JP6550284B2 - 配線形成装置及び配線形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、比較的短時間で適切な膜厚の配線を形成する配線形成装置及び配線形成方法に関する。

配線形成装置は、ガラスやシリコン等で成型された基板上に、インク液滴を吐出することにより、配線基板を形成するインクジェット方式のものがよく知られている。

ここで、インク液滴は、粘度が高すぎると液滴吐出ヘッドから吐出できなくなるので、低粘度に抑える必要がある。ところが、低粘度のインク液滴では、基板上に吐出してもその粘度の低さから十分な厚みを得ることができず、適切な膜厚で配線を形成することが困難であった。

特許文献１には、基体上に半導体装置を実装する際に用いるバンプの形成方法に関する技術が開示されている。具体的には、基体又は半導体装置のバンプ形成部に、金属微粒子を分散させてなる金属分散液（インク液滴）を液滴吐出ヘッドから一滴づつ吐出し、一旦乾燥させて金属分散液の表面を固化する。そして、金属分散液による所定量の吐出、乾燥をある回数繰り返すことにより金属分散液を所定量の厚みになるまで設ける。次いで、バンプ形成部に設けられた金属分散液を熱処理して金属製のバンプを形成する。

特開２００４−２２８３７５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術によれば、所定量の厚みのバンプを形成するために必要な回数だけ吐出、乾燥を繰り返す必要があるのでその分相当の時間を要していた。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、比較的短時間で適切な膜厚の配線を形成する配線形成装置及び配線形成方法に関する。

上記目的を達成するため、本発明の配線形成装置の第１の特徴は、
絶縁基板が載置されたステージと、
前記ステージの上方に設けられ、吐出口から前記絶縁基板に向けて粘着性を有する粘着インクを吐出する粘着インク吐出ヘッドと、
前記ステージの上方に設けられ、吐出口から前記絶縁基板に向けて金属粉末を吐出する金属粉末吐出ヘッドと、
前記粘着インク吐出ヘッド及び前記金属粉末吐出ヘッドと、前記ステージとを対向させた状態で、前記粘着インク吐出ヘッド及び前記金属粉末吐出ヘッドと、前記ステージとを相対的に移動させる駆動手段と、
前記粘着インク吐出ヘッドから粘着インクを吐出させた後、前記絶縁基板に着弾した前記粘着インク上に、前記金属粉末吐出ヘッドから金属粉末を吐出させるように前記駆動手段を制御する制御手段と、を備えたことにある。

また、本発明の配線形成装置の第２の特徴は、
前記制御手段が、
前記粘着インク吐出ヘッドから粘着インクを吐出させた後、前記絶縁基板に着弾した前記粘着インク上に、前記金属粉末吐出ヘッドから金属粉末を吐出させ、その後、さらに前記絶縁基板に着弾した前記金属粉末上に、前記粘着インク吐出ヘッドから粘着インクを吐出させるように、前記ステージ駆動手段を制御することにある。

また、本発明の配線形成装置の第３の特徴は、
前記ステージの上方に設けられ、吐出口から前記絶縁基板に向けて導電ペーストを吐出する導電ペースト吐出ヘッドを、さらに備え、
前記制御手段が、
前記粘着インク吐出ヘッドから粘着インクを吐出させた後、前記絶縁基板に着弾した前記粘着インク上に、前記金属粉末吐出ヘッドから金属粉末を吐出させ、その後、前記絶縁基板に着弾した前記金属粉末上に、前記導電ペースト吐出ヘッドから導電ペーストを吐出させるように、前記ステージ駆動手段を制御することにある。

また、本発明の配線形成装置の第４の特徴は、
前記ステージと前記金属粉末吐出ヘッドとの間に電圧を印加する電源を、さらに備え、
前記制御手段が、少なくとも前記金属粉末吐出ヘッドから金属粉末を吐出させている間に前記電源に電圧を印加させることにある。

また、本発明の配線形成装置の第５の特徴は、
前記ステージと前記金属粉末吐出ヘッドとの間に電圧を印加する電源を、さらに備え、
前記制御手段が、少なくとも前記金属粉末吐出ヘッドから金属粉末を吐出させている間、及び前記導電ペースト吐出ヘッドから導電ペーストを吐出させている間に前記電源に電圧を印加させることにある。

また、本発明の配線形成装置の第６の特徴は、
前記金属粉末吐出ヘッドから吐出され、前記絶縁基板上で前記粘着インクに接触することなく堆積された前記金属粉末を除去する金属粉末除去手段を、さらに備えたことにある。

また、本発明の配線形成装置の第７の特徴は、
前記金属粉末吐出ヘッド内に貯留されている金属粉末を撹拌する撹拌手段を、さらに備えたことにある。

また、本発明の配線形成方法の第１の特徴は、
絶縁基板が載置されたステージと、
前記ステージの上方に設けられ、吐出口から前記絶縁基板に向けて粘着性を有する粘着インクを吐出する粘着インク吐出ヘッドと、
前記ステージの上方に設けられ、吐出口から前記絶縁基板に向けて金属粉末を吐出する金属粉末吐出ヘッドと、を用いた配線形成方法であって、
前記粘着インク吐出ヘッド及び前記金属粉末吐出ヘッドと、前記ステージとを対向させた状態で、前記粘着インク吐出ヘッド及び前記金属粉末吐出ヘッドと、前記ステージとを相対的に移動させながら、前記粘着インク吐出ヘッドから粘着インクを吐出させた後、前記絶縁基板に着弾した前記粘着インク上に、前記金属粉末吐出ヘッドから金属粉末を吐出させることにある。

本発明の配線形成装置及び配線形成方法によれば、比較的短時間で適切な膜厚の配線を形成することができる。

本発明の実施形態１である配線形成装置の全体構造を示した図である。 本発明の実施形態１である配線形成装置の作用を模式的に説明した説明図である。 本発明の実施形態２である配線形成装置の構成を示した平面図である。 本発明の実施形態３である配線形成装置の全体構造を示した図である。 本発明の実施形態３である配線形成装置の作用を模式的に説明した説明図である。 本発明の実施形態４である配線形成装置の構成を示した平面図である。

以下、本発明の実施形態に係る配線形成装置を、図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１である配線形成装置の全体構造を示した図である。

図１に示すように、本発明の実施形態１である配線形成装置１Ａは、制御部１１と、絶縁基板２０が載置されたステージ１２と、ステージ駆動機構１９と、電源１３と、撹拌モータ１４と、金属粉末タンク１５と、粘着インクタンク１６と、金属粉末吐出ヘッド１７（以下、「金属ヘッド１７」という）と、粘着インク吐出ヘッド１８（以下、「インクヘッド１８」という）と、吸引ファン２１とを備えている。

ステージ駆動機構１９は、導電体のステージ１２（以下「ステージ」と言う）の下部に設けられている。ステージ駆動機構１９が駆動することにより、ステージ１２が、金属ヘッド１７及びインクヘッド１８との距離を一定に保った状態で平行移動、即ち、図示した左右方向（Ｘ１―Ｘ２方向）及び前後方向（紙面に向かって垂直方向）に移動される。ステージ駆動機構１９は、金属ヘッド１７及びインクヘッド１８と、ステージ１２とを相対的に移動させる駆動手段の一例である。他の駆動手段としては、例えば、後述の実施形態２のように、金属ヘッド１７及びインクヘッド１８を、Ｘ１−Ｘ２方向に移動させるＸ軸移動機構３０、或いはＹ１−Ｙ２方向に移動させるＹ軸移動機構４０がある。なお、駆動手段としては、ステージ駆動機構１９、Ｘ軸移動機構３０、及びＹ軸移動機構４０を採用することもできる。

粘着インクタンク１６は、内部に粘着インクを貯留し、後述するインクヘッド１８内の粘着インクの減少量に応じてインクヘッド１８へ粘着インクを供給する。ここで、粘着インクは無色透明で粘着性を有するインクである。また、粘着インクは、導電性を有していて、導電性を有していなくてもよい。

金属粉末タンク１５は、内部に金属粉末を貯留し、後述する金属ヘッド１７内の金属粉末の減少量に応じて金属ヘッド１７へ金属粉末を供給する。ここで、金属粉末とは、金、銀、或いは銅の粉末、又は、金、銀、及び銅のうち、何れの金属を組み合わせた合金の粉末を示す。また、金属粉末としては、非導電性の金属粉末を使用することができる。

インクヘッド１８は、ステージ１２の上方に設けられ、内部に設けられた圧電素子に電圧が印加されることにより下部の吐出面に設けられた吐出口１８ａから、ステージ１２上に載置された絶縁基板２０に向けて粘着インクＰ１を吐出する。

金属ヘッド１７は、ステージ１２の上方に設けられ、内部に設けられた圧電素子に電圧が印加されることにより下部の吐出面に設けられた吐出口１７ａから、ステージ１２上に載置された絶縁基板２０に向けて金属粉末Ｐ２を吐出する。

電源１３は、ステージ１２と金属ヘッド１７との間に電圧を印加する。これにより、金属ヘッド１７から吐出された金属粉末はステージ１２へ誘導される。

吸引ファン２１は、後述するように、金属ヘッド１７から吐出された金属粉末のうち、絶縁基板２０上に着弾した粘着インクに接触しなかった金属粉末を吸引する。吸引ファン２１は、金属粉末除去手段の一例である。

また、金属ヘッド１７には、金属粉末が貯留されているが、例えば、湿気が多い環境において長時間放置された場合、吐出口１７ａにおいて目詰まりを発生することがある。そこで、金属ヘッド１７内部に貯留された金属粉末を撹拌する撹拌モータ１４が設けられている。図示しないが、この撹拌モータ１４は、モータ回転軸の先端が金属ヘッド１７内部に位置するように設けられており、モータ回転軸の先端には螺旋形状のスクリューが備えられている。モータ回転軸の回転によりスクリューが回転することにより、金属ヘッド１７内部に貯留されている金属粉末が撹拌される。撹拌モータ１４は、撹拌手段の一例である。

制御部１１は、予め設定してあるに基づいて、インクヘッド１８から粘着インクを吐出させた後、少なくとも絶縁基板２０に着弾した粘着インク上に、金属ヘッド１７から金属粉末を吐出させるように、インクヘッド１８、金属ヘッド１７、及びステージ駆動機構１９を制御する。ここで配線パターン画像に関する情報（以下、「画像情報」という）とは、絶縁基板２０上（Ｘ−Ｙ平面上）に描画すべき配線のパターンを示す画像データであり、制御部１１が図示しないコンピュータなどの外部装置から受信する。

また、制御部１１は、少なくとも金属ヘッド１７から金属粉末を吐出させている間に電源１３に電圧を印加させる。制御部１１は、制御手段の一例である。他の制御手段として、例えば、必要なプログラムがインストールされたＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）を採用することもできる。

次に、本発明の実施形態１である配線形成装置１Ａの作用について説明する。

図２は、本発明の実施形態１である配線形成装置１Ａの作用を模式的に説明した説明図である。

図２（ａ）に示すように、制御部１１は、画像情報に基づいて、インクヘッド１８の内部に設けられた圧電素子に電圧を印加することにより、吐出口１８ａからステージ１２上に載置された絶縁基板２０に向けて粘着インクＰ１を吐出させる。これにより、絶縁基板２０に粘着インクが着弾して絶縁基板２０上に、配線パターンに沿って粘着インクの薄膜が形成される。

次に、図２（ｂ）に示すように、制御部１１は、絶縁基板２０に着弾した粘着インクＰ１が乾燥しないうちに、画像情報に基づいて、金属ヘッド１７の内部に設けられた圧電素子に電圧が印加することにより、吐出口１７ａからステージ１２上に載置された絶縁基板２０上に着弾した粘着インク上に金属粉末Ｐ２を吐出させる。これにより、絶縁基板２０の粘着インク上に金属粉末Ｐ２が着弾して絶縁基板２０上に金属粉末Ｐ２が堆積する。

このとき、絶縁基板２０上に堆積した金属粉末Ｐ２は、絶縁基板２０の粘着インクＰ１に接触している金属粉末Ｐ２１と、金属粉末Ｐ２１上に堆積し絶縁基板２０の粘着インクＰ１に接触していない金属粉末Ｐ２２とが存在する。

そこで、図２（ｃ）に示すように、制御部１１は、絶縁基板２０の粘着インクＰ１に接触していない金属粉末Ｐ２２を不要な金属粉末として吸引ファン２１により吸引する。これにより、不要な金属粉末Ｐ２２を除去して適切な厚みにした後、図示しない熱処理装置の加熱処理により金属粉末Ｐ２が焼結するので、適切な厚みの配線パターンを得ることができる。

以上のように、本発明の実施形態１である配線形成装置１Ａによれば、制御部１１が、インクヘッド１８から粘着インクを吐出させた後、少なくとも絶縁基板２０に着弾した粘着インク上に、金属ヘッド１７から金属粉末を吐出させるようにステージ駆動機構１９を制御する。そのため、粘度の低い粘着インクを絶縁基板２０上の適切な場所に吐出した上に金属粉末を吐出して堆積させるので、必要な厚みとなるように金属粉末を形成させることができる。これにより、インク液滴の吐出、及び乾燥を繰り返す必要なく、比較的短時間で適切な膜厚の配線パターンを形成することができる。

なお、図２の例では、金属粉末Ｐ２１上に堆積し絶縁基板２０の粘着インクＰ１に接触していない金属粉末Ｐ２２を不要な金属粉末として吸引ファン２１により吸引したが、実施形態１の技術的範囲は、これに限定されない。例えば、絶縁基板２０に着弾した粘着インクからあえてはみ出るように金属粉末を吐出するようにしてもよい。この場合においても、粘着インクからはみ出て、絶縁基板２０上に直接堆積している金属粉末を不要の金属粉末として吸引ファン２１により吸引することができる。

すなわち、制御部１１は、絶縁基板２０の粘着インクＰ１に接触していない金属粉末を不要な金属粉末として吸引ファン２１により吸引する。

また、図２の例では、金属粉末除去手段として、吸引ファン２１を採用して説明したが、吸引ファン２１に替えて、排気ファンを採用してもよい。排気ファンは、粘着インクＰ１に接触していない金属粉末を不要な金属粉末として絶縁基板２０上から吹き飛ばす。

さらに、図２の例では、制御部１１が、インクヘッド１８から粘着インクを吐出させた後、少なくとも絶縁基板２０に着弾した粘着インク上に、金属ヘッド１７から金属粉末を吐出させるようにステージ駆動機構１９を制御したが、実施形態１の技術的範囲は、これに限定されない。

例えば、制御部１１が、インクヘッド１８から粘着インクを吐出させた後、少なくとも絶縁基板２０に着弾した粘着インク上に、金属ヘッド１７から金属粉末を吐出させ、その後、さらに絶縁基板２０に着弾した金属粉末上に、インクヘッド１８から粘着インクを吐出させるようにステージ駆動機構１９を制御するようにしてもよい。

これにより、金属粉末Ｐ２１上に堆積し絶縁基板２０の粘着インクＰ１に接触していない金属粉末Ｐ２２の上から、粘着インクを塗布することができるので、不要な金属粉末として吸引ファン２１により吸引する金属粉末の量が少なくなる。このため、吸引ファン２１を設けない構成とすることもでき、その場合、、装置構造を簡略化でき、製造コストを削減することができる。

また、実施形態１では、電源１３は、導電体のステージ１２と金属ヘッド１７との間に電圧を印加したが、ステージ１２が絶縁体である場合、ステージ１２の下方に電極を設け、この電極と金属ヘッド１７との間に電圧を印加するようにしてもよい。これにより、金属ヘッド１７から吐出された金属粉末は電極に誘導され、ステージ１２上に着弾する。

なお、実施形態１である配線形成装置１Ａでは、電源１３、撹拌モータ１４、及び吸引ファン２１を備えた構成として説明したが、実施形態１の技術的範囲は、これに限定されず、電源１３、撹拌モータ１４、及び吸引ファン２１を、省略した構成とすることもできる。

（実施形態２）
本発明の実施形態１である配線形成装置１Ａでは、制御部１１は、少なくとも絶縁基板２０に着弾した粘着インク上に、金属ヘッド１７から金属粉末を吐出させるように、ステージ駆動機構１９をステージ１２と平行な平面上、すなわち、Ｘ−Ｙ平面上で移動させるように制御した。

本発明の実施形態２である配線形成装置１Ｂでは、制御部１１は、少なくとも絶縁基板２０に着弾した粘着インク上に、金属ヘッド１７から金属粉末を吐出させるように、インクヘッド１８、及び金属ヘッド１７を、ステージ１２と平行な平面上、すなわち、Ｘ−Ｙ平面上で移動させるように制御する。

図３は、実施形態２である配線形成装置１Ｂの構成を示した平面図である。

図３に示すように、ステージ１２は、図示しない架台に固定されており、このステージ１２上に絶縁基板２０が載置されている。

また、配線形成装置１Ｂは、Ｘ軸移動機構３０と、Ｙ軸移動機構４０とを備えている。上述したが、Ｘ軸移動機構３０、及びＹ軸移動機構４０は、金属ヘッド１７及びインクヘッド１８と、ステージ１２とを相対的に移動させる駆動手段の一例である。Ｙ軸移動機構４０は、インクヘッド１８をＹ１−Ｙ２方向に移動させるためのインクヘッドＹ軸移動機構４１（以下、「インクヘッド機構４１」という）と、金属ヘッド１７をＹ１−Ｙ２方向に移動させるための吐出ヘッドＹ軸移動機構４５（以下、「金属ヘッド機構４５」という）と、を備えている。

インクヘッド機構４１は、Ｙ軸レール４２と、ガイド４３と、ガイド４３を移動させるＹ軸ヘッド駆動部（図示しない）とを備えている。

Ｙ軸レール４２は、インクヘッド１８がＹ１−Ｙ２方向に移動可能となるように、後述するＸ軸ガイド３４に固定されている。

ガイド４３は、インクヘッド１８に固定されており、インクヘッド１８がＹ１−Ｙ２方向に移動可能となるようにＹ軸レール４２に支持されている。

同様に、金属ヘッド機構４５は、Ｙ軸レール４６と、ガイド４７と、ガイド４７を移動させるＹ軸ヘッド駆動部（図示しない）とを備えている。

Ｙ軸レール４６は、金属ヘッド１７がＹ１−Ｙ２方向に移動可能となるように、後述するＸ軸ガイド３５に固定されている。

ガイド４７は、金属ヘッド１７に固定されており、金属ヘッド１７がＹ１−Ｙ２方向に移動可能となるようにＹ軸レール４６に支持されている。

図示しないＹ軸ヘッド駆動部は、モータなどの駆動装置とギアとを有し、ギアを介して駆動装置の駆動を伝達することにより、インクヘッド１８及び金属ヘッド１７をＹ１−Ｙ２方向に移動させる。

Ｘ軸移動機構３０は、インクヘッド１８及び金属ヘッド１７をＸ１−Ｘ２方向に移動させるための機構である。Ｘ軸移動機構３０は、２本のＸ軸レール３３と、インクヘッド１８用のＸ軸ガイド３４と、金属ヘッド１７用のＸ軸ガイド３５と、Ｘ軸ガイド３４，３５を移動させるＸ軸ヘッド駆動部（図示しない）とを備えている。

Ｘ軸レール３３は、インクヘッド機構４１及び金属ヘッド機構４５がＸ１−Ｘ２方向に移動可能となるように、図示しない架台に固定されている。

Ｘ軸ガイド３４は、インクヘッド１８用のＹ軸レール４２に固定されており、インクヘッド機構４１がＸ１−Ｘ２方向に移動可能となるようにＸ軸レール３３に支持されている。

同様に、Ｘ軸ガイド３５は、金属ヘッド１７用のＹ軸レール４６に固定されており、金属ヘッド機構４５がＸ１−Ｘ２方向に移動可能となるようにＸ軸レール３３に支持されている。

Ｘ軸ヘッド駆動部は、モータなどの駆動装置とギアとを有し、駆動装置の駆動を、ギアを介して伝達することにより、インクヘッド機構４１及び金属ヘッド機構４５がＸ１−Ｘ２方向に移動する。これにより、インクヘッド１８及び金属ヘッド１７をＸ１−Ｘ２方向に移動させることができる。

そして、制御部１１は、画像情報に基づいて、インクヘッド１８から粘着インクを吐出させた後、少なくとも絶縁基板２０に着弾した粘着インク上に、金属ヘッド１７から金属粉末を吐出させるように、インクヘッド１８と、金属ヘッド１７と、Ｘ軸移動機構３０と、Ｙ軸移動機構４０とを制御する。

このように、実施形態２である配線形成装置１Ｂでは、金属ヘッド１７及びインクヘッド１８を、Ｘ軸移動機構３０によりＸ１−Ｘ２方向に移動させると共に、Ｙ軸移動機構４０によりＹ１−Ｙ２方向に移動させる。

以上のように、実施形態１である配線形成装置１Ｂと同様に、粘度の低い粘着インクを絶縁基板２０上の適切な場所に吐出した上に金属粉末を吐出して堆積させるので、必要な厚みとなるように金属粉末を形成させることができる。これにより、インク液滴の吐出、乾燥を繰り返す必要なく、比較的短時間で適切な膜厚の配線パターン４９を形成することができる。

（実施形態３）
実施形態１では、インクヘッド１８と、金属ヘッド１７とを備えた配線形成装置１Ａを例に挙げて説明した。

本発明の実施形態３では、さらに、導電ペーストを吐出する導電ペースト吐出ヘッドを備えた配線形成装置１Ｃを例に挙げて説明する。

図４は、本発明の実施形態３である配線形成装置の全体構造を示した図である。

図４に示すように、実施形態３である配線形成装置１Ｃは、制御部１１と、絶縁基板２０が載置されたステージ１２と、ステージ駆動機構１９と、電源１３と、撹拌モータ１４と、金属粉末タンク１５と、粘着インクタンク１６と、金属ヘッド１７と、インクヘッド１８と、導電ペーストタンク５１と、導電ペースト吐出ヘッド５２（以下、「ペーストヘッド５２」という）とを備えている。これらの構成のうち、本発明の実施形態１である配線形成装置１Ａと同一符号を付したものは同一の構成であるので説明を省略する。

導電ペーストタンク５１は、内部に導電ペーストを貯留し、後述するペーストヘッド５２内の導電ペーストの減少量に応じてペーストヘッド５２へ導電ペーストを供給する。ここで、導電ペーストは導電性を有するペースト状のインクであり、ペーストヘッド５２から吐出可能な程度の粘度に調整されたものである。

ペーストヘッド５２は、ステージ１２の上方に設けられ、内部に設けられた圧電素子に電圧が印加されることにより下部の吐出面に設けられた吐出口５２ａから、ステージ１２上に載置された絶縁基板２０に向けて導電ペーストＰ３を吐出する。

電源１３は、ステージ１２と金属ヘッド１７との間及びステージ１２とペーストヘッド５２との間に電圧を印加する。

制御部１１は、画像情報に基づいて、インクヘッド１８から粘着インクを吐出させた後、少なくとも絶縁基板２０に着弾した粘着インク上に、金属ヘッド１７から金属粉末を吐出させ、その後、制御部１１は、絶縁基板２０に着弾した金属粉末上に、ペーストヘッド５２から導電ペーストを吐出させるように、インクヘッド１８、金属ヘッド１７、ペーストヘッド５２、及びステージ駆動機構１９を制御する。

また、制御部１１は、少なくとも金属ヘッド１７から金属粉末を吐出させている間、及びペーストヘッド５２から導電ペーストを吐出させている間に電源１３に電圧を印加させる。

次に、本発明の実施形態３である配線形成装置１Ｃの作用について説明する。
図５は、実施形態３である配線形成装置１Ｃの作用を模式的に説明した説明図である。

図５（ａ）に示すように、制御部１１は、画像情報に基づいて、インクヘッド１８の内部に設けられた圧電素子に電圧が印加することにより吐出口１８ａから、ステージ１２上に載置された絶縁基板２０に向けて粘着インクＰ１を吐出させる。これにより、絶縁基板２０に粘着インクが着弾して絶縁基板２０上に、配線パターンに沿って粘着インクの薄膜が形成される。

次に、図５（ｂ）に示すように、制御部１１は、絶縁基板２０に着弾した粘着インクＰ１が乾燥しないうちに、配線パターン画像に基づいて、金属ヘッド１７の内部に設けられた圧電素子に電圧が印加することにより吐出口１７ａから、ステージ１２上に載置された絶縁基板２０上に着弾した粘着インク上に金属粉末Ｐ２を吐出させる。これにより、絶縁基板２０の粘着インク上に金属粉末Ｐ２が着弾して絶縁基板２０上に金属粉末Ｐ２が堆積する。

このとき、絶縁基板２０上に堆積した金属粉末Ｐ２は、絶縁基板２０の粘着インクＰ１に接触している金属粉末Ｐ２１と、金属粉末Ｐ２１上に堆積し絶縁基板２０の粘着インクＰ１に接触していない金属粉末Ｐ２２とが存在する。

さらに、図５（ｃ）に示すように、制御部１１は、絶縁基板２０に着弾した粘着インクＰ１が乾燥しないうちに、配線パターン画像に基づいて、ペーストヘッド５２の内部に設けられた圧電素子に電圧が印加することにより吐出口５２ａから、粘着インクＰ１に接触していない金属粉末Ｐ２２上に導電ペーストＰ３を吐出させる。これにより、導電ペーストＰ３が絶縁基板２０上で金属粉末Ｐ２２を覆うように形成される。

これにより、絶縁基板２０の粘着インクＰ１に接触していない金属粉末Ｐ２２を不要な金属粉末として吸引ファン２１により吸引することなく、導電ペーストＰ３で金属粉末Ｐ２２を覆い適切な厚みにした後、図示しない熱処理装置の加熱処理により金属粉末Ｐ２が焼結するので、適切な厚みの配線パターンを得ることができる。

以上のように、本発明の実施形態３である配線形成装置１Ｃによれば、制御部１１が、インクヘッド１８から粘着インクを吐出させた後、絶縁基板２０に着弾した粘着インク上に、金属ヘッド１７から金属粉末を吐出させ、その後、絶縁基板２０に着弾した金属粉末上に、ペーストヘッド５２から導電ペーストを吐出させるように、ステージ駆動機構１９を制御する。

そのため、粘度の低い粘着インクを絶縁基板２０上の適切な場所に吐出した上に金属粉末を吐出して堆積させ厚みを持たせ、さらに導電ペーストで覆うので、所定の厚みの配線パターンを形成するために粘度の低い導電ペーストを何度も吐出、乾燥を繰り返すことなく、少ない回数で必要な厚みとなるように金属粉末及び導電ペーストを形成させることができる。これにより、インク液滴の吐出、乾燥を繰り返す必要なく、比較的短時間で適切な膜厚の配線パターンを形成することができる。

さらに、金属粉末Ｐ２１上に堆積し絶縁基板２０の粘着インクＰ１に接触していない金属粉末Ｐ２２を吸引ファン２１により吸引する必要がないので、配線パターンの厚みを制御することが容易になる。すなわち、必要な厚み近くまで金属粉を吐出させた後、必要な厚みになるまで導電ペーストを吐出して厚みの微調整を行うことができるので、より精度の高い厚みの配線パターンを形成することができる。

（実施形態４）
実施形態２では、Ｘ軸移動機構３０と、Ｙ軸移動機構４０とを備え、インクヘッド１８、金属ヘッド１７を、ステージ１２と平行な平面上、すなわち、Ｘ−Ｙ平面上で移動させる配線形成装置１Ｂを例に挙げて説明した。

ここで、インクヘッド１８から吐出される粘着インクは液体であるので、吐出する速度は比較的速いが、金属ヘッド１７から吐出される金属粉末は粉体であるので、吐出する速度が比較的遅くなる傾向がある。

そこで、本発明の実施形態４では、その速度差を短縮するために、Ｘ１−Ｘ２方向及びＹ１−Ｙ２方向の両方に移動するキャリッジ型の粘着インク吐出ヘッドと、Ｘ１−Ｘ２方向のみ移動するライン型の金属ヘッドとを備え、インクヘッド１８をＸ−Ｙ平面上で移動させると共に、金属ヘッド１７をＸ軸方向のみに移動させる配線形成装置１Ｄを例に挙げて説明する。

図６は、本発明の実施形態４である配線形成装置１Ｄの構成を示した平面図である。

図６に示すように、ステージ１２は、図示しない架台に固定されており、このステージ１２上に絶縁基板２０が載置されている。

また、実施形態４である配線形成装置１Ｄは、Ｘ軸移動機構３０と、インクヘッド機構４１とを備えている。このうち、インクヘッド機構４１については、上述したので説明を省略する。

さらに、本発明の実施形態４である配線形成装置１Ｄは、Ｙ１−Ｙ２方向に移動するキャリッジ型の金属ヘッド１７に替えて、絶縁基板２０のＹ１−Ｙ２方向全体に吐出可能なように、Ｙ１−Ｙ２方向に１列以上の吐出口が配置されたライン型の金属ヘッド６２（以下、「ラインヘッド６２」）を備えている。

そして、ラインヘッド６２は、Ｘ１−Ｘ２方向に移動可能となるように、後述するＸ軸ガイド６３に固定されている。

Ｘ軸移動機構３０は、インクヘッド１８及びラインヘッド６２をＸ１−Ｘ２方向に移動させるための機構である。Ｘ軸移動機構３０は、２本のＸ軸レール３３と、インクヘッド１８用のＸ軸ガイド３４と、ラインヘッド６２用のＸ軸ガイド６３と、Ｘ軸ガイド３４，６３を移動させるＸ軸ヘッド駆動部（図示しない）とを備えている。

Ｘ軸レール３３は、インクヘッド機構４１及びラインヘッド６２がＸ１−Ｘ２方向に移動可能となるように、図示しない架台に固定されている。
Ｘ軸ガイド３４は、インクヘッド１８用のＹ軸レール４２に固定されており、インクヘッド機構４１がＸ１−Ｘ２方向に移動可能となるようにＸ軸レール３３に支持されている。

Ｘ軸ガイド６３は、ラインヘッド６２に固定されており、ラインヘッド６２がＸ１−Ｘ２方向に移動可能となるようにＸ軸レール３３に支持されている。

Ｘ軸ヘッド駆動部は、モータなどの駆動装置とギアとを有し、駆動装置の駆動を、ギアを介して伝達することにより、インクヘッド１８及びラインヘッド６２をＸ１−Ｘ２方向に移動させる。

そして、制御部１１は、画像情報に基づいて、インクヘッド１８から粘着インクを吐出させた後、少なくとも絶縁基板２０に着弾した粘着インク上に、ラインヘッド６２から金属粉末を吐出させるように、インクヘッド１８と、ラインヘッド６２と、Ｘ軸移動機構３０と、インクヘッド機構４１とを制御する。

このように、本発明の実施形態４である配線形成装置１Ｄでは、インクヘッド１８を、Ｘ軸移動機構３０によりＸ１−Ｘ２方向に移動させると共に、Ｙ軸移動機構４０によりＹ１−Ｙ２方向に移動させる。その一方、ラインヘッド６２をＸ軸移動機構３０によりＸ１−Ｘ２方向にのみ移動させる。

これにより、実施形態２である配線形成装置１Ｄと比較して、インクヘッド１８から粘着インクを吐出する吐出速度と、ラインヘッド６２から金属粉末を吐出する吐出速度との速度差を短くすることが可能となるので、より速く配線パターンを形成することができる。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ…配線形成装置
１１…制御部
１２…ステージ
１３…電源
１４…撹拌モータ（撹拌手段）
１５…金属粉末タンク
１６…粘着インクタンク
１７，６２…金属粉末吐出ヘッド（金属ヘッド）
１８…粘着インク吐出ヘッド（インクヘッド）
１９…ステージ駆動機構（駆動手段）
２０…絶縁基板
２１…吸引ファン（金属粉末除去手段）
３０…Ｘ軸移動機構（駆動手段）
３３…Ｘ軸レール
３４，３５，６３…Ｘ軸ガイド
４０…Ｙ軸移動機構（駆動手段）
４１…金属ヘッド機構
４５…インクヘッド機構
４２…Ｙ軸レール
４３，４７…ガイド
４６…Ｙ軸レール
５１…導電ペーストタンク
５２…導電ペースト吐出ヘッド（ペーストヘッド）

Claims (8)

1. 絶縁基板が載置されたステージと、
   前記ステージの上方で前記ステージと平行な平面上で移動可能に設けられ、吐出口から前記絶縁基板に向けて粘着性を有する粘着インクを吐出する粘着インク吐出ヘッドと、
   前記ステージの上方で前記ステージと平行な平面上で所定の方向に移動可能に設けられ、前記移動可能な所定の方向と直交する方向全体に吐出可能に設けられた吐出口から前記絶縁基板に向けて金属粉末を吐出する金属粉末吐出ヘッドと、
   前記粘着インク吐出ヘッドと前記ステージとを対向させた状態で、前記粘着インク吐出ヘッドを前記ステージと平行な平面上で移動させると共に、前記金属粉末吐出ヘッドと前記ステージとを対向させた状態で、前記金属粉末吐出ヘッドを前記ステージと平行な平面上で前記所定の方向に移動させる駆動手段と、
   前記粘着インク吐出ヘッドから粘着インクを吐出させた後、前記絶縁基板に着弾した前記粘着インク上に、前記金属粉末吐出ヘッドから金属粉末を吐出させるように前記駆動手段を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする配線形成装置。
2. 前記制御手段は、
   前記粘着インク吐出ヘッドから粘着インクを吐出させた後、前記絶縁基板に着弾した前記粘着インク上に、前記金属粉末吐出ヘッドから金属粉末を吐出させ、その後、さらに前記絶縁基板に着弾した前記金属粉末上に、前記粘着インク吐出ヘッドから粘着インクを吐出させるように、前記駆動手段を制御する
   ことを特徴とする請求項１記載の配線形成装置。
3. 前記ステージの上方に設けられ、吐出口から前記絶縁基板に向けて導電ペーストを吐出する導電ペースト吐出ヘッドを、さらに備え、
   前記制御手段は、
   前記粘着インク吐出ヘッドから粘着インクを吐出させた後、前記絶縁基板に着弾した前記粘着インク上に、前記金属粉末吐出ヘッドから金属粉末を吐出させ、その後、前記絶縁基板に着弾した前記金属粉末上に、前記導電ペースト吐出ヘッドから導電ペーストを吐出させるように、前記駆動手段を制御する
   ことを特徴とする請求項１記載の配線形成装置。
4. 前記ステージと前記金属粉末吐出ヘッドとの間に電圧を印加する電源を、さらに備え、
   前記制御手段は、少なくとも前記金属粉末吐出ヘッドから金属粉末を吐出させている間に前記電源に電圧を印加させることを特徴とする請求項１又は２記載の配線形成装置。
5. 前記ステージと前記金属粉末吐出ヘッドとの間、および前記ステージと前記導電ペースト吐出ヘッドとの間に電圧を印加する電源を、さらに備え、
   前記制御手段は、少なくとも前記金属粉末吐出ヘッドから金属粉末を吐出させている間、及び前記導電ペースト吐出ヘッドから導電ペーストを吐出させている間に前記電源に電圧を印加させることを特徴とする請求項３記載の配線形成装置。
6. 前記金属粉末吐出ヘッドから吐出され、前記絶縁基板上で前記粘着インクに接触することなく堆積された前記金属粉末を除去する金属粉末除去手段を、さらに備えた
   ことを特徴とする請求項１記載の配線形成装置。
7. 前記金属粉末吐出ヘッド内に貯留されている金属粉末を撹拌する撹拌手段を、
   さらに備えたことを特徴とする請求項１記載の配線形成装置。
8. 絶縁基板が載置されたステージと、
   前記ステージの上方で前記ステージと平行な平面上で移動可能に設けられ、吐出口から前記絶縁基板に向けて粘着性を有する粘着インクを吐出する粘着インク吐出ヘッドと、
   前記ステージの上方で前記ステージと平行な平面上で所定の方向に移動可能に設けられ、前記移動可能な所定の方向と直交する方向全体に吐出可能に設けられた吐出口から前記絶縁基板に向けて金属粉末を吐出する金属粉末吐出ヘッドと、を用いた配線形成方法であって、
   前記粘着インク吐出ヘッドと前記ステージとを対向させた状態で、前記粘着インク吐出ヘッドを前記ステージと平行な平面上で移動させながら、前記粘着インク吐出ヘッドから粘着インクを吐出させた後、前記金属粉末吐出ヘッドと前記ステージとを対向させた状態で、前記金属粉末吐出ヘッドを前記ステージと平行な平面上で前記所定の方向に移動させながら、前記絶縁基板に着弾した前記粘着インク上に、前記金属粉末吐出ヘッドから金属粉末を吐出させる
   ことを特徴とする配線形成方法。

Images