid repellent treatment and a droplet deposited on the measurement substrate. .

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。   4A to 4E are process diagrams in the case of forming a pattern on the substrate 10a shown in FIG. 2 using the droplet ejection pattern 24 shown in FIG.

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。   First, as shown in FIG. 4A, droplets 30 for pattern formation are ejected toward the pinning region 12 on the surface of the substrate 10a shown in FIG. 4A is a cross-sectional view taken along line 4A-4A in FIG. A plan view of the droplet 30 is shown in FIG.

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。   In this example, in order to form a wiring pattern on the substrate 10a, a droplet 30 containing a conductive material is ejected.

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。   In the enlarged view of the droplet 30 shown in FIG. 6, the contact angle θ of the droplet 30, the volume V of the droplet 30, and the radius r of the landing surface (solid-liquid interface) of the droplet 30 are expressed as follows: The following relationship is established.

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。

In the present embodiment, since only the central portion of each droplet 30 is fixed by the pinning region 12 of the substrate 10a, the area of each pinning region 12 is formed smaller than the landing area of each droplet 30. Therefore, Equation 2 is obtained from Equation 1.

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。

Here, the left side of Equation 2 is the diameter Φ of the landing surface of the droplet 30, and the right side Φp is the diameter of the pinning region 12. Θ21 is a static contact angle (initial static contact angle) of the outside pinning region 16.

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。   Desirably, it is desirable that the left side of Formula 2 is doubled and the relationship shown in Formula 3 is satisfied.

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。

In the present invention, the left side of Formula 2 is not particularly limited when the left side of Formula 2 is doubled. You may change the multiple to be applied. However, in order to pin only the central portion of the droplet 30 to the substrate 10a, the relationship of the above-described formula 2 is necessary.

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。   Further, in order to land on the substrate 10a at an interval at which the droplets 30 do not overlap each other at the time of droplet ejection, the adjacent dot interval d needs to be larger than the diameter Φ of the landing surface of the droplet 30. Therefore, Equation 4 is obtained from Equation 1.

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。

Next, at least the region 26 between the droplets 30 in the non-pinning region 16 of the substrate 10a is made lyophilic so that the droplets 30 are wetted and spread, so that FIG. 4 (B), FIG. 4 (C) and FIG. As shown in FIG. 4D, adjacent liquid droplets 30 are combined to form a combined liquid 32. A schematic plan view of the droplet 30 of FIGS. 4B, 4C, and 4D is shown in FIGS. 5B, 5C, and 5D, respectively.

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。   For example, the wettability of at least the region 26 between the droplets 30 is changed in a direction to increase by plasma treatment in the atmosphere, laser irradiation, or the like. That is, the contact angle of the droplet 30 in the region 26 between the droplets 30 is increased. In this example, the droplet 30 itself serves as a mask, and the wettability of all the non-landing regions in the non-pinning region 16 changes to form the wettability changing portion 14.

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。   The wettability change may be performed by a method described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-170463.

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。   In order for the adjacent droplets 30 to be united due to the change in wettability, the relationship of Formula 5 needs to be established.

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。

Here, the left side of Equation 5 is the diameter of each virtual droplet 30 after the change in wettability (corresponding to the diameter of each droplet 30 after the change in wettability when there is no adjacent droplet). , Θ22 is a static contact angle of the wettability changing portion 14 in which the wettability has changed in the non-pinning region 16.

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。   Next, as shown in FIG. 4 (E), the combined liquid 32 in FIG. 4 (D) is solidified by, for example, ultraviolet irradiation, heating (thermal curing, thermal firing), or the like by a method that matches the characteristics of the liquid. As a result, the target wiring pattern 22 is formed on the surface of the substrate 10a. A schematic plan view of the wiring pattern 22 is shown in FIG.

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。   Hereinafter, an example of patterning of the lyophilic portion 12 and the liquid repellent portion 16 of the substrate 10a shown in FIG. 2 will be described.

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。   In FIG. 7, a liquid repellent material is applied to one surface to form a liquid repellent surface 216, and the lyophilic portion 12 is formed on the liquid repellent surface 216 at a position where droplets can be ejected. A state in which the liquid repellent portion 16 is patterned is shown.

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。   For example, the liquid repellent surface 216 is formed by applying and drying one surface of the substrate 10a by spin coating, vapor deposition, or the like using a fluorine-based resin material such as PTFE (polytetrafluoroethylene) as a liquid repellent material. Next, the lyophilic portion 12 is formed on the liquid repellent surface 216 of the substrate 10a by, for example, ejecting droplets of the lyophilic material onto the substrate 10a by an inkjet method, and drying and baking. As a result, the lyophilic portion 12 and the surrounding liquid repellent portion 16 are formed on the substrate 10a.

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。   FIG. 8 shows that the lyophilic part 12 and the lyophobic part 16 are formed by applying a lyophilic material to one surface to form the lyophilic surface 212 and forming the lyophobic part 16 on the lyophilic surface 212. The patterned state is shown.

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。   The lyophilic portion 12 and the liquid repellent portion 16 may be patterned on the substrate 10a at the same time.

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。   The liquid repellent treatment can be performed, for example, by a fluororesin treatment method described in JP-A-2000-17091, or “the effect of Ar ion implantation on the super water repellency of fluororesin (the 15th Ion Implantation Surface Treatment Symposium Proceedings, You may use the super-repellent treatment method described in Yoichi Inoue, Yasuyoshi Yoshimura, Yukiko Ikeda, and Akioomi Kono).

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。   The lyophilic treatment is described in, for example, “The most advanced surface modification technology for fluorine resin (Nitto Technique Vol. 34, No. 1 <May, 1996>, Tomoyuki Murakami, Kazuyoshi Uemori). A method may be used.

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。   As the lyophilic material, for example, a dispersion liquid in which fine particle metal oxide is dispersed in non-volatile silicone disclosed in JP-A-2006-205531 may be used.

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。   Further, when patterning the lyophilic portion 12 and the lyophobic portion 16 using a general semiconductor process (resist application, mask exposure, etching, resist removal) or a printing process, the design pattern is changed. Each time a mask or plate is required. Therefore, it is preferable to pattern in advance all portions where droplets can be ejected, regardless of whether or not droplets are ejected, such as the substrate 10a shown in FIG. As a result, even if the design pattern changes, it is not necessary to change the mask or plate, and the features of cost reduction and man-hour reduction are maintained.

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。   When patterning the lyophilic part 12 and the lyophobic part 16 by the ink jet method, the lyophilic material may be ejected only at a place where pinning is necessary. As a result, unnecessary droplets of lyophilic material are not ejected and costs are reduced. Further, it is desirable that the discharge amount of the lyophilic material by the ink jet method is smaller than the discharge amount of the liquid for actual pattern formation. This ensures that the center of the droplet is pinned.

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。   FIG. 9 is a schematic flowchart showing an example of the flow of pattern formation processing in the present embodiment.

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。   In FIG. 9, first, a liquid repellent treatment is performed on the entire surface of one surface of the substrate (step S11), and a lyophilic portion is patterned on the liquid repellent surface of the substrate (step S12). Thereby, the substrate 10a having the lyophilic portion 12 and the liquid repellent portion 16 as shown in FIG. 2 is obtained. Next, droplets containing a conductive material are ejected onto the substrate 10a by the droplet ejection pattern 24 shown in FIG. 3 by the inkjet method (step S13). Here, the central portion of the droplet 30 landed on the substrate 10a is fixed to the substrate 10a by the lyophilic portion 12 of the substrate 10a. Next, at least a region between the droplets 30 in the liquid repellent portion 16 is made lyophilic to perform droplet coalescence (step S14). Next, the coalesced liquid 32 is solidified (step S15). Then, as shown in FIG. 1A, a wiring pattern 22 having a desired shape is formed on the substrate 10a.

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。   FIG. 10 shows a wiring board manufacturing apparatus 100a for manufacturing a wiring board using the pattern forming method of the present embodiment.

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。   FIG. 10 shows an example in which surface modification is performed with ultraviolet curable ink and plasma. The wiring board manufacturing apparatus 100a mainly includes a storage unit 104 that stores a cassette 102 on which a substrate is placed, a load unit 106 that loads a substrate from the cassette 102, a pre-processing unit 108 that cleans the substrate, and an ink jet method. A droplet ejection unit 110 that ejects droplets, a plasma irradiation unit 114 that irradiates the substrate with plasma, a UV irradiation unit 116 that irradiates the substrate with ultraviolet rays, and an unload unit that unloads the substrate and stores it in the cassette 102. 118, and a transfer unit 120 that moves the substrate between the units of the wiring board manufacturing apparatus 100a.

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。   In FIG. 10, the substrate (10a in FIG. 2) loaded from the cassette 102 by the load unit 106 is cleaned by the pretreatment unit 108 and is conducted by the droplet ejection unit 100 with the droplet ejection pattern 24 shown in FIG. Sex droplets are ejected. In this example, the wettability of the non-landing region including the region between the droplets 30 on the surface of the substrate 10a is changed by the plasma irradiation unit 114 in a state where the central portion of the droplet 30 is fixed by the lyophilic portion 12. As a result, the adjacent droplets 30 are united. Then, the united liquid 32 is solidified by the UV irradiation unit 116, whereby the target wiring pattern shown in FIG. 1A is formed on the substrate 10a. The substrate 10a on which the wiring pattern is formed is stored again in the cassette 102 by the unloading unit 118.

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。 This embodiment is a technique for forming an arbitrary pattern in a desired shape and in a simple process without limiting the ink. An example of the ink used here is shown below.
(Ink Example 1) The ultraviolet curable ink includes at least (A) N-vinyl lactams, (B) a monomer represented by the formula (I) or (II) in the following chemical formula 1, and (C) radical polymerization. Contains an initiator.

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。

Here, in the formulas (I) and (II), R ¹ represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, X ¹ represents a divalent linking group, R ² and R ³ each independently represents a substituent, k represents an integer of 1 to 6, q and r each independently represents an integer of 0 to 5, n represents a cyclic hydrocarbon structure, and the cyclic hydrocarbon structure In addition to the hydrocarbon bond, it may contain a carbonyl bond (—C (O) —) and / or an ester bond (—C (O) O—), k present R ¹ , k present X ¹ , Q R ^{2 s} and r R ^{3 s} may be the same or different from each other, and one carbon atom in the adamantane skeleton in the formula (I) is bonded to an ether bond (—O -) And / or an ester bond (—C (O) O—) One carbon atom in the bornene skeleton may be substituted with an ether bond (—O—) and / or an ester bond (—C (O) O—). Ultraviolet irradiation for curing is performed at 10 to 4,000 mW, more preferably 20 to 2,500 mW.
(Ink Example 2) Silver nano paste (NP series) from Harima Kasei Co., Ltd. The curing (firing) condition is 220 ° C. × 1 hour.
(Ink Example 3) Low-temperature baked Ag ink “L-Ag” series from ULVAC Material Co., Ltd. Toluene solvent: L-Ag1T, tetradecane solvent: L-Ag1TeH can be used. The curing (firing) conditions are 150 ° C. × 1 to 2 hours.

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。   FIG. 15 shows an example of surface modification (change in wettability) by plasma. Specifically, when plasma treatment is performed on the surface of a substrate made of polyethylene, polypropylene, polycarbonate, ABS (Acrylonitrile-Butadiene-Styrene) resin, acrylic, glass, ceramic, aluminum, and stainless steel (SUS material). The change of the surface energy (unit: mN / m) is shown. As the surface energy increases, the contact angle with the droplet decreases.

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。 The plasma irradiation conditions are optimized according to the ink type and the substrate type based on the conditions disclosed in JP-A-6-41755 and JP-A-2006-272319. do it. When an atmospheric pressure plasma apparatus manufactured by Air Water Co., Ltd. is used, the processing time is 5 minutes or less.
(Second Embodiment)
11A to 11F show each step of the pattern forming method according to the second embodiment.

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。   As shown in FIG. 11 (A), a substrate 10b having one surface entirely subjected to a liquid repellent treatment is prepared, and a pattern is formed toward a desired droplet ejection position on the liquid repellent surface 16 of the substrate 10b. A droplet 30 is ejected. Here, the droplets 30 are ejected at landing intervals at which the droplets 30 do not overlap each other on the substrate 10b. In this example, a droplet 30 containing a polymerizable compound together with a conductive material is ejected. As the polymerizable compound, for example, a radical polymerization type UV monomer that cures when irradiated with ultraviolet rays is used. A plan view of the landed droplet 30 is shown in FIG.

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。   In order for the droplets 30 to land on the substrate 10a at intervals that do not overlap each other during droplet ejection, the adjacent dot interval d needs to be larger than the diameter Φ of the landing surface of the droplets 30. That is, it is necessary to satisfy the relationship shown in the above-described equation 4.

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。   In Equation 4, θ21 is the static contact angle (initial static contact angle) of the liquid repellent surface of the substrate 10b in this example.

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。   Next, as shown in FIG. 11B, only the central portion 33 of each droplet 30 landed on the substrate 10b is cured by applying energy, so that only the central portion 33 of the droplet 30 is fixed to the substrate 10b ( Pinning). FIG. 12B shows a plan view of the droplet 30 in FIG.

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。   In this example, when the ultraviolet ray is irradiated toward the droplet 30 containing the radical polymerization type UV monomer, only the central portion 33 of the droplet 30 is semi-cured due to polymerization inhibition by oxygen. Is fixed to the substrate 10b.

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。   Next, at least a region 26 between the droplets 30 in the liquid-repellent surface 16 of the substrate 10b is made lyophilic, so that the droplets 30 are wetted and spread, and thus FIG. 11C, FIG. As shown in FIG. 11E, adjacent liquid droplets 30 are combined to form a combined liquid 32. FIG. 12C, FIG. 12D, and FIG. 12E show schematic plan views of the droplet 30 in FIGS. 11C, 11D, and 11E, respectively.

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。   For example, the wettability of at least the region 26 between the droplets 30 is changed in a direction of increasing by atmospheric plasma treatment, laser irradiation, or the like. That is, the contact angle of the droplet 30 in the region 26 between the droplets 30 is increased. In this example, the droplet 30 itself serves as a mask, and the wettability changing portion 14 is formed by changing the wettability of all the non-landing areas. At this time, by heating the substrate 10b and raising the temperature of the substrate 10b, the liquid viscosity may be lowered and the liquid fluidity may be raised to promote the coalescence of the droplets 30.

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。   In order for the adjacent droplets 30 to be united due to the wettability change, the above-described relationship of Equation 5 needs to be established.

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。   In Equation 5, in this example, θ22 is a static contact angle of the wettability changing portion 14 in which the wettability has changed in the liquid repellent surface 16.

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。   Next, as shown in FIG. 11 (F), a desired wiring is formed on the surface of the substrate 10a by solidifying the coalesced liquid 32 of FIG. 11 (E) by ultraviolet irradiation, heating (thermosetting, heat firing), or the like. A pattern 34 is formed. A schematic plan view of the wiring pattern 34 is shown in FIG.

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。   Comparing the first and second embodiments described above, in the first embodiment, it is necessary to prepare a substrate 10a in which the lyophilic part 12 and the liquid repellent part 16 as shown in FIG. However, there is no limitation on the type of liquid, and various types of liquid can be ejected. On the other hand, in the second embodiment, patterning of the lyophilic portion and the lyophobic portion is not necessary, but it is necessary to use a liquid that can cure only the central portion 33 of the droplet 30 by applying energy, and the droplet can be ejected. Is limited.

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。   FIG. 13 is a schematic flowchart of an example of the flow of patterning formation processing in the present embodiment.

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。   In FIG. 13, droplets are ejected onto the substrate 10b whose one whole surface has been subjected to a liquid repellent treatment by an ink jet method (step S21), and ultraviolet rays (UV) are irradiated (step S22). Here, only the central portion 33 of the droplet 30 is fixed to the substrate 10b by irradiating ultraviolet rays with a light amount that cures only the central portion 33 of the droplet 30 landed on the liquid repellent surface 16 of the substrate 10b. Next, at least a region between the droplets 30 in the liquid repellent portion 16 is made lyophilic to perform droplet coalescence (step S23). That is, the wettability changing portion 14 is formed on the substrate 10b. Next, the coalesced liquid 32 is solidified (step S24). As a result, a pattern 22 having a desired shape is formed on the substrate 10b.

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。   FIG. 14 shows an example of a wiring board manufacturing apparatus 100b that manufactures a wiring board using the pattern forming method of this embodiment.

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。   In FIG. 14, a wiring board manufacturing apparatus 100b mainly includes a storage unit 104 that stores a cassette 102 on which a substrate is placed, a load unit 106 that loads a substrate from the cassette 102, a pre-processing unit 108 that cleans the substrate, and an inkjet. A droplet ejection unit 110 that ejects droplets on the substrate by a method, a first UV irradiation unit 112 and a second UV irradiation unit 116 that irradiate the substrate with ultraviolet rays, and a plasma irradiation unit 114 that irradiates the substrate with plasma. An unloading unit 118 that unloads the substrate and stores it in the cassette 102, and a transfer unit 120 that moves the substrate 10b between the components of the wiring board manufacturing apparatus 100b are configured.

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。   In FIG. 14, the substrate 10b loaded from the cassette 102 by the load unit 106 (one substrate having a liquid repellent treatment) is washed by the pretreatment unit 108 and is then washed by the droplet ejection unit 100 as shown in FIG. Conductive droplets are ejected in the droplet ejection pattern 24 shown in FIG. In this example, only the central portion 33 of the droplet 30 is cured by irradiating the droplet 30 with a predetermined amount of ultraviolet light by the first UV irradiation unit 112. In a state where the cured central portion of the droplet 30 is fixed by the substrate 10b, the plasma irradiation unit 114 changes the wettability of the non-landing region including the region between the droplets 30 on the surface of the substrate 10b, thereby adjacent to each other. The droplets 30 are united. And the target wiring pattern shown in FIG. 1A is formed on the substrate 10b by solidifying the coalesced liquid 32 by the second UV irradiation unit 116 with a light quantity larger than that of the first UV irradiation unit 112. The The substrate 10b on which the wiring pattern is formed is stored again in the cassette 102 by the unloading unit 118.

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。   The ink composition used here (hereinafter also simply referred to as “ink”) is represented by at least (A) N-vinyl lactams and (B) the following formula (I) or (II): It contains a monomer and (C) a radical polymerization initiator.

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。

Here, in the formulas (I) and (II), R ¹ represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, X ¹ represents a divalent linking group, R ² and R ³ each independently represents a substituent, k represents an integer of 1 to 6, q and r each independently represents an integer of 0 to 5, n represents a cyclic hydrocarbon structure, and the cyclic hydrocarbon structure In addition to the hydrocarbon bond, it may contain a carbonyl bond (—C (O) —) and / or an ester bond (—C (O) O—), k present R ¹ , k present X ¹ , Q R ^{2 s} and r R ^{3 s} may be the same or different from each other, and one carbon atom in the adamantane skeleton in the formula (I) is bonded to an ether bond (—O -) And / or an ester bond (—C (O) O—) One carbon atom in the bornene skeleton may be substituted with an ether bond (—O—) and / or an ester bond (—C (O) O—).

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。   Here, the amount of the first ultraviolet ray irradiated for curing and pinning only the central portion of the droplet is 1,000 mW or less. The irradiation time is 0.01 to 120 s. The amount of the second ultraviolet light irradiated for solidifying the coalescence liquid is 1,000 to 4,000 mW, more preferably 1,500 to 2,500 mW.

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。   FIG. 15 shows an example of surface modification (change in wettability) by plasma. Specifically, when plasma treatment is performed on the surface of a substrate made of polyethylene, polypropylene, polycarbonate, ABS (Acrylonitrile-Butadiene-Styrene) resin, acrylic, glass, ceramic, aluminum, and stainless steel (SUS material). The change of the surface energy (unit: mN / m) is shown. As the surface energy increases, the contact angle with the droplet decreases.

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。   The plasma irradiation conditions are optimized according to the ink type and the substrate type based on the conditions disclosed in JP-A-6-41755 and JP-A-2006-272319. do it. When an atmospheric pressure plasma apparatus manufactured by Air Water Co., Ltd. is used, the processing time is 5 minutes or less.

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。   The present invention is not limited to the examples described in the present specification and the examples illustrated in the drawings, and various design changes and improvements may be made without departing from the spirit of the present invention.

（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。(A) is a plan view showing an example of a design pattern, (B) is a plan view showing an example of a droplet ejection pattern, and (C) is a cross-sectional view taken along line 1C-1C of FIG. 1 (B). 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。It is a top view of the board | substrate with which the lyophilic part and the liquid repellent part were patterned. 打滴パターンの一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of a droplet ejection pattern. 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。It is process drawing which shows an example of the pattern formation method of 1st Embodiment. 図４の各工程における液滴の平面図である。It is a top view of the droplet in each process of FIG. 着弾した液滴の拡大図である。It is an enlarged view of the droplet which landed. 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。It is sectional drawing which shows an example of the board | substrate which patterned the lyophilic part and the liquid repellent part. 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。It is sectional drawing which shows the other example of the board | substrate which patterned the lyophilic part and the liquid repellent part. 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。It is a schematic flowchart which shows an example of the flow of a process of the pattern formation method of 1st Embodiment. 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。It is a block diagram of an example of the wiring board manufacturing apparatus which manufactures a wiring board using the pattern formation method of 1st Embodiment. 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。It is process drawing which shows an example of the pattern formation method of 2nd Embodiment. 図１１の各工程における液滴の平面図である。It is a top view of the droplet in each process of FIG. 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。It is a schematic flowchart which shows an example of the flow of a process of the pattern formation method of 2nd Embodiment. 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。It is a block diagram of an example of the wiring board manufacturing apparatus which manufactures a wiring board using the pattern formation method of 2nd Embodiment. プラズマによる表面改質例を示す図である。It is a figure which shows the example of surface modification by plasma.

符号の説明Explanation of symbols

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   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 10a, 10b ... board | substrate, 12 ... lyophilic part (pinning area | region), 14 ... wettability change part, 16 ... lyophobic part, 22 ... design pattern (wiring pattern), 24 ... droplet ejection pattern, 26 ... droplet 30 ... droplet, 32 ... united liquid, 33 ... central portion of the droplet, 100a, 100b ... wiring board manufacturing apparatus, 103 ... substrate storage unit, 106 ... load unit, 108 ... pretreatment unit, 110 ... Drip ejection unit, 112, 116 ... UV irradiation unit, 114 ... Plasma irradiation unit, 118 ... Unload unit, 120 ... Transfer unit

Claims (4)

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。 A substrate having a plurality of lyophilic parts arranged at least at the droplet ejection position and a liquid repellent part arranged at least around the lyophilic part and having lower wettability than the lyophilic part is prepared. And
Hitting the droplets toward the lyophilic portions of the substrate at intervals at which the droplets do not overlap each other on the substrate;
Changing the wettability of at least a region between droplets on the surface of the substrate to unite adjacent droplets;
Solidifying the combined droplets;
A pattern forming method comprising: 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。 A step of patterning a plurality of lyophilic portions disposed at least on the droplet ejection position on a predetermined substrate and a lyophobic portion disposed at least around the lyophilic portion and having lower wettability than the lyophilic portion. When,
Hitting the droplets toward the lyophilic portions of the substrate at intervals at which the droplets do not overlap each other on the substrate;
Changing the wettability of at least a region between droplets on the surface of the substrate to unite adjacent droplets;
Solidifying the combined droplets;
A pattern forming method comprising: 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。 Hitting a plurality of droplets toward the surface of the substrate at intervals at which the droplets do not overlap each other on the substrate;
Curing only the central portion of each droplet landed on the substrate;
Changing the wettability of at least a region between droplets on the surface of the substrate to unite adjacent droplets;
Solidifying the combined droplets;
A pattern forming method comprising: 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。   Using the pattern forming method according to any one of claims 1 to 3, droplets containing a conductive material as the droplets are deposited on the substrate to form a wiring pattern on the substrate. A method for manufacturing a wiring board.

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