JP2006024768A - 配線基板、配線基板の製造方法および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェット法によって基板の表面へ吐出される導電材料と絶縁材料との選択支が広く、且つ、高密度の配線層を有する公知の配線基板製造方法を併用して精度の高い配線基板を提供する。
【解決手段】配線基板６は、フレキシブル基板１の表面にアディティブ法により高密度な配線層２Ａを有する。そして、配線層２Ａに重ねて形成される配線層２Ｂの領域に対して、配線層２Ａを覆うように絶縁層３Ｂを形成する。次に、絶縁層３Ｂに重ねて配線層２Ｂを形成し、配線層２Ｂにさらに重ねて絶縁層３Ｃと配線層２Ｃとを形成する。配線層２Ｂ，２Ｃは、インクジェット法にて形成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、配線層が多層に形成されている配線基板、配線基板の製造方法および電子機器に関する。

従来、基板の表面に配線層と絶縁層とを同時に形成する方法により、配線基板が製造されている。まず、配線層を形成する導電材料、および絶縁層を形成する絶縁材料のそれぞれの液滴を、インクジェット法により基板の表面へ吐出する。配線層と絶縁層とが、同時に一つの層として、基板の表面に形成される。そして、既に形成された層に、さらに重ねて、配線層と絶縁層とから成る層が、同様な方法で形成される。こうして、配線層が、多層の構成になっている配線基板が得られる。なお、それぞれの配線層は、互いに電気的に導通している（たとえば特許文献１参照）。

特開昭１１−１６３４９９号公報

しかし、従来の技術は、配線層と絶縁層とを同時にインクジェット法により一つの層として形成し、加熱等によって硬化させる方法である。従って、基板の表面へ吐出された導電材料と絶縁材料との加熱温度が異なっている場合や、硬化方法が、例えば加熱と紫外線照射などのように異っている場合は、材料の併用が困難である。また、インクジェット法により形成される配線層および絶縁層は、公知のアディティブ法などで形成される高密度の配線基板と比較して、高密度化なされていない。

そこで本発明は、上記課題に鑑みてなされており、インクジェット法によって基板の表面へ吐出される導電材料と絶縁材料との選択支が広く、且つ、高密度の配線層を有する公知の配線基板製造方法を併用して精度の高い配線基板、配線基板の製造方法および電子機器を提供することを目的とする。

本発明の配線基板は、基板の表面にフォトリソグラフィーにより形成されている第一の配線層と、第一の配線層に重ねて形成されるべき第二の配線層の領域に対して第一の配線層を覆うようにインクジェット法により形成されている第一の絶縁層と、第一の絶縁層に重ねてインクジェット法により形成されている第二の配線層とを有することを特徴とする。

この配線基板によれば、フォトリソグラフィーにより形成されている第一の配線層に重ねてインクジェット法により形成されている第二の配線層が形成されている。第一および第二の配線層の間には、第一の絶縁層が設けられている。この絶縁層は、第二の配線層が形成される部分にのみ設けられている。従って、材料の無駄がなく使用材料の低減が図れる。また、フォトリソグラフィーにより形成されている高密度の第一の配線層に重ねて、インクジェット法により第一の絶縁層および第二の配線層が形成されているため、インクジェット法のみで絶縁層および配線層を形成する場合より精度の良い配線基板が得られる。

この場合、第二の配線層にさらに重ねて絶縁層と配線層とが順にインクジェット法により繰り返し形成されていることが好ましい。

この構成によれば、第二の配線層にさらに重ねて、絶縁層と配線層とが形成されることにより、多層の配線層を有する配線基板が得られる。インクジェット法によれば、配線層、絶縁層を必要な部分に、選択的に容易に形成できる。また、マスク工程、マスク剥離工程、メッキ工程やそれらに伴う設備が不要で、製造工程が少ない。即ち製造コストの低減が図れる。

この場合、配線層は絶縁層に覆われない露出部を有することが好ましく、重ねて形成されている配線層が露出部で接続され電気的に導通していることが好ましい。また、配線層の露出部分に電子部品が装着されていることが好ましい。

この構成によれば、多層に形成されている配線層がそれぞれ電気的に導通するように構成されている。さらに電子部品が装着され、平面的に小さな面積の基板であっても、多様な機能を有することができる。

本発明の配線基板の製造方法は、基板の表面にフォトリソグラフィーにより第一の配線層を形成する工程と、第一の配線層に重ねて第一の配線層の露出部を接続するために形成されるべき第二の配線層の領域に対して露出部を除いた部分を覆うようにインクジェット法により第一の絶縁層を形成する工程と、第一の絶縁層に重ねて第二の配線層をインクジェット法により形成する工程とを有することを特徴とする。

この配線基板の製造方法によれば、第一の配線層に重ねて第二の配線層を形成する。第一および第二の配線層の間には、第一の絶縁層を設ける。この第一の絶縁層は、第二の配線層が形成される部分にのみ設けられる。従って、材料の無駄がなく使用材料の低減が図れる。また、フォトリソグラフィーにより形成されている高密度の第一の配線層に重ねてインクジェット法により第一の絶縁層および第二の配線層を形成するため、インクジェット法のみで絶縁層、配線層を形成する場合より精度の良い配線基板が得られる。また、第一の配線層の露出部が第一の絶縁層で覆われないように、露出部を避けて第一の絶縁層を形成する。露出部は、第一の絶縁層が凹状となっている部分に形成される。インクジェット法によれば、露出部を避けて第一の絶縁層を形成する制御が容易にできる。

この場合、第二の配線層にさらに重ねて絶縁層と配線層とを順にインクジェット法により繰り返し形成する工程を有することが好ましい。

この構成によれば、第二の配線層にさらに重ねて、絶縁層と配線層とが形成されることにより、多層の配線層を有する配線基板が得られる。インクジェット法による製造方法は、配線層、絶縁層を必要な部分に、選択的に容易に形成できる。また、マスク工程、マスク剥離工程、メッキ工程やそれらに伴う設備が不要で、製造工程が少なく製造コストの低減が図れる。

本発明の配線基板の製造方法は、基板の表面にフォトリソグラフィーにより第一の配線層を形成する工程と、第一の配線層と面一になるように一段目の絶縁層をインクジェット法により形成する工程と、第一の配線層に重ねて第一の配線層の露出部を接続するために形成されるべき第二の配線層の領域に対して露出部間に第一の配線層および一段目の絶縁層を覆うように二段目の絶縁層をインクジェット法により形成する工程と、二段目の絶縁層に重ねて第二の配線層をインクジェット法により形成する工程とを有することを特徴とする。

この配線基板の製造方法によれば、第一の配線層に重ねて第二の配線層を形成する。第一および第二の配線層の間には、絶縁層を設ける。この絶縁層は、２回に分けて形成される。一段目の絶縁層は、第一の配線層と面一な状態に形成される。従って、面一な部分の第一の配線層は、一段目の絶縁層に覆われず露出している。次に、第二の配線層を形成して接続する露出部間に、第一の配線層および一段目の絶縁層を覆うように二段目の絶縁層を形成する。露出部には、第二の配線層が延在する側にのみ二段目の絶縁層が形成される。露出部の周りを囲むように二段目の絶縁層を形成する場合等に比べ、より容易に二段目の絶縁層を形成できる。また、材料の無駄がなく使用材料の低減が図れる。さらに、フォトリソグラフィーにより形成されている高密度の第一の配線層に重ねて、インクジェット法により一段目および二段目の絶縁層並びに第二の配線層を形成するため、インクジェット法のみで絶縁層、配線層を形成する場合より精度の良い配線基板が得られる。

この場合、第二の配線層にさらに重ねて絶縁層と配線層とを順にインクジェット法により繰り返し形成する工程を有することが好ましい。

この構成によれば、第二の配線層にさらに重ねて、絶縁層と配線層とが形成されることにより、多層の配線層を有する配線基板が得られる。インクジェット法による製造方法は、配線層、絶縁層を必要な部分に、選択的に容易に形成できる。また、マスク工程、マスク剥離工程、メッキ工程やそれらに伴う設備が不要で、製造工程が少なく製造コストの低減が図れる。

この場合、配線層を形成する工程では、重ねて形成されている配線層が露出部で接続され電気的に導通するように形成されていることが好ましい。また、配線層の露出部に電子部品を装着する工程を有することが好ましい。

この構成によれば、多層に形成されている配線層がそれぞれ電気的に導通するように構成されている。さらに電子部品が装着され、平面的に小さな面積の基板であっても、多様な機能を有することができる。

本発明の電気光学装置は、インクジェット法による配線基板の製造方法によって製造された配線基板を搭載していることを特徴とする。

本発明の電子機器は、電気光学装置を搭載していることを特徴とする。

このインクジェット法によって製造された配線基板は、多層に配線層が形成されており、液晶表示装置等の電気光学装置に搭載されている。配線基板は、インクジェット法により材料使用の低減、工程の削減などが可能で、納期短縮、コスト低減が図られている。また、多層化により平面的に省スペース化されており、液晶表示装置等の電気光学装置は、携帯電話機等の電子機器に広く搭載されている。

以下に添付図面を参照して、本発明の配線基板および配線基板の製造方法、さらに配線基板を備えた電気光学装置、電子機器について説明する。ここで述べる配線基板は、基板の表面に導電性材料でパターンを形成したもので、このパターンは配線層として、電子部品等を接続する機能を果たす。この場合、配線層は、基板表面に重なって複数形成され、互いに電気的に導通している。
（実施形態１）

図１および図２は、配線層２を有する配線基板の製造方法を順に示している断面図である。図１は、配線層２Ａ（第一の配線層）および配線層２Ｂ（第二の配線層）の形成方法を示し、図２は、配線層２Ｂに重ねて、さらにもう一層の配線層２Ｃの形成方法を示している。配線層２Ａは、既知のアディティブ法で形成されている高密度な配線層である。配線層２Ａに重ねて形成される配線層２Ｂ以降は、インクジェット法により形成されている。アディティブ法で形成されている配線層２Ａは、パターンのピッチが４０μｍ程度まで細密に形成できる。これに対して、配線層２Ｂおよび配線層２Ｃは、導電性材料を液滴の状態で吐出してパターンを形成するインクジェット法で形成されている。パターンのピッチだけを比較すると、インクジェット法では、２００ｄｐｉ程度の解像度になり約１２０μｍのピッチである。本発明の配線基板は、既存の高密度な配線層の製造方法とインクジェット法による配線層の製造方法とを効果的に組み合わせたものである。

本発明の配線層２は、まず、図１（ａ）に示すように、ポリイミドからなるフレキシブル基板１の表面に、アディティブ法によって導電性のパターンである配線層２Ａを形成する。配線層２Ａは、Ｃｕ（銅）で形成され、細密なパターンと導電性とを有する。次に、図１（ｂ）に示すように、電子部品あるいはこれから形成される他の配線層との接続部を除いた配線層２Ａの部分へ、エポキシ樹脂の絶縁層３Ａをフォトリソグラフィーによって設ける。そして、絶縁層３Ａに覆われていない配線層２Ａの露出部分へ、Ｎｉ、Ａｕを電気メッキによってメッキ層４として形成する。このメッキによって、配線層２Ａの強度を増す効果や、他の配線層との導電性の向上、はんだ付け性の向上などが図れる。

ここで、高密度の配線層２Ａを形成するアディティブ法について簡単に説明する。アディティブ法は、最初に、フレキシブル基板１の表面のパターンを形成する部分以外を、フォトリソグラフィーによりレジスト材でマスクする。次いで、レジスト材でマスクされていないパターンを形成する部分へ、Ｃｕを無電解メッキによって施す。無電解メッキは、Ｃｕの金属塩と還元剤の混合水溶液に、レジスト材でマスクされたフレキシブル基板１を浸し、パターン部へＣｕを還元析出させる方法である。そして、レジスト材を剥離すると、基板１の表面にＣｕによるパターンが形成される。このパターンが配線層２Ａである。無電解メッキは、Ｃｕだけでなく、金属塩となる他の金属にも適用できる。なお、アディティブ法に限らずサブトラクティブ法などの他の方法によっても配線層２の形成が可能である。

次に、アディティブ法によって形成された高密度の配線層２Ａに重ねて、配線層２Ｂを形成する。この配線層２Ｂを形成する前に、図１（ｃ）に示すように、配線層２Ｂと接続するための配線層２Ａのコンタクト部２Ａ’（露出部）を露出させた状態で、配線層２Ａを覆うように絶縁層３Ｂを形成する。絶縁層３Ｂは、絶縁層３Ａと同じくエポキシ樹脂である。この絶縁層３Ｂは、配線層２Ａに重ねて配線層２Ｂが形成される部分に対して、液状のエポキシ樹脂を、インクジェット法によって液滴状態で吐出することにより形成する。なお、このとき、絶縁層３Ａをインクジェット法によって同時に形成しても良い。

ここで、インクジェット法によって、配線層２Ａのコンタクト部２Ａ’を露出させるように、絶縁層３Ｂを形成する方法を簡単に説明する。コンタクト部２Ａ’を露出させるように、まず、図１（ｃ）に示すコンタクト部２Ａ’の両端部７へ絶縁材料を吐出する。この最初に吐出された絶縁材料を境にして、以降コンタクト部２Ａ’を避けるように絶縁材料を吐出し、絶縁層３Ｂを形成する。従って、コンタクト部２Ａ’は、周りを絶縁層３で囲まれた凹状に窪んだ形状の底部である。絶縁層３Ｂは、インクジェット法で形成後、加熱処理により硬化される。

絶縁層３Ｂの形成後、図１（ｄ）に示すように、配線層２Ａの二つのコンタクト部２Ａ’を接続する配線層２Ｂを、インクジェット法によって形成する。配線層２Ｂは、液状の導電性材料を、インクジェット法によって液滴状態で吐出することにより形成される。配線層２Ｂの形成後、吐出された導電性材料は、加熱によって焼成される。

導電性材料は、平均粒径が１０ｎｍ程度のＡｇ（銀）粒子と、分散媒とから成る。Ａｇ粒子は分散媒中に安定して分散している。分散媒は、Ａｇ粒子を分散できるもので、凝集を起こさないものであれば特に限定されない。このような分散媒として、アミン、アルコール、チオールなどが知られている。より具体的には、２−メチルアミノエタノール、ジエタノールアミン、ジエチルメチルアミン、２−ジメチルアミノエタノール、メチルジエタノールアミンなどのアミン化合物、アルキルアミン類、エチレンジアミン、アルキルアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール、アルキルチオール類、エタンジチオールが挙げられる。

これらの分散媒は、加熱によって蒸発し、Ａｇの配線層２Ｂが焼成されて残る。なお、コンタクト部２Ａ’にはＮｉ、Ａｕメッキが施されていて、Ｃｕの配線層２Ａに直接異材質のＡｇの配線層２Ｂを接続するより、接続強度および導電性が向上する。

次に、配線層２Ｂに重ねて、配線層２Ｂと配線層２Ａとを接続する配線層２Ｃを形成する。図２（ｅ）に示すように、配線層２Ｃと接続するための配線層２Ｂのコンタクト部２Ｂ’（露出部）と、配線層２Ａのコンタクト部２Ａ’’（露出部）とを露出させて、絶縁層３Ｃを形成する。絶縁層３Ｃは、絶縁層３Ｂと同じくエポキシ樹脂である。また、絶縁層３Ｃは、インクジェット法によって液状のエポキシ樹脂が吐出されることにより、配線層２Ｃの形成に必要な部分にのみ、選択的に形成されている。そして、絶縁層３Ｃは、形成された後、加熱処理により硬化される。

絶縁層３Ｃの形成後、図２（ｆ）に示すように、二つのコンタクト部２Ｂ’と２Ａ’’とを接続する配線層２Ｃを形成する。配線層２Ｃは、配線層２Ｂと同様に、インクジェット法によって液状の導電性材料が吐出されて形成され、加熱によって焼成される。配線層２Ｂ、配線層２Ｃは、同じＡｇの配線層であり、導電性向上のためのメッキは不要である。これらインクジェット法によって形成された配線層２Ｂ、配線層２Ｃは、ドット状の独特な線状のパターンをなしている。

このようにして、基板１の表面に３層の配線層２Ａ、２Ｂ、２Ｃが形成される。図２（ｅ）（ｆ）で示す工程を繰り返すことにより、さらに多層の配線層２を形成できる。また、図２（ｇ）に示すように、配線層２Ａおよび配線層２Ｃに電子部品５を搭載できる。こうして電子部品５を搭載した多層の配線層２を有する配線基板６が得られる。なお、電子部品５の搭載前に、インクジェット法で形成した配線層２Ｃに、Ｎｉ、Ａｕをメッキを含む表面処理によって施しておけば、電子部品５のはんだ付け性や導電性のより向上が図れる。

以上、３層の配線層２Ａ、２Ｂ、２Ｃを有する配線基板６の製造方法について説明した。この実施形態１の効果をまとめて記載する。

（１）アディティブ法による高密度の配線層２Ａに重ねて、インクジェット法にて配線層２を多層に形成できるため、インクジェット法のみで配線層を形成する場合よりさらに精度の良い配線層が得られる。

（２）インクジェット法によって配線層２Ｂ、２Ｃおよび絶縁層３Ｂ、３Ｃを形成すれば、必要部分にのみそれぞれの材料液を吐出すればよく、材料の無駄がない。

（３）配線層２Ｂ、２Ｃおよび絶縁層３Ｂ、３Ｃを多層に形成することにより、コンパクトな配線基板６となる。特に、平面的な省スペース化が図れる。

（４）フレキシブル基板１の表面へ配線層２と絶縁層３とを、インクジェット法にて別工程で形成して加熱処理等を行う。従って、配線層２と絶縁層３とをそれぞれ形成する導電材料と絶縁材料とが、例えば異なる加熱温度であってもよく、組み合わせの選択肢が広い。

（５）インクジェット法にて絶縁層３および配線層２を形成することにより、レジスト材のマスク印刷、剥離および無電解メッキ等の工程を用いずに配線層２の多層化ができ、製造プロセスの短縮が図れる。
（実施形態２）

次に、配線層２の他の形成方法について説明する。実施形態１との相違点は、図１（Ｃ）における絶縁層３Ｂの形成方法である。実施形態１での絶縁層３Ｂは、コンタクト部２Ａ’を露出させるようにコンタクト部２Ａ’部分を囲んで、絶縁層３Ｂが凹状に窪んだ形状となっている。インクジェット法で絶縁材料を吐出させる場合、コンタクト部２Ａ’に絶縁材料がかからないように吐出を制御して、凹状部を形成しなくてはならない。この場合、凹状部の形成にバラツキが生じると、凹状部が内側につぶれてコンタクト部２Ａ’の面積が小さくなりやすい。この状態では、コンタクト部２Ａ’と接続する配線層２Ｂの形成が困難となる。実施形態２では、インクジェット法によるこのようなバラツキをなくしたものである。

図３（ａ）は、図１（ｂ）で説明したものと同じアディティブ法により形成された配線層２Ａ、絶縁層３Ａ、メッキ層４である。この配線層２Ａに重ねて、図３（ｂ）に示すようにインクジェット法により絶縁層３Ｅ（一段目の絶縁層）をまず形成する。この場合、絶縁材料をフレキシブル基板１からコンタクト部２Ａ’と同一面まで充填し、絶縁層３Ｅを形成する。配線層２Ａは、絶縁層３Ｅに対してダムの役割をする。従って、配線層２Ａ間へ、絶縁材料を規定の充填必要量吐出すればよい。絶縁層３Ｅは、コンタクト部２Ａ’を覆わない。

そして、図３（ｃ）に示すように、コンタクト部２Ａ’へ接続する配線層２Ｂが、配線層２Ａおよび絶縁層３Ｅと重なる部分に、絶縁層３Ｆ（二段目の絶縁層）をインクジェット法によって形成する。コンタクト部２Ａ’に対しては、配線層２Ｂが絶縁層３Ｅおよび配線層２Ａと重なって延在する方向側にのみ、絶縁層３Ｆを形成する。そのため、コンタクト部２Ａ’部分を囲むような凹状の絶縁層部分がない。絶縁層３Ｅ、３Ｆは、形成後、加熱処理によって硬化される。

次に、図３（ｄ）に示すように、コンタクト部２Ａ’と接続する配線層２Ｂをインクジェット法により形成する。配線層２Ｂは、絶縁層３Ｆに沿って形成する。コンタクト部２Ａ’部においても、絶縁層３Ｆが形成されている側に沿って絶縁材料を吐出することにより、必要以上に配線層２Ｂが広がって形成されることがない。配線層２Ｂは、形成後、加熱によって焼成される。以降、同様にして、絶縁層３と配線層２とを重ねて形成し、多層化できる。

以上説明した実施形態２の効果を記載する。

（１）コンタクト部２Ａ’の絶縁層３Ｆは、コンタクト部２Ａ’を底にして凹状に取り囲む形態ではなく、配線層２Ｂが形成されて延在する側にのみ形成されている。これにより、インクジェット法による絶縁層３Ｆを形成するための制御が、より容易となる。

次に、実施形態１および２において、フレキシブル基板１の表面へインクジェット法で配線層２および絶縁層３を形成するための液滴吐出装置について、以下に説明する。液滴吐出装置は、材料液を液滴の状態にして吐出する装置である。

液滴吐出装置１０は、図４に示すように、配線層２および絶縁層３を形成する材料液を液滴として吐出するヘッド部２０を有するヘッド機構部１２と、ヘッド部２０から吐出された液滴の吐出対象であるフレキシブル基板１等のワーク３０を載置するワーク機構部１３と、通常、ヘッド部２０に液滴となる材料液を供給する材料液供給部１４と、ヘッド部２０の保守を行うメンテナンス機構部１５と、これら各機構部および供給部を総括的に制御する制御部１６とを備えている。

液滴吐出装置１０は、床上に設置された複数の支持脚１８と、支持脚１８の上側に設置された定盤１９を備えている。定盤１９の上側には、ワーク機構部１３が定盤１９の長手方向（Ｘ軸方向）に延在するように配置されている。ワーク機構部１３の上方には、定盤１９に固定された２本の支持柱２２で支持されているヘッド機構部１２が、ワーク機構部１３と直交する方向（Ｙ軸方向）に延在して配置されている。また、定盤１９の一方の端部には、ヘッド機構部１２のヘッド部２０から連通して材料液を供給する材料液供給部１４が配置されている。そして、ヘッド機構部１２の一方の支持柱２２近傍には、メンテナンス機構部１５がワーク機構部１３と並んでＸ軸方向に配置されている。さらに、定盤１９の下側には、制御部１６が収容されている。

ヘッド機構部１２は、材料液を吐出するヘッド部２０と、ヘッド部２０を懸架したヘッドキャリッジ２１と、ヘッドキャリッジ２１のＹ軸方向への移動をガイドするＹ軸ガイド２３と、Ｙ軸ガイド２３の側方にＹ軸ガイド２３と平行に設置されたＹ軸リニアモータ２４と、を備えている。

ワーク機構部１３は、ヘッド機構部１２の下方に位置し、ヘッド機構部１２とほぼ同様の構成でＸ軸方向に配置されており、ワーク３０と、ワーク３０を載置しているワーク載置台３１と、ワーク載置台３１の移動をガイドするＸ軸ガイド３３と、Ｘ軸ガイド３３の側方にＸ軸ガイド３３と平行に設置されたＸ軸リニアモータ３４とを備えている。

これらの構成により、ヘッド部２０とワーク３０とは、それぞれＹ軸方向およびＸ軸方向に往復自在に移動することができる。まず、ヘッド部２０の移動について説明する。ヘッド部２０を懸架したヘッドキャリッジ２１は、Ｙ軸ガイド２３に移動可能に取り付けられている。図示されていないが、ヘッドキャリッジ２１からＹ軸リニアモータ２４側へ張り出している突起部が、Ｙ軸リニアモータ２４と係合して駆動力を得ることにより、ヘッドキャリッジ２１がＹ軸ガイド２３に沿って任意の位置に移動する。同様に、ワーク載置台３１に載置されたワーク３０もＸ軸方向に自在に移動する。

このように、ヘッド部２０は、Ｙ軸方向の吐出位置まで移動して停止し、下方にあるワーク３０のＸ軸方向の移動に同調して、液滴を吐出する構成となっている。Ｘ軸方向に移動するワーク３０と、Ｙ軸方向に移動するヘッド部２０とを相対的に制御することにより、ワーク３０上に配線層２のパターン等の描画を行うことができる。

次に、ヘッド部２０に材料液を供給する材料液供給部１４は、材料液タンク４５と、材料液ポンプ４４と、材料液タンク４５から材料液ポンプ４４を経てヘッド部２０までを接続する流路チューブ４９とを備えている。材料液タンク４５は一本だけでなく複数本備えることも可能である。この場合、複数のタンクは、それぞれ専用の流路チューブおよび材料液ポンプによって、ヘッド部２０へ接続されている。これにより、機能の異なる材料液を、選択してヘッド部２０へ供給することもできる。

ヘッド部２０は、図５（ａ）に示すように互いに同じ構造を有する６個の吐出ヘッド２６を保持している。ここで、図５（ａ）は、ヘッド部２０をワーク載置台３１側から観察した図である。また、材料液を吐出するための吐出ヘッド２６は、図５（ｂ）に示すように、それぞれが吐出ヘッド２６の長手方向に延びる２つのノズル列２８を有している。１つのノズル列は、それぞれ１８０個のノズル２７が一列に並んだ列のことである。なお、複数の材料液を使用する場合には、６個の吐出ヘッド２６に、吐出する材料液を個別設定する。

それぞれの吐出ヘッド２６は、図６（ａ）（ｂ）に示すように、振動板６３と、ノズルプレート６４とを備えている。振動板６３と、ノズルプレート６４との間には、材料液タンク４５から孔６７を介して供給される材料液が常に充填される液たまり６５が位置している。また、振動板６３と、ノズルプレート６４との間には、複数の隔壁６１が位置している。そして、振動板６３と、ノズルプレート６４と、１対の隔壁６１とによって囲まれた部分がキャビティ６０である。キャビティ６０はノズル２７に対応して設けられているため、キャビティ６０の数とノズル２７の数とは同じである。キャビティ６０には、１対の隔壁６１間に位置する供給口６６を介して、液たまり６５から材料液が供給される。

振動板６３上には、それぞれのキャビティ６０に対応して、ピエゾ素子６２ｃと、ピエゾ素子６２ｃを挟む１対の電極６２ａ、６２ｂとが位置する。この１対の電極６２ａ、６２ｂに駆動電圧を与えることで、対応するノズル２７から材料液が液滴６８となって吐出される。なお、材料液を吐出させるために、振動子６２の代わりに電気熱変換素子を用いてもよく、これは電気熱変換素子による材料液の熱膨張を利用して、材料液を吐出する構成である。

メンテナンス機構部１５は、図４に示すように、キャッピングユニット５６、ワイピングユニット５７、およびフラッシングユニット５８のメンテナンスユニットを備えている。さらに、メンテナンスユニットを載置するメンテキャリッジ５１と、メンテキャリッジ５１の移動をガイドするメンテキャリッジガイド５２と、メンテキャリッジ５１と一体の螺合部５５と、螺合部５５が螺合するボールねじ５４と、ボールねじ５４を回転させるメンテモータ５３とを備えている。これにより、メンテモータ５３が正逆回転すると、ボールねじ５４が回転し、螺合部５５を介してメンテキャリッジ５１が、Ｘ軸方向に移動する。メンテキャリッジ５１がヘッド部２０のメンテナンスのために移動するときには、Ｙ軸ガイド２３に沿ってヘッド部２０が移動して、メンテナンスユニットの直上部に臨んでいる。

メンテナンスユニットのキャッピングユニット５６は、液滴吐出装置１０が稼動していない時に、ヘッド部２０の１２個の吐出ヘッド２６のそれぞれと密着してキャッピングし、材料液が乾燥してノズル２７が詰まるなどの不具合が生じないようにする。ワイピングユニット５７は、材料液の連続吐出後やキャッピング時にノズル２７に付着した材料液などを、洗浄液を含むワイピング布で拭い、全ノズルの清浄な状態を維持する。フラッシングユニット５８は、液滴吐出装置１０の稼動開始時やワーク３０への加工前に、ノズル２７から吐出される材料液を受け、ノズル２７の吐出状態を確認する。

これらのメンテナンスユニットにより、液滴吐出装置１０の非稼動時やワーク３０を交換載置している加工待ち時などに、吐出ヘッド２６の状態を保全して良好な吐出状態を保つことができる。

次に、以上述べた構成を制御する制御部１６について図７を参考に説明する。制御部１６は、指令部７０と駆動部８０とを備え、指令部７０は、ＣＰＵ７２、ＲＯＭ７３、ＲＡＭ７４および入出力インターフェイス７１からなり、ＣＰＵ７２が入出力インターフェイス７１を介して入力される各種信号を、ＲＯＭ７３、ＲＡＭ７４のデータに基づき処理し、入出力インターフェイス７１を介して駆動部８０へ制御信号を出力する。

駆動部８０は、ヘッドドライバ８１、モータドライバ８２、ポンプドライバ８３、およびメンテドライバ８５から構成されている。モータドライバ８２は、指令部７０の制御信号により、Ｘ軸リニアモータ３４、Ｙ軸リニアモータ２４を制御し、ワーク３０、ヘッド部２０の移動を制御する。さらに、メンテモータ５３を制御してメンテナンス機構部１５の必要なユニットをメンテナンス位置へ移動させる。ヘッドドライバ８１は、吐出ヘッド２６からの材料液の吐出を制御し、モータドライバ８２の制御と同調して、ワーク３０上に所定の描画が行えるようにする。また、ポンプドライバ８３は、材料液の吐出状態に対応して材料液ポンプ４４を制御し、吐出ヘッド２６への材料液供給を最適に制御する。そして、メンテドライバ８５は、メンテナンス機構部１５のキャッピングユニット５６、ワイピングユニット５７およびフラッシングユニット５８を制御して、吐出ヘッド２６のノズル２７を常に良好な状態に保つ。

指令部７０は、ヘッドドライバ８１を介して、複数の振動子６２のそれぞれに互いに独立な信号を与えるように構成されている。このため、ノズル２７から吐出される液滴６８の体積は、ヘッドドライバ８１からの信号に応じてノズル２７毎に制御され可変である。

さらに、配線基板６を効率的に製造できる製造装置について説明する。図８に示す配線基板６の製造装置１００は、配線層２を形成するための導電材料および絶縁層３を形成するための絶縁材料を吐出する吐出装置を含んだ装置群である。吐出装置は液滴吐出装置１０である。

製造装置１００は、絶縁層３Ｂを形成する吐出装置１０３Ｐと、絶縁層３Ｂを加熱硬化するオーブン１０４Ｐと、配線層２Ｂを形成する吐出装置１０３Ｑと、配線層２Ｂを加熱焼成するオーブン１０４Ｑと、絶縁層３Ｃを形成する吐出装置１０３Ｒと、絶縁層３Ｃを加熱硬化するオーブン１０４Ｒと、配線層２Ｃを形成する吐出装置１０３Ｓと、配線層２Ｃを加熱焼成するオーブン１０４Ｓとを、順に配置して備えている。

製造装置１００は、ロール状に巻かれたフレキシブル基板シート１０１を巻き出し、製造装置１００の搬入口へ搬送する。フレキシブル基板シート１０１は、長尺状のフレキシブル基板１であり、フレキシブル基板シート１０１の表面には、配線層２Ａ、絶縁層３Ａおよびメッキ層４に相当する高密度の配線部１０２が形成されている。製造装置１００は、搬送された配線部１０２へ重ねて、吐出装置１０３Ｐによって絶縁層３Ｂを形成する。絶縁層３Ｂの形成後、製造装置１００は、配線部１０２をオーブン１０４Ｐへ搬送して、絶縁層３Ｂを加熱硬化する。次いで、製造装置１００は、配線部１０２を吐出装置１０３Ｑへ搬送して配線層２Ｂを形成し、配線層２Ｂの形成後、オーブン１０４Ｑによって配線層２Ｂを加熱焼成する。同様に、吐出装置１０３Ｒ、オーブン１０４Ｒによって絶縁層３Ｃの形成および加熱硬化を行い、吐出装置１０３Ｓ、オーブン１０４Ｓによって配線層２Ｃの形成および加熱焼成を行う。こうして、図２（ｆ）に示すような多層の配線層２を有する多層配線部１０５が、フレキシブル基板シート１０１の表面に形成できる。フレキシブル基板シート１０１は、切断されてフレキシブル多層基板１０６として使用される。

なお、フレキシブル基板シート１０１を切断する前に、図２（ｇ）に示すように電子部品５を搭載すれば、配線基板６としてのフレキシブル多層基板１０６が得られる。製造装置１００は、電子部品５の搭載装置およびフレキシブル基板シート１０１の切断装置を備えることもできる。
（実施形態３）

次に、本発明の配線基板６を備えている電気光学装置の実施形態について説明する。図９は、配線基板６を備えている電気光学装置である液晶表示装置２００の平面図である。液晶表示装置２００は、電子機器の携帯電話機などへ組み込まれて、表示部として使用される。この液晶表示装置２００は、各種表示を表示するための液晶パネル２０１と、液晶パネル２０１を制御するパネル制御部を搭載している配線基板６とを備えている。配線基板６は、フレキシブル基板１と、フレキシブル基板１と外部機器とを接続する端子２０２と、パネル制御部を構成する液晶ドライバ等の電子部品５と、電子部品５と液晶パネル２０１および端子２０２とを接続する配線層２とを備えている。

この構成の液晶表示装置２００は、端子２０２から入力された情報を、電子部品５を介して液晶パネル２０１に表示する。端子２０２および電子部品５を搭載するフレキシブル基板１には、多層の配線層２が形成されている。そのため、単層で形成する配線層構成に比べて、平面スペースを小さくできる。また、柔軟なフレキシブル基板１は、曲面等に沿うような形態で、携帯電話機等に組み込みができ、組み込み性の多様化が図れる。

そして、図１０は、液晶表示装置２００を搭載している電子機器である携帯電話機の外観図である。ここに示す携帯電話機３００は、本体部３０１と、これに開閉可能に設けられた表示体部３０２とを有する。本体部３０１の前面には操作ボタン３０３が配列して設けられる。表示体部３０２の一端部からアンテナ３０４が伸縮自在に取付けられている。受話部３０５の内部にはスピーカが配置され、送話部３０６の内部にはマイクが内蔵されている。

液晶表示装置２００は、フレキシブル基板１とともに表示体部３０２に配置され、電話通信に関する各種表示を、液晶パネル２０１によって表示する。電子部品５を搭載しているフレキシブル基板１は、携帯電話機の全体の制御を行う携帯制御部の一部として機能する。また、多層の配線層を有するフレキシブル基板１は、基板の小型化が可能で、携帯電話機３００の小型化に貢献している。

また、本発明の配線基板６は、液晶表示装置２００以外の電気光学装置であるプラズマ表示装置、エレクトロルミネッセンス表示装置、電子放出素子を備えるＦＥＤ（Field Emission display）およびＳＥＤ（Surface-Conduction Electron-Emitter Display）等へも適用できる。

さらに、液晶表示装置２００は、携帯電話機以外に、表示部を有する多様な電子機器に搭載することができる。具体的には電子辞書、携帯ゲーム機、電卓、腕時計、小型テレビ、パーソナルコンピュータ、ナビゲーション装置、ＰＯＳ端末などが上げられる。

なお、本発明は以上述べた実施形態に限定されるものではなく、次のような変形例が挙げられる。

（１）液状の導電性材料は、Ａｇの粒子のほかに、他の金属の粒子を用いてもよい。例えば、金、白金、銅、パラジウム、ロジウム、オスミウム、ルテニウム、イリジウム、鉄、錫、亜鉛、コバルト、ニッケル、クロム、チタン、タンタル、タングステンインジウムのいずれか１つが利用されてもよいし、または、いずれか２つ以上が組合せられた合金が利用されてもよい。ただし、Ａｇであれば比較的低温で還元できるため、扱いが容易であり、この点で、インクジェット法を利用する場合には、Ａｇの粒子を含む導電性材料を用いることは好ましい。

（２）絶縁性材料は、エポキシ樹脂のほかに、ポリイミド樹脂系、ポリエステル樹脂系、フェノール樹脂系、フッ素樹脂系、紫外線硬化樹脂、可視光硬化樹脂等の電気的な絶縁性を確保できる材質から選択しても良い。

（３）可撓性のフレキシブル基板１は、ポリイミドのほかに、エポキシ樹脂系、ポリエステル樹脂系、フェノール樹脂系、フッ素樹脂系等の合成樹脂を基材にしたもの、或いは、これらの基材を組み合せたコンポジット基材であっても良い。

（４）フレキシブル基板１は、不可撓性の材質であっても良く、ガラス、セラミックの系統が該当する。不可撓性の基板１であっても、製造装置１００によって配線層２および絶縁層３の形成が可能である。

（５）アディティブ法により形成されたＣｕの配線層２Ａと、インクジェット法により形成された銀の配線層２Ｂ、２Ｃとは、同じ材質を用いても良い。その際、メッキ層４を施さなくても良い。

本発明の配線基板６は、各種表示装置や表示装置以外の種々の電子機器へ搭載可能であり、配線基板６を搭載した電子機器の小型化、製造費用削減等に貢献できる。

実施形態１による配線基板の製造方法の前半を示す断面図。 配線基板の製造方法の後半を示す断面図。 実施形態２による配線基板の製造方法を示す断面図。 液滴吐出装置の外観図。 吐出ヘッドを示す平面図。 ノズル部分の詳細図。 制御部の構成を示すブロック図。 配線基板の製造装置を示す模式図。 配線基板を備えている液晶表示装置の平面図 液晶表示装置を搭載している携帯電話機の外観図。

符号の説明

１…基板としてのフレキシブル基板、２Ａ…第一の配線層としての配線層、２Ｂ…第二の配線層としての配線層、２Ｃ…配線層、２Ａ’、２Ａ’’、２Ｂ’…露出部としてのコンタクト部、３Ａ…絶縁層、３Ｂ…第一の絶縁層としての絶縁層、３Ｃ…絶縁層、３Ｅ…一段目の絶縁層としての絶縁層、３Ｆ…二段目の絶縁層としての絶縁層、５…電子部品、６…配線基板、１０…液滴吐出装置、２６…吐出ヘッド、６８…液滴、１００…製造装置、１０１…フレキシブル基板シート、１０６…フレキシブル多層基板、２００…電気光学装置としての液晶表示装置、３００…電子機器としての携帯電話機。

Claims (15)

1. 基板の表面にフォトリソグラフィーにより形成されている第一の配線層と、
   前記第一の配線層に重ねて形成されるべき第二の配線層の領域に対して前記第一の配線層を覆うようにインクジェット法により形成されている第一の絶縁層と、
   前記第一の絶縁層に重ねてインクジェット法により形成されている第二の配線層とを有することを特徴とする配線基板。
2. 請求項１に記載の配線基板において、
   前記第二の配線層にさらに重ねて絶縁層と配線層とが順にインクジェット法により繰り返し形成されていることを特徴とする配線基板。
3. 請求項１または２に記載の配線基板において、
   前記配線層は前記絶縁層に覆われない露出部を有することを特徴とする配線基板。
4. 請求項３に記載の配線基板において、
   重ねて形成されている前記配線層が前記露出部で接続され電気的に導通していることを特徴とする配線基板。
5. 請求項３または４に記載の配線基板において、
   前記配線層の前記露出部分に電子部品が装着されていることを特徴とする配線基板。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の配線基板を搭載していることを特徴とする電気光学装置。
7. 請求項６に記載の電気光学装置を搭載していることを特徴とする電子機器。
8. 基板の表面にフォトリソグラフィーにより第一の配線層を形成する工程と、
   前記第一の配線層に重ねて前記第一の配線層の露出部を接続するために形成されるべき第二の配線層の領域に対して前記露出部を除いた部分を覆うようにインクジェット法により第一の絶縁層を形成する工程と、
   前記第一の絶縁層に重ねて第二の配線層をインクジェット法により形成する工程とを有することを特徴とする配線基板の製造方法。
9. 請求項８に記載の配線基板の製造方法において、
   前記第二の配線層にさらに重ねて絶縁層と配線層とを順にインクジェット法により繰り返し形成する工程を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
10. 基板の表面にフォトリソグラフィーにより第一の配線層を形成する工程と、
    前記第一の配線層と面一になるように一段目の絶縁層をインクジェット法により形成する工程と、
    前記第一の配線層に重ねて前記第一の配線層の露出部を接続するために形成されるべき第二の配線層の領域に対して前記露出部間に前記第一の配線層および前記一段目の絶縁層を覆うように二段目の絶縁層をインクジェット法により形成する工程と、
    前記二段目の絶縁層に重ねて第二の配線層をインクジェット法により形成する工程とを有することを特徴とする配線基板の製造方法。
11. 請求項１０に記載の配線基板の製造方法において、
    前記第二の配線層にさらに重ねて絶縁層と配線層とを順にインクジェット法により繰り返し形成する工程を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
12. 請求項８から１１のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法において、
    前記配線層を形成する工程では、重ねて形成されている前記配線層が前記露出部で接続され電気的に導通するように形成されていることを特徴とする配線基板の製造方法。
13. 請求項１２に記載の配線基板の製造方法において、
    前記配線層の前記露出部分に電子部品を装着する工程を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
14. 請求項８から１３のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法によって製造された配線基板を搭載していることを特徴とする電気光学装置。
15. 請求項１４に記載の電気光学装置を搭載していることを特徴とする電子機器。
    

Images