专利名称：图案形成方法、液滴喷出装置及电路组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及图案形成方法、液滴喷出装置及电路组件。
背景技术：
近几年，在搭载半导体元件等电子零件的电路组件中，公知具有玻璃陶瓷构成的低温煅烧陶瓷多层基板(Low Temperature Co-fired Ceramics，即LTCC多层基板)。LTCC多层基板由于可以在900℃以下的低温煅烧层叠的印刷电路基板(green sheet)，故可以对内部布线使用银或金等低熔点金属，可以实现内部布线的低电阻化。
在这种LTCC基板的制造工序中，利用金属膏或金属墨，在层叠前的各印刷电路基板上描绘布线图案。作为该描绘方法，专利文献1提出了一种将金属墨作为微小液滴喷出的、所谓喷墨法。由于喷墨法是接合微小的液滴来描绘布线图案，故可以针对内部布线的设计变更(例如内部布线的高密度化或布线宽度及布线间距的狭小化)迅速地对应。
但是，弹落到印刷电路基板上的液滴根据印刷电路基板的表面状态或液滴的表面张力，经常改变尺寸或形状。尺寸或形状改变的液滴根据干燥的定时来规定布线图案的尺寸。例如由外径为30μm的金属墨构成的液滴弹落在亲液性的印刷电路基板上，若经过10毫秒，则外径扩展到70μm，若经过200毫秒，则外径进一步扩展到100μm。因此，若液滴的干燥定时零散分布在100毫秒后～200毫秒后的范围内，则对应的布线图案的线宽零散分布在约70μm～100μm的范围内。
因此，在这种液滴的干燥方法中，为了抑制图案尺寸的参差不齐，提出对弹落在印刷电路基板上的液滴照射激光的激光干燥。在激光干燥中，仅在激光的照射区域内进行液滴的干燥处理。因此可以高精度地控制弹落的液滴的干燥定时，可以抑制图案尺寸的参差不齐。
然而，在喷墨法中使用的液滴喷出装置中，一般为了确保液滴的弹落精度，使液滴喷出头与对象物之间的间隙狭窄为几百μm。因此，在干燥位于液滴喷出头正下方的液滴时，必须在液滴喷出头与对象物之间的狭窄间隙内照射沿对象物的近似切线方向的激光。结果，形成于对象物的激光的光截面(束斑点(beam spot))扩大，无法确保使液滴干燥所需的激光的强度。因此导致液滴的干燥不足，有可能带来图案的形成不良。
发明内容
本发明正是为了解决上述问题的发明，其目的在于提供一种可以提高液滴的干燥效果并可以降低由液滴构成的图案的形成不良的图案形成方法、液滴喷出装置及电路组件。
本发明的图案形成方法将图案形成材料形成为液滴喷到基板上，对弹落在所述基板上的液滴进行干燥，在所述基板上形成图案，该图案形成方法构成为将激光源所射出的激光照射到液滴的区域，并且将从液滴的区域反射或散射的激光再次反射照射到液滴的区域，使液滴干燥。
根据本发明的图案形成方法，从液滴的区域反射或散射的激光被再次反射照射到液滴的区域。由此，可以提高液滴的干燥效率，可以避免液滴的干燥不足，可以消除图案的形成不良。
再有，也可以构成为沿扫描方向相对于激光对弹落在所述基板上的液滴进行扫描，照射所述激光源所射出的激光的区域、和反射照射从液滴的区域反射或散射的激光的区域，在所述扫描方向上位于不同的位置。
根据该图案形成方法，从液滴的区域反射或散射的激光、和来自激光源的激光照射扫描方向上不同的位置。结果，在扫描液滴的过程中，可以对液滴的区域实施多次激光照射。而且，即使在反射照射后的激光再次被液滴的区域反射的情况下，也可以抑制该被反射的激光侵入激光源侧。因此，可以稳定激光的照射动作，在体现更高再现性的条件下，可以提高液滴的干燥效率。
还有，在该图案形成方法中，也可以构成为沿扫描方向相对于激光对弹落在所述基板上的液滴进行扫描，将所述激光源所射出的激光会聚到所述扫描方向上，照射到液滴的区域，并且将从液滴的区域反射或散射的激光会聚到所述扫描方向上，再次照射到液滴的区域。
根据该图案形成方法，会聚于扫描方向的多条激光照射液滴的区域。结果，仅使激光会聚于扫描方向，即可进一步提高液滴的干燥效率，而不会降低激光对液滴的照射精度。结果，可以更可靠地消除图案的形成不良。
本发明的液滴喷出装置，其具备液滴喷出头，该液滴喷出头将图案形成材料形成为液滴喷到基板上，该液滴喷出装置包括第一照射单元，其向弹落在所述基板上的液滴的区域照射激光源所射出的激光；和第二照射单元，其将从所述液滴的区域反射或散射的激光再次反射照射到液滴的区域。
根据本发明的液滴喷出装置，第一照射单元将激光源所射出的激光照射到液滴的区域，并且第二照射单元将从液滴的区域反射或散射的激光再次反射照射到液滴的区域。由此，可以提高液滴的干燥效率，可以避免液滴的干燥不足，可以消除图案的形成不良。
再有，在该液滴喷出装置中，所述第二照射单元具备反射镜，该反射镜隔着所述液滴喷出头而配设于所述第一照射单元的相反侧，将从所述液滴的区域反射或散射的激光再次反射照射到所述液滴的区域。
根据该液滴喷出装置，反射镜配置于第一照射单元的相反侧。由此，可以更有效地反射散射经由液滴的区域的来自激光源的激光。结果，可以更可靠地提高液滴的干燥效率。
进而，在该液滴喷出装置中，从所述基板的法线方向观察，所述反射镜具有凹面，该凹面反射经所述液滴的区域的激光，使其再次会聚到所述液滴的区域。
根据该液滴喷出装置，从基板的法线方向观察，反射镜的凹面将从液滴的区域扩散的激光再次会聚到液滴的区域。由此，可以更有效地利用来自液滴的区域的激光。
还有，在该液滴喷出装置中，所述第一照射单元沿所述基板的近似切线方向将所述激光源所射出的激光照射到所述液滴的区域，所述第二照射单元具有沿所述基板的近似切线方向将从所述液滴的区域反射或散射的激光再次反射照射到液滴的区域的反射镜，从所述基板的法线方向观察，所述反射镜具备使所述第一照射单元与所述反射镜之间的距离为近似曲率半径的凹面。
根据该液滴喷出装置，反射镜的凹面将第一照射单元与反射镜之间的距离近似设为其近似曲率半径。由此，可以更可靠地使液滴的区域反射经由液滴的区域的来自第一照射单元的激光。
再有，在该液滴喷出装置中，也可以构成为从所述基板的切线方向观察，所述反射镜具有朝向所述液滴的区域侧的凹面，将来自所述液滴的区域的激光再次会聚到所述液滴的区域。
根据该液滴喷出装置，从基板的切线方向观察，反射镜的凹面将从液滴的区域扩散的激光再次会聚在液滴的区域。由此可以有效利用来自液滴的区域的激光。
而且，在该液滴喷出装置中，所述反射镜将来自所述液滴的反射位置的激光再次照射到所述液滴，使得朝向被所述第一照射单元的激光照射的所述液滴且通过该反射镜照射到反射位置的激光、与所述第一照射单元的激光的动量从所述基板的切线方向观察相互抵消。
根据该液滴喷出装置，第一照射单元的激光与来自反射镜的激光的动量相互抵消，液滴不动。因此，可以有效地将两激光的动能转换为热能，可以迅速进行低成本且高效率的干燥。
还有，在该液滴喷出装置中，还包括滑架，其搭载所述液滴喷出头、所述第一照射单元与所述第二照射单元；和扫描单元，其沿扫描方向相对于所述滑架对所述基板进行扫描。
根据该液滴喷出装置，搭载于滑架的液滴喷出头向基板喷出液滴，搭载于该滑架的第一照射单元与第二照射单元向弹落在基板上的液滴的区域照射激光。由此，相对于液滴的区域，可以维持照射的激光的相对位置。结果，可以更可靠地使第一照射单元及第二照射单元照射的激光照射液滴的区域。
再有，在该液滴喷出装置中，所述第一照射单元将所述激光源射出的激光照射到第一照射位置，所述第二照射单元具备反射镜，该反射镜将从液滴的区域反射或散射的激光反射照射到与所述第一照射位置在所述扫描方向上不同的第二照射位置。
根据该液滴喷出装置，第一照射单元照射的激光与反射镜反射照射的激光照射扫描方向上不同的位置。结果，在扫描液滴的过程中，可以对液滴的区域实施多次激光照射。而且，即使在反射照射后的激光再次被液滴的区域反射的情况下，也可以抑制该被反射的激光侵入激光源侧。因此，可以稳定激光的照射动作，在体现更高再现性的条件下，可以提高液滴的干燥效率。
还有，在该液滴喷出装置中，所述图案形成材料是分散有金属微粒的金属墨，所述基板为低温煅烧陶瓷基板。
根据该液滴喷出装置，第一照射单元及第二照射单元所照射的激光，照射弹落在低温煅烧陶瓷基板上的金属墨的液滴的区域。由此，可以提高金属墨的干燥效率，可以降低由金属墨构成的图案(例如低温煅烧陶瓷基板的布线图案或元件图案)的形成不良。
本发明的电路组件包括基板、形成于所述基板的电路元件、和形成于所述基板并与所述电路元件电连接的金属布线，所述金属布线由上述液滴喷出装置形成。
根据本发明的电路组件，可以降低金属布线的形成不良。
图1是表示本发明的电路组件的立体图。
图2是说明本发明的电路组件的制造方法的说明图。
图3是表示本发明的液滴喷出装置的立体图。
图4是表示本发明的液滴喷出头的立体图。
图5是表示本发明的液滴喷出头的侧视图。
图6是说明本发明的液滴喷出头与半导体激光器的说明图。
图7是说明本发明的液滴喷出装置的电气构成的电路框图。
图中1-电路组件，4S-作为基板的印刷电路基板，5-电路元件，5F-构成图案的元件图案，6-作为金属布线的内部布线，6F-构成图案的布线图案，10-液滴喷出装置，13-作为扫描单元的台面，20-滑架，21-液滴喷出头，25-构成第-照射单元的柱面透镜，27-构成第一照射单元的反射镜，28-作为构成第二照射单元的反射镜的凹面镜，F-作为图案形成材料的金属墨，Fb-液滴，Le1-构成激光的第一照射光，Le2-构成激光的第二照射光，LD-作为激光源的半导体激光器。
具体实施例方式
以下根据图1～图7，说明将本发明具体化的一个实施方式。首先对本发明的电路组件1进行说明。
在图1中，电路组件1备有形成为板状的LTCC多层基板2、和引线接合法连接或倒装法连接于该LTCC多层基板2的上侧的多个半导体芯片3。
LTCC多层基板2层叠有形成为片状的多片低温煅烧陶瓷基板(以下简称为绝缘层4)。各层叠层4分别为玻璃陶瓷系材料(例如硼硅酸盐碱金属氧化物等玻璃成分与氧化铝等陶瓷成分的混合物)构成的烧结体，其厚度形成为几百μm。
各绝缘层4的层间形成有电阻元件或电容元件、线圈元件等各种电路元件5；和作为电连接各电路元件5的金属布线的多条内部布线6。各电路元件5与各内部布线6分别为银或银合金等金属微粒的烧结体，利用本发明的液滴喷出装置10形成。在各绝缘层4的层内形成呈现叠加通孔(stack via)结构或热通孔(thermal via)结构的通孔布线7，在层间电连接各电路元件5或各内部布线6。各通孔布线7与各电路元件5或各内部布线6同样，是银或银合金等金属微粒粉末的烧结体。
接着，根据图2说明上述LTCC多层基板2的制造方法。
在图2中，首先对作为能切出绝缘层4的基板的印刷电路基板4S实施冲压加工或激光加工，冲裁形成通孔7H。接着，在印刷电路基板4S上多次实施利用金属膏的丝网印刷，在通孔7H中填充金属膏，形成由金属膏构成的通孔图案7F。接下来，使用使金属纳米微粒分散到水系溶剂中的作为图案形成材料的金属墨F(本实施方式中为水系银墨)，在印刷电路基板4S上面(以下简称为图案形成面4Sa)实施喷墨印刷。
详述的话，向图案形成面4Sa、即用于形成电路元件5及内部布线6的区域(以下简称为图案形成区域)喷出金属墨F的液滴Fb，使弹落在图案形成区域内的液滴Fb干燥。而且，重复该喷出动作与干燥动作，描绘与图案形成区域对应的元件图案5F及布线图案6F。此时，弹落在图案形成区域的液滴Fb的干燥是通过对弹落的液滴Fb照射激光而进行的。
若在印刷电路基板4S上形成元件图案5F、布线图案6F及通孔图案7F，则一并层叠多片印刷电路基板4S，将与LTCC多层基板2对应的区域作为层叠体4B切出并进行煅烧。即，对印刷电路基板4S、元件图案5F、布线图案6F及通孔图案7F一并进行层叠，同时进行煅烧。由此，形成具有绝缘层4、电路元件5、内部布线6及通孔布线7的LTCC多层基板2。
接着，根据图3说明用于描绘上述元件图案5F及布线图案6F的液滴喷出装置10。图3是表示液滴喷出装置10的整体立体图。
在图3中，液滴喷出装置10备有形成为长方体形状的基座11。在基座11的上面形成有沿其纵长方向(Y箭头方向)延伸的一对导向槽12。导向槽12的上方备有沿导向槽12而在Y箭头方向及与Y箭头相反的方向上移动的作为扫描单元的台面13。台面13的上面形成载置部14，载置将上述图案形成面4Sa作为上侧的印刷电路基板4S。载置部14将载置状态下的印刷电路基板4S相对台面13定位固定，并沿Y箭头方向及与Y箭头相反的方向搬运印刷电路基板4S。在本实施方式中，在图3中将Y箭头方向定义为扫描方向。再有，将印刷电路基板4S沿扫描方向的搬运速度定义为扫描速度Vy。
基座11上，在与该扫描方向正交的X箭头方向两侧以跨越基座11的方式架设有形成为门型的导向部件16。导向部件16的上侧配设有沿X箭头方向延伸的墨罐17。墨罐17贮存金属墨F，以规定的压力分别向配设于下方的液滴喷出头(以下简称为喷出头)21供给金属墨F。
在导向部件16的与Y箭头相反的方向侧，以X箭头方向的几乎整个宽度形成有沿X箭头方向延伸的上下一对导轨18。一对导轨18上安装了滑架20，沿导轨18在X箭头方向及与X箭头相反的方向上移动。滑架20的底面20a、即该扫描方向近似中央部分搭载有喷出头21。图4是从下侧(印刷电路基板4S侧)观察喷出头21的立体图，图5是图4的A-A线剖视图。图6是说明滑架20的说明图。
在图4中，喷出头21形成为沿X箭头方向延伸的长方体形状。喷出头21的下侧(印刷电路基板4S侧，即图4的上侧)备有喷嘴板22。喷嘴板22形成为沿X箭头方向延伸的板状，其下面(图4的上面)形成有喷嘴形成面22a。喷嘴形成面22a形成为与印刷电路基板4S的图案形成面4Sa近似平行，在印刷电路基板4S位于喷出头21的正下方时，将喷嘴形成面22a与图案形成面4Sa之间的距离(压板间隙)保持为规定的距离(本实施方式中为300μm)。该喷嘴形成面22a上，贯通喷嘴形成面22a的法线方向而形成的多个喷嘴N沿X箭头方向排列。
在图5中，各喷嘴N的上侧形成有分别与墨罐17连通的空腔23。空腔23向对应的喷嘴N供给来自墨罐17的金属墨F。各空腔23的上侧粘贴有沿上下方向振动、扩大或缩小空腔23内的容积的振动板24。振动板24的上侧配设有与喷嘴N对应的多个压电元件PZ。各压电元件PZ分别在上下方向收缩和伸张，以使对应的振动板24的区域在上下方向振动，使金属墨F作为规定容量(本实施方式中为10pl)的液滴Fb从对应的喷嘴N喷出。液滴Fb沿对应的喷嘴N的与Z箭头相反的方向飞行，弹落在相对的图案形成面4Sa上的位置。在本实施方式中，将图案形成面4Sa上的位置，即与各喷嘴N的反Z箭头方向对应的位置，亦即液滴Fb弹落的位置分别定义为弹落位置P。
在沿扫描方向进行扫描时，弹落的液滴Fb沿图案形成面4Sa润湿扩展，不久与先弹落的液滴Fb接合。接合的各液滴Fb形成沿扫描方向延伸的液状膜FL，在其顶部的整个表面上形成与图案形成面4Sa近似平行的液面FLa。
在本实施方式中，将到弹落的液滴Fb形成液状膜FL为止所需的时间定义为照射待机时间T。再有，将该照射待机时间T内液滴Fb被扫描的距离定义为照射待机距离WF(＝扫描速度Vy×照射待机时间T)。
再有，在本实施方式中，将液面FLa上的位置、即在扫描方向上自各弹落位置P仅离开照射待机距离WF的位置分别定义为第一照射位置P1。还有，将各第一照射位置P1的扫描方向侧(Y箭头方向侧)、即与喷嘴形成面22a的扫描方向的端部相对的位置分别定义为第二照射位置P2。
在图6中，在滑架20的底面20a、即喷出头21的扫描方向(Y箭头方向)上，形成有贯通到滑架20的内部的出射孔H。出射孔H以其X箭头方向的宽度与喷出头21的X箭头方向的宽度近似相同的尺寸形成。在该出射孔H的上侧，配设有作为激光源的半导体激光器LD。
半导体激光器LD将扩大到出射孔H的X箭头方向的几乎整个宽度的带状的平行校正后的激光向下方射出。半导体激光器LD射出的激光的波长设定为金属墨F的吸收波长范围(本实施方式中为808nm)。
出射孔H的内部配设有构成第一照射单元的柱面透镜25。柱面透镜25为仅在Y箭头方向具有曲率的透镜，以透镜面的X箭头方向的宽度与喷出头21的X箭头方向的宽度相同的尺寸形成。柱面透镜25在半导体激光器LD射出激光时，仅对该激光的沿扫描方向的成分进行会聚，作为第一照射光Le1向下方射出。
出射孔H的下侧配设有沿滑架20的下方延伸的第一反射镜台面26；被第一反射镜台面26能转动地支撑并构成第一照射单元的反射镜27。第一反射镜台面26以沿X箭头方向的转动轴为中心，能转动地支撑反射镜27。
反射镜27为在柱面透镜25侧具有反射面27m的平面镜，以反射面27m的X箭头方向的宽度与喷出头21的X箭头方向的宽度相同的尺寸形成。反射镜27在半导体激光器LD射出激光时，沿图案形成面4Sa的近似切线方向(近似反扫描方向)反射来自柱面透镜25的第一照射光Le1。反射镜27将第一照射光Le1照射到所有第一照射位置P1，以便反射的第一照射光Le1的光束腰(beam waist)在全部第一照射位置P1通用。
照射第一照射位置P1的第一照射光Le1的一部分透过液面FLa，被液状膜FL吸收，开始液状膜FL的干燥。此时，照射第一照射位置P1的第一照射光Le1将光束腰透过液状膜FL的量仅提高与第一照射位置P1对应的量。由此，大多是仅与第一照射位置P1对应量的第一照射光Le1的光束腰被液状膜FL吸收，可以提高液状膜FL的干燥效率。
另一方面，照射第一照射位置P1的第一照射光Le1、即未被液状膜FL吸收的第一照射光Le1从第一照射位置P1开始，沿扫描方向的近似相反方向作为反射散射光Lr而被反射(或被散射)。
在图6中，在滑架20的底面20a、即喷出头21的反扫描方向(与Y箭头方向相反的方向)配设有向滑架20的下方延伸的第二反射镜台面28；由第二反射镜台面28可转动地支撑并作为构成第二照射单元的反射镜的凹面镜29。第二反射镜台面28以沿X箭头方向的转动轴为中心可转动地支撑凹面镜29。
凹面镜29是使仅Y箭头方向上具有曲率的凹面(反射面29m)朝向喷出头21侧的柱面反射镜，以其X箭头方向的宽度与喷出头21的X箭头的方向的宽度近似相等的尺寸形成。反射面29m为以第二照射位置P2与反射面29m之间的距离为曲率半径的凹面。
在半导体激光器LD射出激光，液滴Fb形成液状膜FL时，该凹面镜29用反射面29m接受来自第一照射位置P1的反射散射光Lr。凹面镜29的反射面29m将反射散射光Lr沿图案形成面4Sa的近似切线方向(近似扫描方向)反射，并作为第二照射光Le2会聚在扫描方向上。凹面镜29将第二照射光Le2照射到全部的第二照射位置P2，以便第二照射光Le2的光束腰在全部的第二照射位置P2通用。
照射第二照射位置P2的第二照射光Le2的一部分，透过开始了干燥的状态的液面FLa，促进液状膜FL的干燥。此时，照射第二照射位置P2的照射光Le2将其光束腰向液状膜FL的透过量仅提高与第二照射位置P2对应的量。由此，大多是仅与第二照射位置P2对应量的第二照射光Le2的光束腰被液状膜FL吸收，可以进一步提高液状膜FL的干燥效率。
结果，照射了第一照射光Le1的液状膜FL(液滴Fb)仅可靠地干燥将其反射散射光Lr作为第二照射光Le2照射的份，形成没有干燥不足的层图案FP。而且，通过按照顺序层叠该层图案FP，从而可以形成元件图案5与布线图案6，可以降低其形成不良。
接着，根据图7说明如上所述构成的液滴喷出装置10的电气构成。
在图7中，作为控制单元的控制装置40具有CPU、ROM、RAM等，根据所存储的各种数据及各种控制程序，在使台面13及滑架20移动的同时，驱动控制半导体激光器LD及各压电元件PZ。
控制装置40连接着具有启动开关、停止开关等操作开关的输入装置41。输入装置41将与描绘平面(图案形成面4Sa)所对应的图案形成区域(层图案FP)的位置坐标相关的信息作为既定形式的描绘信息Ia输入到控制装置40。控制装置40接受来自输入装置41的描绘信息Ia，生成位图数据BMD。
位图数据BMD是根据各位的值(0或1)来规定各压电元件PZ的接通或断开的数据。位图数据BMD是规定是否向喷出头21通过的描绘平面(图案形成面4Sa)上的各位置喷出液滴Fb的数据。即，位图数据BMD是用于使液滴Fb喷到图案形成区域中被规定的各目标位置的数据。
控制装置40连接X轴电动机驱动电路42，向X轴电动机驱动电路42输出对应的驱动控制信号。X轴电动机驱动电路42响应于来自控制装置40的驱动控制信号，使用于使滑架20移动的X轴电动机MX正转或反转。X轴电动机驱动电路42连接X轴编码器XE，输入来自X轴编码器XE的检测信号。X轴电动机驱动电路42根据来自X轴编码器XE的检测信号，生成与图案形成面4Sa所对应的滑架20(各弹落位置P)的移动方向和移动量有关的信号，并输出到控制装置40。
控制装置40连接Y轴电动机驱动电路43，向Y轴电动机驱动电路43输出对应的驱动控制信号。Y轴电动机驱动电路43响应于来自控制装置40的驱动控制信号，使用于使台面13移动的Y轴电动机MY正转或反转。即，控制装置40经由Y轴电动机驱动电路43，在照射待机时间T内仅对台面13(图案形成面4Sa)扫描照射待机距离WF，使位于第一照射位置P1的液滴Fb形成液状膜FL。
Y轴电动机驱动电路43连接Y轴编码器YE，输入来自Y轴编码器YE的检测信号。Y轴电动机驱动电路43根据来自Y轴编码器YE的检测信号，生成与台面13(图案形成面4Sa)的移动方向与移动量有关的信号，并输出到控制装置40。控制装置40根据来自Y轴电动机驱动电路43的信号，运算与图案形成面4Sa对应的弹落位置P的相对位置，每逢目标位置位于所对应的弹落位置P，输出喷出定时信号LP。
控制装置40连接有半导体激光器驱动电路44，在描绘动作开始时输出描绘开始信号S1，在描绘动作结束时输出描绘结束信号S2。半导体激光器驱动电路44输入来自控制装置40的描绘开始信号S1，使半导体激光器LD射出激光，输入来自控制装置40的描绘结束信号S2，使半导体激光器LD停止出射激光。即，控制装置40经由半导体激光器驱动电路44，在描绘动作期间驱动控制半导体激光器LD，进行激光的照射动作。
控制装置40连接有喷出头驱动电路45，使用于驱动各压电元件PZ的压电元件驱动电压COM与上述喷出定时LP同步后输出。另外，控制装置40根据位图数据BMD，生成与规定的时钟信号同步的喷出控制信号SI，并将喷出控制信号SI串行传输到喷出头驱动电路45。喷出头驱动电路45使来自控制装置40的喷出控制信号SI与各压电元件PZ对应，并依次进行串行/并行转换。喷出头驱动电路45在每次接受来自控制装置40的喷出定时信号LP时，对串行/并行转换后的喷出控制信号SI进行锁存，并向所选择的各压电元件PZ分别供给压电元件驱动电压COM。
接着，对使用液滴喷出装置来描绘元件图案5F与布线图案6F的方法进行说明。
首先，如图3所示，以图案形成面4Sa位于上侧的方式将印刷电路基板4S载置在台面13上。此时，台面13将印刷电路基板4S配置在滑架20的反扫描方向。
由该状态开始，从输入装置41将描绘信息Ia输入到控制装置40，控制装置40生成并存储基于描绘信息Ia的位图数据BMD。接着，在扫描印刷电路基板4S时，控制装置40通过X轴电动机驱动电路42将滑架20(喷出头31)配置移动到规定的位置，以使目标位置通过对应的弹落位置P。若滑架20配置移动，则控制装置40通过Y轴电动机驱动电路43开始印刷电路基板4S的扫描。
若印刷电路基板4S的扫描开始，则控制装置40将根据位图数据BMD生成的喷出控制信号SI输出到喷出头驱动电路45。
再有，若开始印刷电路基板4S的扫描，则在每次目标位置位于对应的弹落位置P时，控制装置40向喷出头驱动电路45输出喷出定时信号LP。而且，在每次输出喷出定时信号LP时，控制装置40通过喷出头驱动电路45，根据喷出控制信号SI选择用于喷出液滴Fb的喷嘴N，向与所选择的喷嘴N对应的弹落位置P、即目标位置喷出液滴Fb。所喷出的各液滴Fb分别弹落在图案形成面4Sa上的对应的目标位置。弹落到各目标位置的液滴Fb若分别在扫描方向上仅被扫描照射待机距离WF，则在第一照射位置P1的附近与之前的液滴Fb接合，形成沿扫描方向延伸的液状膜FL。
还有，若开始印刷电路基板4S的扫描，则控制装置40向半导体激光器驱动电路44输出描绘开始信号S1，从半导体激光器LD射出激光。
若半导体激光器LD射出激光，则反射镜27反射来自半导体激光器LD的激光，作为沿近似反扫描方向的第一照射光Le1照射第一照射位置P1。第一照射位置P1的液状膜FL透过第一照射光Le1的一部分，开始干燥，另一方面作为沿近似反扫描方向的反射散射光Lr，向凹面镜29侧反射或散射。
若液状膜FL反射或散射第一照射光Le1，则凹面镜29反射来自液状膜FL的反射散射光Lr，作为沿近似扫描方向的第二照射光Le2照射第二照射位置P2。第二照射位置P2的液状膜FL透过第二照射光Le2的一部分，促进其干燥。结果，由第一照射光Le1的照射而开始干燥的液状膜FL仅将该反射散射光Lr作为第二照射光Le2再次进行照射，可以更可靠地进行干燥，形成没有干燥不足的层图案FP。而且，通过使该层图案FP按照顺序层叠，从而可以形成元件图案5F及布线图案6F，可以降低其形成不良。
接着，下面描述上述这样构成的本实施方式的效果。
(1)根据上述实施方式，搭载于滑架20的反射镜27反射半导体激光器LD出射的激光，作为沿近似反扫描方向的第一照射光Le1来照射液状膜FL的第一照射位置P1。而且，装载于滑架20的凹面镜29反射来自第一照射位置P1的反射散射光Lr，作为沿近似扫描方向的第二照射光Le2而再次照射液状膜FL的第二照射位置P2。
由此，仅用液状膜FL反射过的反射散射光Lr再次照射液状膜FL，就可以提高液状膜FL的干燥效率。结果，可以避免液滴Fb的干燥不足，可以消除元件图案5F及布线图案6F的形成不良。
(2)根据上述实施方式，反射镜27与凹面镜29分别照射沿扫描方向(Y箭头方向)会聚的第一照射光Le1与第二照射光Le2。由此，仅照射会聚在扫描方向的第一照射光Le1与第二照射光Le2，就可以将液滴的干燥效率进一步提高。由此，可以更可靠地消除图案的形成不良。
(3)根据上述实施方式，滑架20搭载喷出头21、半导体激光器LD、柱面透镜25、反射镜27及凹面镜29。由此，相对于液滴Fb的弹落位置P(液状膜FL)，可以维持第一照射光Le1的相对位置，甚至可以维持第二照射光Le2的相对位置。结果，在体现更高再现性的条件下，可以使第一照射光Le1及第二照射光Le2分别照射液状膜FL的第一照射位置P1及第二照射位置P2。因此，可以稳定元件图案5F与布线图案6F的干燥状态，可以进一步降低电路元件5与内部布线6的形成不良。
(4)根据上述实施方式，使第一照射光Le1照射的第一照射位置P1、和第二照射光Le2照射的第二照射位置P2位于扫描方向上不同的位置。结果，在扫描液滴Fb的过程中，可以实施两次跨越液状膜FL的激光照射。而且，即使在第二照射光Le2从液面FLa反射的情况下，也可以抑制反射后的第二照射光Le2向半导体激光器LD侧侵入。结果，可以稳定激光的照射动作，在体现更高再现性的条件下可以提高液滴Fb的干燥效果。
(5)根据上述实施方式，反射镜27与凹面镜29分别向与喷出头21相对的液状膜FL的区域照射沿图案形成面4Sa的近似切线方向的第一照射光Le1与第二照射光Le2。由此，可以提高刚刚弹落之后的液滴Fb的干燥效率，可以扩大液状膜FL的形状或尺寸的自由度。
另外，上述实施方式也可以如下这样进行变更。
·在上述实施方式中，将凹面镜29具体化为从X箭头方向观察具有曲率的柱面镜。不限于此，也可以将凹面镜29具体化为从Z箭头方向观察具有曲率的凹面镜(例如球面镜)，构成为将反射散射光Lr沿图案形成面4Sa的近似切线方向(近似扫描方向)反射后会聚在液滴Fb的区域内。
此外，此时优选凹面镜29将其从Z箭头方向观察到的曲率半径设为该凹面镜29与反射镜27之间的距离。
由此，凹面镜29仅具有从Z箭头方向观察到的曲率，就可提高从液滴Fb的区域反射或散射的反射散射光Lr的取入效率。而且，仅将凹面镜29的曲率半径设为该凹面镜29与反射镜27之间的距离，就可以更可靠地使经由液滴Fb的区域的来自反射镜27的第一照射光Le1再次反射照射到该液滴Fb的区域。
·在上述实施方式中，构成为将多个喷嘴N沿X箭头方向仅排列一列。不限于此，例如也可以构成为将多个喷嘴N沿X箭头方向仅排列两列。
此时，可以构成为在与一个喷嘴列对应的弹落位置附近设定第一照射位置P1，在与另一喷嘴列对应的弹落位置附近设定第二照射位置P2。由此，可以对弹落在不同弹落位置的各液滴Fb实施几乎相同定时的激光照射。由此，可以提高干燥后的各液滴Fb(图案)的均匀性。
或者，延长(或缩短)凹面镜29的焦点距离，使形成于液面FLa的第二照射光Le2的光截面向扫描方向扩展。而且，也可以构成为使第二照射光Le2反射照射第一照射位置P1与第二照射位置P2双方。即使在该构成中，也可以避免弹落到不同弹落位置的各液滴Fb的干燥不足。
·在上述实施方式中，将第二照射单元具体化为一个凹面镜29。不限于此，也可以将第二照射单元具体化为多个凹面镜29。即，也可以由多个凹面镜29来反射照射到液状膜FL的第一照射光Le1的反射散射光Lr。或者，也可以由不同凹面镜29来反射照射到液状膜FL的第二照射光Le2的反射光。由此，可以进一步提高液滴的干燥效率。
·在上述实施方式中，将第二照射单元具体化为凹面镜29。不限于此，例如也可以将第二照射单元具体化为平面镜或棱镜。即，第二照射单元只要可以将从液滴的区域反射或散射过来的激光再次反射照射到液滴的区域即可。
·在上述实施方式中，将第一照射单元具体化为柱面透镜25及反射镜27。不限于此，也可以仅以柱面透镜25构成第一照射单元，将柱面透镜25射出的激光直接照射到液状膜FL上。也就是说，第一照射单元只要将激光源射出的激光照射到液滴的区域即可。
·在上述实施方式中，构成为将第一照射光Le1与第二照射光Le2照射到液状膜FL。不限于此，例如也可以构成为对形成液状膜FL之前的液滴Fb照射第一照射光Le1，对形成了液状膜FL后的液滴Fb照射第二照射光Le2。或者，也可以构成为对形成液状膜FL之前的液滴Fb照射第一照射光Le1及第二照射光Le2，形成半球状的图案。也就是说，只要构成为向弹落在基板上的液滴的区域照射第一照射光Le1及第二照射光Le2即可。
·在上述实施方式中，构成为向液状膜FL(液滴Fb)的区域照射第一照射光Le1，将来自液状膜FL的反射散射光Lr作为第二照射光Le2进行反射照射。不限于此，也可以构成为向图案形成面4Sa照射第一照射光Le1的一部分，将来自图案形成面4Sa的反射光作为第二照射光Le2进行反射照射。
·在上述实施方式中，构成为在第一照射位置P1的扫描方向上设定第二照射位置P2。不限于此，也可以在第一照射位置P1的反扫描方向设定第二照射位置P2，或者也可以将第一照射位置P1与第二照射位置P2设定于相同位置。
·在上述实施方式中，构成为向由多个液滴Fb构成的液状膜FL照射共用的第一照射光Le1与共用的第二照射光Le2。不限于此，例如也可以构成为与各喷嘴N对应地分割来自半导体激光器LD的激光，向液状膜FL(各液滴Fb)照射多个第一照射光Le1与多个第二照射光Le2。或者也可以构成为配设喷嘴N的数量份个半导体激光器LD，向液状膜FL(各液滴Fb)照射多个第一照射光Le1与多个第二照射光Le2。即，也可以构成为将与各液滴Fb对应的第一照射光Le1和第二照射光Le2分别照射到对应的液滴Fb的区域。
·在上述实施方式中，构成为利用第一照射光Le1与第二照射光Le2来干燥液状膜FL(液滴Fb)。不限于此，也可以构成为利用第一照射光Le1与第二照射光Le2来干燥并煅烧液状膜FL(液滴Fb)。由此，通过局部照射的第一照射光Le1与第二照射光Le2，可以降低元件图案5F与布线图案6F的形成不良。
·在上述实施方式中，构成为利用装载于滑架20的凹面镜29，将来自第一照射位置P1的反射散射光Lr作为第二照射光Le2，再次照射液状膜FL的第二照射位置P2，与第一照射光Le1协作来干燥液状膜FL(液滴Fb)。也就是说，以从一个半导体激光器LD射出的激光，不但进行有效的干燥，还可以避免干燥不足。
取代这种方式，例如隔着喷出头21而设置在与第一照射单元对称的位置上的第二照射单元调整反射镜29，将反射散射光Lr作为第二照射光Le2再次照射液状膜FL的第一照射位置P1。而且，第一照射光Le1与第二照射光Le2协作，使第一照射位置P1的液状膜FL(液滴Fb)干燥。
由于采取这种构成，故通过从不同方向朝液状膜FL的第一照射位置P1照射第一照射光Le1与第二照射光Le2，从而抵消印刷电路基板4S的切线方向的第一照射光Le1与第二照射光Le2的运动量，液状膜FL(液滴Fb)不移动。而且，可以将第一照射光Le1与第二照射光Le2的动能有效转换为热能。
由此，可以快速进行低成本、高效率的干燥。
·在上述实施方式中，构成为根据描绘信息Ia来生成位图数据BMD。不限于此，也可以构成为从输入装置41向控制装置40输入由外部装置预先生成的位图数据BMD。
·在上述实施方式中，将液滴喷出头具体化为压电元件驱动方式的液滴喷出头21。但不限于此，也可以将液滴喷出头具体化为电阻加热方式或静电驱动方式的喷出头。
·在上述实施方式中，构成为以喷墨法形成电路元件5与内部布线6。但不限于此，也可以构成为利用上述的喷墨法仅形成比较细的电路元件5或内部布线6。
·在上述实施方式中，将图案形成材料具体化为金属墨。但不限于此，例如也可以将图案形成材料具体化为分散了绝缘膜材料或有机材料的液状体。也就是说，图案形成材料只要是接受激光并干燥、形成固态的图案的材料即可。
·在上述实施方式中，将图案具体化为元件图案5F及布线图案6F。但不限于此，也可以将图案具体化为液晶显示装置、有机场致发光显示装置、具备平面状的电子放射元件的场效应型显示装置(FED或SED等)等所具备的各种金属布线。或者也可以将图案具体化为多个线图案或点图案组成的识别码。也就是说，图案只要是由干燥后的液滴形成的图案即可。
权利要求
1.一种图案形成方法，将图案形成材料形成为液滴喷到基板上，对弹落在所述基板上的液滴进行干燥，在所述基板上形成图案，该图案形成方法为将激光源所射出的激光照射到液滴的区域，并且将从液滴的区域反射或散射的激光再次反射照射到液滴的区域，使液滴干燥。
2.根据权利要求1所述的图案形成方法，其特征在于，沿扫描方向相对于激光对弹落在所述基板上的液滴进行扫描，照射所述激光源所射出的激光的区域、和反射照射从液滴的区域反射或散射的激光的区域，在所述扫描方向上位于不同的位置。
3.根据权利要求1或2所述的图案形成方法，其特征在于，沿扫描方向相对于激光对弹落在所述基板上的液滴进行扫描，将所述激光源所射出的激光会聚到所述扫描方向上，照射到液滴的区域，并且将从液滴的区域反射或散射的激光会聚到所述扫描方向上，再次照射到液滴的区域。
4.一种液滴喷出装置，其具备液滴喷出头，该液滴喷出头将图案形成材料形成为液滴喷到基板上，该液滴喷出装置包括第一照射单元，其向弹落在所述基板上的液滴的区域照射激光源所射出的激光；和第二照射单元，其将从所述液滴的区域反射或散射的激光再次反射照射到液滴的区域。
5.根据权利要求4所述的液滴喷出装置，其特征在于，所述第二照射单元具备反射镜，该反射镜隔着所述液滴喷出头而配设于所述第一照射单元的相反侧，将从所述液滴的区域反射或散射的激光再次反射照射到所述液滴的区域。
6.根据权利要求5所述的液滴喷出装置，其特征在于，从所述基板的法线方向观察，所述反射镜具有凹面，该凹面反射经所述液滴的区域的激光，使其再次会聚到所述液滴的区域。
7.根据权利要求6所述的液滴喷出装置，其特征在于，所述第一照射单元沿所述基板的近似切线方向将所述激光源所射出的激光照射到所述液滴的区域，所述第二照射单元具有沿所述基板的近似切线方向将从所述液滴的区域反射或散射的激光再次反射照射到液滴的区域的反射镜，从所述基板的法线方向观察，所述反射镜具备使所述第一照射单元与所述反射镜之间的距离为近似曲率半径的凹面。
8.根据权利要求5～7中任一项所述的液滴喷出装置，其特征在于，从所述基板的切线方向观察，所述反射镜具有朝向所述液滴的区域侧的凹面，将来自所述液滴的区域的激光再次会聚到所述液滴的区域。
9.根据权利要求8所述的液滴喷出装置，其特征在于，所述反射镜将来自所述液滴的反射位置的激光再次照射到所述液滴，使得朝向被所述第一照射单元的激光照射的所述液滴且通过该反射镜照射到反射位置的激光、与所述第一照射单元的激光的动量从所述基板的切线方向观察相互抵消。
10.根据权利要求4～9中任一项所述的液滴喷出装置，其特征在于，还包括滑架，其搭载所述液滴喷出头、所述第一照射单元与所述第二照射单元；和扫描单元，其沿扫描方向相对于所述滑架对所述基板进行扫描。
11.根据权利要求10所述的液滴喷出装置，其特征在于，所述第一照射单元将所述激光源射出的激光照射到第一照射位置，所述第二照射单元具备反射镜，该反射镜将从液滴的区域反射或散射的激光反射照射到与所述第一照射位置在所述扫描方向上不同的第二照射位置。
12.根据权利要求4～11中任一项所述的液滴喷出装置，其特征在于，所述图案形成材料是分散有金属微粒的金属墨，所述基板为低温煅烧陶瓷基板。
13.一种电路组件，其包括基板、形成于所述基板的电路元件、和形成于所述基板并与所述电路元件电连接的金属布线，所述金属布线由权利要求4～12中任一项所述的液滴喷出装置形成。
全文摘要
本发明提供一种图案形成方法、液滴喷出装置及电路组件。其中搭载于滑架(20)的反射镜(27)反射半导体激光器(LD)射出的激光，作为沿近似扫描方向的第一照射光(Le1)，照射液状膜(FL)的第一照射位置(P1)。而且，搭载于滑架(20)的凹面镜(29)反射来自第一照射位置(P1)的反射散射光(Lr)，作为沿近似扫描方向的第二照射光(Le2)再次照射液状膜(FL)的第二照射位置(P2)。因此，可以提高液滴的干燥效率，可以降低由液滴构成的图案的形成不良。
文档编号H01R12/00GK101062625SQ20071010109
公开日2007年10月31日 申请日期2007年4月26日 优先权日2006年4月27日
发明者三浦弘纲 申请人:精工爱普生株式会社