JP7358614B2 - 配線形成方法 - Google Patents

Description

本開示は、３次元積層造形により、金属粒子を含む流体によって配線を形成する配線形成方法に関する。

近年、下記特許文献１に記載されているように、金属粒子を含む流体を吐出し、その吐出した流体を焼成することで、電子部品などを接続する回路を形成する技術が開発されている。特許文献１の配線形成方法では、金属粒子を含む流体によって第１配線を形成し、第１配線の上に紫外線硬化樹脂によって樹脂層を形成する。樹脂層にはビア穴が形成される。ビア穴は、内壁が傾斜しており、傾斜面の下端が第１配線の上面に連続している。樹脂層の上には、ビア穴の傾斜面を介して第１配線と接続される第２配線が形成される。

国際公開ＷＯ２０１６－１８９５５７号

上記した特許文献１に記載の技術によれば、３次元積層造形により、樹脂層の下に配設された第１配線と、樹脂層の上面に配設された第２配線とをビア穴の傾斜面に形成された配線により接続することができる。ここで、例えば、インクジェット方式により金属粒子を含む流体をビア穴の傾斜面に吐出した場合、傾斜面の角度が急であると、吐出した流体が傾斜面に沿って流れ落ちてしまう可能性がある。その結果、配線の厚みが局所的に減少する、あるいは断線が発生する虞があり、接続の信頼性が低下することが問題となる。

本開示は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、３次元積層造形により傾斜面に配線を形成する場合に、配線の接続の信頼性を向上できる配線形成方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本開示は、所所定の高さを有する台座部材を樹脂材料により形成する台座部材形成工程と、金属粒子を含む流体によって、配線の一部が底上げされた状態となるように、前記台座部材が形成されていない位置から前記台座部材の表面まで繋がる第１配線を形成する第１配線形成工程と、前記台座部材及び前記第１配線の一部が露出するように前記台座部材及び前記第１配線を覆う樹脂層であって、前記台座部材の位置に合せて形成された傾斜面を有する樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、金属粒子を含む流体によって、前記傾斜面の一部に前記樹脂層の上面まで繋がる第２配線を形成し、且つ前記台座部材の上の前記第１配線と接続させるように前記第２配線を形成する第２配線形成工程と、を含み、前記樹脂層形成工程において、前記樹脂層を貫通し、前記傾斜面を内壁に有するビア穴が前記樹脂層に形成され、前記樹脂層の上面は、前記台座部材の表面よりも高い位置にあり、前記樹脂層の前記傾斜面は、下方から上方へ向かうに従って前記台座部材から離れる方向に傾斜し、前記台座部材は、前記ビア穴に合わせた形状をなす、配線形成方法を開示する。

本開示の配線形成方法によれば、台座部材の上に第１配線を形成する。傾斜面を台座部材の位置に合せて形成し、傾斜面の上に第２配線を形成する。第２配線と台座部材の上の第１配線を接続する。これにより、台座部材の上に第１配線を形成することで、所定の高さまで第１配線を底上げして配設することができる。第１配線をより高い位置まで持って行くことで、傾斜面の角度を緩やかにして第２配線を接続することができる。第２配線を形成する際に、金属粒子を含む流体が傾斜面で流れ落ちることを抑制でき、第２配線をより均一な厚さで形成し断線の発生を抑制することができる。第２配線の接続の信頼性を向上できる。

電子デバイス製造装置を示す図である。 制御装置を示すブロック図である。 制御装置を示すブロック図である。 配線の形成工程を説明するための模式図である。 配線の形成工程を説明するための模式図である。 配線の形成工程を説明するための模式図である。 配線の形成工程を説明するための模式図である。 配線の形成工程を説明するための模式図である。 樹脂層を平面視した図である。 比較例の配線及び樹脂層の断面図である。 別例における、１つのビア穴で複数組の配線を接続した状態を示す図である。 複数の配線を形成した台座部材の表面を示す模式図である。 別例における、１つのビア穴で複数組の配線を接続した状態を示す図である。 電子部品を実装した状態を平面視した図である。 別例の傾斜面の断面図である。

（電子デバイス製造装置の構成）
以下、本開示の好適な実施形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１に電子デバイス製造装置１０を示す。電子デバイス製造装置１０は、搬送装置２０と、第１造形ユニット２２と、第２造形ユニット２４と、装着ユニット２６と、第３造形ユニット２９と、制御装置２７（図２、図３参照）を備える。それら搬送装置２０、第１造形ユニット２２、第２造形ユニット２４、装着ユニット２６、第３造形ユニット２９は、電子デバイス製造装置１０のベース２８の上に配置されている。ベース２８は、平面視において概して長方形状をなしている。以下の説明では、ベース２８の長手方向をＸ軸方向、ベース２８の短手方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方に直交する方向をＺ軸方向と称して説明する。

搬送装置２０は、Ｘ軸スライド機構３０と、Ｙ軸スライド機構３２とを備えている。そのＸ軸スライド機構３０は、Ｘ軸スライドレール３４と、Ｘ軸スライダ３６とを有している。Ｘ軸スライドレール３４は、Ｘ軸方向に延びるように、ベース２８の上に配設されている。Ｘ軸スライダ３６は、Ｘ軸スライドレール３４によって、Ｘ軸方向にスライド可能に保持されている。さらに、Ｘ軸スライド機構３０は、電磁モータ３８（図２参照）を有しており、電磁モータ３８の駆動により、Ｘ軸スライダ３６をＸ軸方向の任意の位置に移動させる。また、Ｙ軸スライド機構３２は、Ｙ軸スライドレール５０と、ステージ５２とを有している。Ｙ軸スライドレール５０は、Ｙ軸方向に延びるように、ベース２８の上に配設されている。Ｙ軸スライドレール５０の一端部は、Ｘ軸スライダ３６に連結されている。そのため、Ｙ軸スライドレール５０は、Ｘ軸方向に移動可能とされている。ステージ５２は、Ｙ軸スライドレール５０によって、Ｙ軸方向にスライド可能に保持されている。Ｙ軸スライド機構３２は、電磁モータ５６（図２参照）を有しており、電磁モータ５６の駆動により、ステージ５２をＹ軸方向の任意の位置に移動させる。これにより、ステージ５２は、Ｘ軸スライド機構３０及びＹ軸スライド機構３２の駆動により、ベース２８上の任意の位置に移動する。

ステージ５２は、基台６０と、保持装置６２と、昇降装置６４とを有している。基台６０は、平板状に形成され、上面に基材７０が載置される。保持装置６２は、Ｘ軸方向における基台６０の両側部に設けられている。保持装置６２は、基台６０に載置された基材７０のＸ軸方向の両縁部を挟むことで、基台６０に対して基材７０を固定的に保持する。また、昇降装置６４は、基台６０の下方に配設されており、基台６０をＺ軸方向で昇降させる。

第１造形ユニット２２は、ステージ５２の基台６０に載置された基材７０の上に配線を造形するユニットであり、第１印刷部７２と、焼成部７４とを有している。第１印刷部７２は、インクジェットヘッド７６（図２参照）を有しており、基台６０に載置された基材７０の上に、導電性インクを線状に吐出する。導電性インクは、本開示の金属粒子を含む流体の一例である。導電性インクは、例えば、主成分としてナノメートルサイズの金属（銀など）の微粒子を溶媒中に分散させたものを含み、熱により焼成されることで硬化する。導電性インクは、例えば、数百ナノメートル以下のサイズの金属ナノ粒子を含んでいる。金属ナノ粒子の表面は、例えば、分散剤によりコーティングされており、溶媒中での凝集が抑制されている。

尚、インクジェットヘッド７６は、例えば、圧電素子を用いたピエゾ方式によって複数のノズルから導電性インクを吐出する。また、導電性インク（金属ナノ粒子を含む流体）を吐出する装置としては、複数のノズルを備えるインクジェットヘッドに限らず、例えば、１つのノズルを備えたディスペンサーでも良い。また、導電性インクに含まれる金属ナノ粒子の種類は、銀に限らず、銅、金等でも良い。また、導電性インクに含まれる金属ナノ粒子の種類数は、１種類に限らず、複数種類でも良い。

焼成部７４は、照射装置７８（図２参照）を有している。照射装置７８は、例えば、基材７０の上に吐出された導電性インクを加熱する赤外線ヒータを備えている。導電性インクは、赤外線ヒータから熱を付与されることで焼成され、配線を形成する。ここでいう導電性インクの焼成とは、例えば、エネルギーを付与することによって、溶媒の気化や金属ナノ粒子の保護膜、つまり、分散剤の分解等が行われ、金属ナノ粒子が接触又は融着することで、導電率が高くなる現象である。そして、導電性インクを焼成することで、配線を形成することができる。尚、導電性インクを加熱する装置は、赤外線ヒータに限らない。例えば、電子デバイス製造装置１０は、導電性インクを加熱する装置として、赤外線ランプ、レーザ光を導電性インクに照射するレーザ照射装置、あるいは導電性インクを吐出された基材７０を炉内に入れて加熱する電気炉を備えても良い。

また、第２造形ユニット２４は、基台６０に載置された基材７０の上に樹脂層を造形するユニットであり、第２印刷部８４と、硬化部８６とを有している。第２印刷部８４は、インクジェットヘッド８８（図２参照）を有しており、基台６０に載置された基材７０の上に紫外線硬化樹脂を吐出する。紫外線硬化樹脂は、紫外線の照射により硬化する樹脂である。尚、インクジェットヘッド８８が紫外線硬化樹脂を吐出する方式は、例えば、圧電素子を用いたピエゾ方式でもよく、樹脂を加熱して気泡を発生させ複数のノズルから吐出するサーマル方式でも良い。

硬化部８６は、平坦化装置９０（図２参照）と、照射装置９２（図２参照）とを有している。平坦化装置９０は、インクジェットヘッド８８によって基材７０の上に吐出された紫外線硬化樹脂の上面を平坦化するものである。平坦化装置９０は、例えば、紫外線硬化樹脂の表面を均しながら余剰分の樹脂を、ローラもしくはブレードによって掻き取ることで、紫外線硬化樹脂の厚みを均一にさせる。また、照射装置９２は、光源として水銀ランプもしくはＬＥＤを備えており、基材７０の上に吐出された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する。これにより、基材７０の上に吐出された紫外線硬化樹脂が硬化し、樹脂層を形成することができる。

また、装着ユニット２６は、基台６０に載置された基材７０の上に、電子部品を配置するユニットであり、供給部１００と、装着部１０２とを有している。供給部１００は、テーピング化された電子部品を１つずつ送り出すテープフィーダ１１０（図２参照）を複数有しており、各供給位置において、電子部品を供給する。電子部品は、例えば、温度センサ等のセンサ素子である。尚、電子部品の供給は、テープフィーダ１１０による供給に限らず、トレイによる供給でも良い。

装着部１０２は、装着ヘッド１１２（図２参照）と、移動装置１１４（図２参照）とを有している。装着ヘッド１１２は、電子部品を吸着保持するための吸着ノズルを有している。吸着ノズルは、正負圧供給装置（図示省略）から負圧が供給されることで、エアの吸引により電子部品を吸着保持する。そして、正負圧供給装置から僅かな正圧が供給されることで、電子部品を離脱する。また、移動装置１１４は、テープフィーダ１１０の供給位置と、基台６０に載置された基材７０との間で、装着ヘッド１１２を移動させる。これにより、装着部１０２は、吸着ノズルにより電子部品を保持し、吸着ノズルによって保持した電子部品を、基材７０の上に配置する。

また、第３造形ユニット２９は、基台６０に載置された基材７０の上に、導電性ペーストを塗布するユニットである。導電性ペーストは、例えば、マイクロサイズの金属粒子（マイクロフィラなど）を、樹脂製の接着剤に含めた粘性流体である。マイクロサイズの金属マイクロ粒子は、例えば、フレーク状態の金属（銀など）である。金属マイクロ粒子は、銀に限らず、金、銅などや複数種類の金属でも良い。接着剤は、例えば、エポキシ系の樹脂を主成分として含んでいる。導電性ペーストは、加熱により硬化し、例えば、配線に接続される接続端子の形成に使用される。接続端子とは、例えば、電子部品の部品端子に接続するバンプ、外部機器などに接続する外部電極などである。

また、第３造形ユニット２９は、導電性ペーストを吐出（塗布）する装置としてディスペンサー１３０を有する。尚、導電性ペーストを塗布する装置は、ディスペンサーに限らず、スクリーン印刷装置やグラビア印刷装置でも良い。また、本開示における「塗布」とは、流体をノズルなどから吐出する動作や、スクリーン印刷やグラビア印刷によって対象物の上に流体を付着させる動作を含む概念である。ディスペンサー１３０は、基材７０や樹脂層の上に導電性ペーストを吐出する。吐出された導電性ペーストは、例えば、第１造形ユニット２２の焼成部７４によって加熱され硬化することで接続端子（外部電極など）を形成する。

ここで、導電性ペーストは、例えば、数十マイクロメートル以下のサイズの金属マイクロ粒子を含んでいる。導電性ペーストは、加熱されることで接着剤（樹脂など）が硬化し、フレーク状の金属同士が接触した状態で硬化する。上記したように導電性インクは、例えば、加熱によって金属ナノ粒子同士が融着することで一体化した金属となり、金属ナノ粒子同士が接触しているだけの状態に比べて導電率が高くなる。一方、導電性ペーストは、接着剤の硬化によってマイクロサイズの金属マイクロ粒子を互いに接触させて硬化する。このため、導電性インクを硬化して形成した配線の抵抗（電気抵抗率）は、例えば、数～数十マイクロΩ・ｃｍと極めて小さく、導電性ペーストを硬化した配線の抵抗（数十～数千マイクロΩ・ｃｍ）に比べて小さい。従って、導電性インクは、低抵抗の回路配線など、低い抵抗値を要求される造形物の造形に適している。

一方で、導電性ペーストは、硬化時に接着剤を硬化させることで、他の部材との接着性を高めることができ、導電性インクに比べて他の部材との密着性に優れている。ここでいう他の部材とは、導電性ペーストを吐出等して付着させる部材であり、例えば、樹脂層、配線、電子部品の部品端子などである。従って、導電性ペーストは、電子部品を樹脂層に固定する接続端子など、機械的強度（引っ張り強度など）が要求される造形物の造形に適している。本実施形態の電子デバイス製造装置１０では、このような導電性インクと導電性ペーストを使い分けて、特性を活かすことで、電気的性質及び機械的性質を向上した電子回路を製造できる。

次に、電子デバイス製造装置１０の制御装置２７の構成について説明する。図２及び図３に示すように、制御装置２７は、コントローラ１２０、複数の駆動回路１２２、記憶装置１２４を備えている。複数の駆動回路１２２は、上記電磁モータ３８，５６、保持装置６２、昇降装置６４、インクジェットヘッド７６、照射装置７８、インクジェットヘッド８８、平坦化装置９０、照射装置９２、テープフィーダ１１０、装着ヘッド１１２、移動装置１１４に接続されている（図２参照）。さらに、駆動回路１２２は、第３造形ユニット２９に接続されている（図３参照）。

コントローラ１２０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え、コンピュータを主体とするものであり、複数の駆動回路１２２に接続されている。記憶装置１２４は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等を備えており、電子デバイス製造装置１０の制御を行う制御プログラム１２６が記憶されている。コントローラ１２０は、制御プログラム１２６をＣＰＵで実行することで、搬送装置２０、第１造形ユニット２２、第２造形ユニット２４、装着ユニット２６、第３造形ユニット２９等の動作を制御可能となっている。以下の説明では、コントローラ１２０が、制御プログラム１２６を実行して各装置を制御することを、単に「装置が」と記載する場合がある。例えば、「コントローラ１２０がステージ５２を移動させる」とは、「コントローラ１２０が、制御プログラム１２６を実行し、駆動回路１２２を介して搬送装置２０の動作を制御して、搬送装置２０の動作によってステージ５２を移動させる」ことを意味している。

（電子デバイス製造装置の動作）
本実施形態の電子デバイス製造装置１０は、上記した構成によって、配線、接続端子及び電子部品を含んだ電子デバイスを造形物として製造する。以下の説明では、電子部品を実装した回路基板を電子デバイス（造形物）として製造する場合について説明する。尚、以下に説明する造形物の構造、製造手順等は、一例である。また、例えば、記憶装置１２４の制御プログラム１２６には、完成時の回路基板をスライスした各層の三次元のデータが設定されている。コントローラ１２０は、制御プログラム１２６のデータに基づいて第１造形ユニット２２等を制御し、紫外線硬化樹脂等を吐出、硬化等させて、回路基板を形成する。

まず、コントローラ１２０は、ステージ５２の基台６０に基材７０がセットされると、ステージ５２を移動させつつ、基材７０の上に電子デバイスの造形を行なう。図４に示すように、基材７０の上面には、例えば、熱によって剥離可能な剥離フィルム１５０が貼り付けられており、その剥離フィルム１５０の上に造形物（電子デバイスなど）が形成される。剥離フィルム１５０は、加熱されることで、造形物とともに基材７０から剥離される。尚、基材７０と造形物を分離する方法は、剥離フィルム１５０を用いる方法に限らない。例えば、基材７０と造形物の間に、熱によって溶ける部材（サポート材など）を配置し、溶かして分離しても良い。また、剥離フィルム１５０などの分離する部材を用いずに、基材７０の上に直接造形しても良い。

コントローラ１２０は、基材７０をセットされると、図４に示すように、剥離フィルム１５０の上に台座部材１４９を形成する。コントローラ１２０は、後述する樹脂層１５３（図６参照）のビア穴１５５の位置に合せて台座部材１４９を形成する。この台座部材１４９やビア穴１５５の位置は、例えば、記憶装置１２４に記憶された制御プログラム１２６のデータに設定されている。コントローラ１２０は、第２造形ユニット２４のインクジェットヘッド８８から紫外線硬化樹脂を剥離フィルム１５０の上に吐出する処理と、吐出した紫外線硬化樹脂へ硬化部８６の照射装置９２から紫外線を照射する処理を繰り返し実行することで、台座部材１４９を形成する。

具体的には、コントローラ１２０は、ステージ５２を、第２造形ユニット２４の下方に移動させ、第２印刷部８４を制御して、インクジェットヘッド８８から紫外線硬化樹脂を剥離フィルム１５０の上に薄膜状に吐出する。コントローラ１２０は、インクジェットヘッド８８を制御して、ビア穴１５５（図６参照）の底部に対応する位置に、紫外線硬化樹脂を吐出させる。硬化部８６は、照射装置９２により、薄膜状の紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する。これにより、剥離フィルム１５０の上に、薄膜状の台座部材が形成される。尚、コントローラ１２０は、薄膜状に吐出した紫外線硬化樹脂を、平坦化装置９０により平坦化する処理を適宜実行しても良い。コントローラ１２０は、ビア穴１５５の底部の位置に、紫外線硬化樹脂の吐出位置を調整し、紫外線硬化樹脂の吐出、紫外線の照射を、繰り返し実行することで、台座部材１４９を形成する。

次に、コントローラ１２０は、第１造形ユニット２２の下方に、ステージ５２を移動させる。コントローラ１２０は、図５に示すように、第１印刷部７２を制御してインクジェットヘッド７６によって台座部材１４９の表面及び剥離フィルム１５０の上に導電性インクを吐出する。インクジェットヘッド７６は、配線パターンに応じて線状に導電性インクを吐出する。この配線パターンは、例えば、製造したい造形物に応じて制御プログラム１２６に設定されている。図５に示す配線パターンは、例えば、剥離フィルム１５０の所定の位置（図５では右端の位置）から台座部材１４９の上面まで接続されるパターンである。本実施形態のコントローラ１２０は、図７に示すように、１つのビア穴１５５を通じて、下層の配線１５１と、上層の配線１５９を接続する。このため、コントローラ１２０は、インクジェットヘッド７６を制御して、例えば、下層の配線１５１に対応した位置に導電性インクを吐出する。

次に、コントローラ１２０は、焼成部７４を制御して、台座部材１４９や剥離フィルム１５０の上に吐出した導電性インクを、照射装置７８の赤外線ヒータによって加熱する。これにより、導電性インクを焼成することで、図５に示すように、台座部材１４９及び剥離フィルム１５０の上に配線１５１を形成することができる。

図９は、後述するビア穴１５５を有する樹脂層１５３を平面視した状態を示している。尚、図９は、後述する電子部品１６３（図８参照）の図示を省略している。また、図９は、下層の配線１５１を破線で示している。台座部材１４９は、例えば、所定の高さＨ１（図４参照）で形成され、平面視した場合に円形をなす、薄い板状に形成されている（図９参照）。台座部材１４９の角は、導電性インクの粘性に応じた湾曲した形状をなしている。図５に示すように、配線１５１は、剥離フィルム１５０の上から台座部材１４９の上まで連続して形成される。これにより、剥離フィルム１５０の上と、台座部材１４９の上（高さＨ１の位置）とを配線１５１により導通させることができる。換言すれば、配線１５１の一部は、高さＨ１だけ底上げされた状態となる。ここで、例えば、インクジェット方式により導電性インクを台座部材１４９の表面や曲面に吐出した場合、表面や曲面の角度が急であると、吐出した導電性インクが流れ落ちてしまう可能性がある。その結果、配線１５１の厚みが局所的に減少する、あるいは断線が発生する虞がある。このため、台座部材１４９の高さＨ１や、台座部材１４９の曲面と基材７０とのなす角度θ１（図４参照）は、例えば、配線１５１を形成する導電性インクが極力流れ落ちない値、あるいは導電性インクを積層して導通を取れる値を設定することが好ましい。

また、台座部材１４９の上には、配線１５１，１５９や、後述する樹脂層１５３を形成する（図７参照）。このため、台座部材１４９の高さＨ１は、配線１５１，１５９や樹脂層１５３を形成する際に、インクジェットヘッド７６，８８や平坦化装置９０のローラ等と干渉しない高さであることが好ましい。

次に、コントローラ１２０は、図６に示すように、配線１５１や台座部材１４９の上を覆うように、剥離フィルム１５０の上に樹脂層１５３を形成する。コントローラ１２０は、樹脂層１５３を形成する際に、台座部材１４９及び配線１５１の一部が露出するビア穴１５５を樹脂層１５３に形成する（図９参照）。コントローラ１２０は、第２造形ユニット２４のインクジェットヘッド８８から紫外線硬化樹脂を吐出する処理と、吐出した紫外線硬化樹脂へ硬化部８６の照射装置９２から紫外線を照射する処理とを繰り返し実行することで、ビア穴１５５を有する樹脂層１５３を形成する。

具体的には、コントローラ１２０は、ステージ５２を、第２造形ユニット２４の下方に移動させ、第２印刷部８４を制御して、配線１５１や台座部材１４９を覆うようにインクジェットヘッド８８から紫外線硬化樹脂を剥離フィルム１５０の上に薄膜状に吐出する。コントローラ１２０は、インクジェットヘッド８８を制御して、台座部材１４９及び配線１５１の一部を露出するビア穴１５５を除いた箇所に、紫外線硬化樹脂を吐出させる。つまり、インクジェットヘッド８８は、台座部材１４９及び配線１５１の一部をビア穴１５５から露出させ、台座部材１４９及び配線１５１の他の部分を覆うように、剥離フィルム１５０の上に紫外線硬化樹脂を薄膜状に吐出する。コントローラ１２０は、薄膜状に紫外線硬化樹脂を吐出した後、膜厚が均一となるように平坦化装置９０により平坦を実行しても良い。そして、硬化部８６は、照射装置９２により、薄膜状の紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する。これにより、剥離フィルム１５０の上に薄膜状の樹脂層が形成される。

コントローラ１２０は、台座部材１４９及び配線１５１の一部を露出させるように、紫外線硬化樹脂の吐出位置を調整し、紫外線硬化樹脂の吐出、平坦化、紫外線の照射を、適宜繰り返し実行することで、ビア穴１５５を有する樹脂層１５３を形成する。図６に示すように、コントローラ１２０は、内壁が傾斜したすり鉢状のビア穴１５５を形成する。ビア穴１５５の内壁には、上側の上側開口１５５Ａから下側（配線１５１側）の下側開口１５５Ｂに向かうに従って、内径を小さくするように傾いた傾斜面１５７が形成される。下層の配線１５１及び台座部材１４９は、ビア穴１５５の下側開口１５５Ｂから上面を露出させた状態となる（図９参照）。

図９に示すように、台座部材１４９は、樹脂層１５３（基板）を平面視した場合に、例えば、円形の下側開口１５５Ｂ（ビア穴１５５）よりも長い内径で形成された円板形状をなしている。このように、台座部材１４９は、例えば、ビア穴１５５に合わせた形状をなし、ビア穴１５５の内径よりも長い（外径が大きい）形状で形成される。

従って、本実施形態の台座部材１４９は、ビア穴１５５を平面視した場合に、ビア穴１５５の底部側に形成された下側開口１５５Ｂの大きさ以上の大きさで形成されている。これによれば、ビア穴１５５の下側開口１５５Ｂよりも大きい大きさで台座部材１４９を形成する。平面視においてより広がった台座部材１４９を形成することで、台座部材１４９の高さＨ１を維持しつつ、台座部材１４９の斜面の傾きを小さく（なだらかに）することができる。導電性インクが流れ落ちることを抑制でき、台座部材１４９の上に形成する配線１５１の厚みが局所的に減少する、あるいは断線が発生することを抑制できる。

次に、コントローラ１２０は、樹脂層１５３を形成すると、図７に示すように、ビア穴１５５の傾斜面１５７の一部に、樹脂層１５３の上面１５３Ａまで引き出される上層の配線１５９を形成する。コントローラ１２０は、ビア穴１５５内で配線１５１に配線１５９を接続する。詳述すると、コントローラ１２０は、第１印刷部７２を制御して、インクジェットヘッド７６によって、ビア穴１５５の底部や傾斜面１５７に、導電性インクを線状に吐出する。コントローラ１２０は、ビア穴１５５内の配線１５１の位置に合わせて、導電性インクを吐出する（図９参照）。導電性インクは、ビア穴１５５内で露出する配線１５１から、傾斜面１５７を経由して、樹脂層１５３の上面１５３Ａに至るまで吐出される。

尚、コントローラ１２０は、上層の配線１５９を形成する前に、配線１５１の上の余分な樹脂を除去しても良い。樹脂層１５３の造形において、余分な紫外線硬化樹脂が下側開口１５５Ｂから露出した配線１５１の上に付着する虞がある。このため、コントローラ１２０は、例えば、ビア穴１５５の下側開口１５５Ｂから露出する配線１５１に向かってレーザなどを照射し配線１５１の上の余分な樹脂の残滓を除去しても良い。これにより、配線１５１と配線１５９との接続部分における抵抗を減らすことができる。

コントローラ１２０は、焼成部７４を制御し、配線１５１の上部から樹脂層１５３の上面１５３Ａに至るまで吐出された導電性インクに、照射装置７８の赤外線ヒータから熱を加える。これにより、導電性インクを焼成し、下層の配線１５１と電気的に接続された上層の配線１５９を形成できる。樹脂層１５３に形成された下層の各配線パターンと上層の各配線パターンを導通させることができる（図９参照）。尚、ビア穴１５５の傾斜面１５７の傾斜角度θ２（図７参照）は、例えば、２５度以下である。傾斜面１５７の基材７０と平行な方向に沿った長さは、例えば、数百μｍである。また、樹脂層１５３の厚さは、例えば、２０～４０μｍである。

ここで、図１０は、比較例の配線１５１，１５９及び樹脂層１５３の断面を示している。図１０の回路基板は、下層の配線１５１の下には、台座部材１４９が形成されていない。上記した配線１５１と同様に、配線１５９を形成する際に、導電性インクをビア穴１５５の傾斜面１５７に吐出した場合、傾斜面１５７の傾斜角度θ２が急であると、吐出した導電性インクが傾斜面１５７に沿って流れ落ちてしまう可能性がある。その結果、配線１５９の厚みが局所的に減少する、あるいは断線が発生する虞があり、接続の信頼性が低下する。また、本実施形態のコントローラ１２０は、図６の製造工程（樹脂層形成工程の一例）において、樹脂層１５３を貫通し、傾斜面１５７を内壁に有するビア穴１５５を樹脂層１５３に形成する。このような傾斜面１５７を有するビア穴１５５において、導電性インクが傾斜面１５７から流れ落ちることを抑制するために傾斜角度θ２を小さくすると、樹脂層１５３の厚みが一定であれば、ビア穴１５５の上側開口１５５Ａの直径Ｌ１は、傾斜角度θ２を小さくするのに反比例して長くなってしまう。樹脂層１５３におけるビア穴１５５の占有面積が増大し、配線１５１，１５９の配線密度が低下する。

そこで、本実施形態の配線形成方法では、図４及び図５に示すように、まず、台座部材１４９を形成し、台座部材１４９の上に下層の配線１５１を形成する。そして、図７に示すように、台座部材１４９で高く上げた下層の配線１５１と上層の配線１５９を傾斜面１５７の下方で接続している。これにより、台座部材１４９により配線１５１を底上げしたことで、直径Ｌ１が長くなること（上側開口１５５Ａの拡大）を抑制しつつ、傾斜面１５７の傾斜角度θ２を小さくすることができる。換言すれば、直径Ｌ１を短くしてビア穴１５５を小さくできる。これにより、直径Ｌ１を小さくして配線１５１，１５９の配線密度を高めつつ、配線１５９の接続の信頼性を向上できる。

また、図８に示すように、コントローラ１２０は、例えば、配線１５９を形成した後、樹脂層１５３の上面１５３Ａの配線１５９に電子部品１６３を実装する。具体的には、コントローラ１２０は、例えば、配線１５９を形成した後、第３造形ユニット２９の下方にステージ５２を移動させる。コントローラ１２０は、第３造形ユニット２９を制御してディスペンサー１３０によって配線１５９の上に導電性ペーストを吐出する。

コントローラ１２０は、導電性ペーストを吐出した後、装着ユニット２６の下方へステージ５２を移動させ、装着部１０２により電子部品１６３の装着を行なう。装着部１０２の装着ヘッド１１２は、電子部品１６３の部品端子１６５が導電性ペーストの位置となるように配置する。そして、コントローラ１２０は、第１造形ユニット２２の焼成部７４によって導電性ペーストを加熱して硬化することでバンプ１６７を形成する。電子部品１６３の部品端子１６５は、バンプ１６７を介して配線１５９に電気的に接続される。このようにして、本実施形態の電子デバイス製造装置１０は、電子部品１６３を実装した回路基板（配線１５１，１５９を有する樹脂層１５３）を形成することができる。

尚、上記した配線１５１，１５９を有する樹脂層１５３の製造工程、造形物の構造等は、一例である。例えば、コントローラ１２０は、上層の配線１５９を形成した後、ビア穴１５５を樹脂層（紫外線硬化樹脂）で埋めても良い。そして、コントローラ１２０は、埋めた樹脂層の上に、さらにビア穴を有する樹脂層を形成し、配線１５９と接続される上層の配線を形成しても良い。この場合、配線１５１と同様に、台座部材１４９を形成して配線１５９を底上げしても良い。即ち、多層の基板を形成する際に、各層に台座部材１４９を適宜形成しても良い。

また、図９に示す例では、１つのビア穴１５５で一組の配線１５１，１５９を接続したが、１つのビア穴１５５で複数組の配線１５１，１５９を接続しても良い。図１１は、１つのビア穴１５５で、複数組の配線１５１，１５９を接続した状態を示している。図１１に示すように、例えば、コントローラ１２０は、１つのビア穴１５５内で接続される配線１５１，１５９の組み合わせを、所定のピッチＰ１を間に設けて並んで形成する。コントローラ１２０は、例えば、ビア穴１５５を、穴径が一方向（図１１における左右方向）に長い穴（スリット形状）で形成する。ビア穴１５５は、平面視において、一方向に長い略長方形状の上側開口１５５Ａ及び下側開口１５５Ｂを有している。台座部材１４９は、ビア穴１５５の形状に合わせて、平面視においてビア穴１５５の長手方向に長い略長方形の薄い板状に形成されている。そして、コントローラ１２０は、ビア穴１５５の長手方向に並んで、複数組の配線１５１，１５９を形成する。複数組の配線１５１，１５９のうち、中央の３組は、例えば、一方向（図１１における上下方向）に沿って一直線上に形成される。即ち、ビア穴１５５から下層の配線１５１を引き出す方向に沿って、その配線１５１に接続される上層の配線１５９を形成する。ビア穴１５５の傾斜面１５７には、ビア穴１５５の長手方向（図１１における左右方向）に沿って複数の配線１５９が並んで配置される。また、複数の下層の配線１５１は、横長の台座部材１４９の上に並んで配置される。

ここで、図９に示すように、１つのビア穴１５５に１組みの配線１５１，１５９だけを形成すると、ビア穴１５５の上側開口１５５Ａの大きさに応じて、配線１５９の間のピッチＰ１（図９参照）が増大する可能性がある。これに対し、図１１に示すように、１つのビア穴１５５内に複数組みの配線１５１，１５９をまとめて造形することで、配線１５１や配線１５９の間のピッチＰ１を極めて狭くすることができる。このピッチＰ１は、三次元積層造形の精度（インクジェット方式の解像度）にもよるが、例えば、数百μｍ以下まで狭くすることが可能となる。これにより、配線１５１，１５９の配線密度を極めて高くすることが可能となる。

また、従来の基板製造においてビア穴やスルーホールの製造に用いられる無電解めっき法などでは、ビア穴の内壁の全面にめっきすることが一般的であり、図１１に示すような傾斜面１５７（内壁）の一部に配線を形成することは困難である。一方、本実施形態の電子デバイス製造装置１０では、三次元積層造形を用いることで、傾斜面１５７の任意な位置に配線１５９を形成することができる。換言すれば、本実施形態の電子デバイス製造装置１０は、この三次元積層造形の長所を活かして、１つのビア穴１５５内に複数組みの配線１５１，１５９を造形し、配線密度を高めることができる。

従って、本実施形態のコントローラ１２０は、図１１に示すように、一方向に長い台座部材１４９を形成しても良い。また、コントローラ１２０は、台座部材１４９の長手方向において並んで配置される複数の配線１５１を形成し、台座部材１４９の長手方向に長い傾斜面１５７を有する樹脂層１５３を形成する。そして、コントローラ１２０は、台座部材１４９の上に配設された複数の配線１５１の各々と接続させる複数の配線１５９を形成しても良い。

これによれば、樹脂層１５３に形成した１つの傾斜面１５７を通じて、複数の配線１５１，１５９を接続する。これにより、台座部材１４９を形成することで配線１５９の接続の信頼性を高めつつ、配線１５１，１５９の間のピッチＰ１を狭くし配線密度を高めることができる。図９に示す１つの傾斜面１５７に配線１５１，１５９を１組だけ形成する場合に比べて、配線密度を極めて高くすることができる。引いては、回路基板などの造形物の小型化を図ることができる。

また、複数の下層の配線１５１を形成する場合、コントローラ１２０は、台座部材１４９の形成において、複数の配線１５１の各々における配線１５９側の端部が同一の高さとなるように、台座部材１４９の表面を形成しても良い。図１２は、複数の配線１５１を形成した場合の台座部材１４９の表面１４９Ａを示す模式図である。図１２に示すように、例えば、コントローラ１２０は、台座部材１４９の表面１４９Ａを、平坦化装置９０のローラなどで平坦化して平面を形成する。表面１４９Ａは、例えば、台座部材１４９の下端から同一の高さＨ１（図４参照）の平面で形成される。コントローラ１２０は、この同一高さの表面１４９Ａに、所定のピッチで下層の配線１５１を形成する。そして、コントローラ１２０は、表面１４９Ａ上の各配線１５１に接続されるように、上層の配線１５９（図１１参照）を形成しても良い。これによれば、複数の配線１５１の配線１５９側の端部が同一高さとなるように、台座部材１４９を同じ高さＨ１で形成する。複数組みの配線１５１，１５９を同一高さで接続する構造とすることで、インクジェットヘッド７６を同一の高さにしたまま複数の配線１５１，１５９をまとめて造形することができる。複数組みの配線１５１，１５９を１つのビア穴１５５で接続する回路基板を製造する時間を短縮できる。

また、図１１の左右方向における両端の配線１５１，１５９で図示すように、ビア穴１５５から下層の配線１５１を引き出す方向と、ビア穴１５５から上層の配線１５９を引き出す方向とは異なる方向でも良い。例えば、最も外側の一対の配線１５１を外側に広げるように配設しても良い。このように、１つのビア穴１５５から引き出す配線１５１，１５９の配設方向を変更することで、より自由な配線パターンを形成することができる。

また、複数組みの配線１５１，１５９を配置するビア穴１５５は、一方向に沿って長い形状に限らない。図１３に示すように、例えば、位置のずれた複数のビア穴を互いに連結させて１つのビア穴１５５を形成しても良い。例えば、１組の配線１５１，１５９の接続位置に合せてビア穴を形成することが設計データとして制御プログラム１２６に設定されている場合、コントローラ１２０は、各ビア穴が所定距離以下に隣接しているか否かを判断しても良い。そして、コントローラ１２０は、所定距離以下に隣接していることに応じて、複数のビア穴を連結させても良い。ビア穴１５５の傾斜面１５７は、例えば、平面視において、櫛歯状の形状となる。これにより、複数のビア穴を重ねた分だけ配線１５１，１５９を近づけることができ、配線密度を高めることができる。

また、図１４は、一例として、樹脂層１５３の上面１５３Ａに電子部品１６３を実装した状態を平面視した図を示している。尚、図１４は、樹脂層１５３の図示を省略している。例えば、電子部品１６３は、図１４における上下方向に沿って所定の間隔で複数の部品端子１６５が設けられている。ビア穴１５５は、この部品端子１６５が並ぶ方向に長い穴で形成されている。ビア穴１５５から引き出された各配線１５９は、傾斜面１５７を介して部品端子１６５に接続、即ち、電子部品１６３に接続されている。

ＩＣチップなどの電子部品１６３に設けられた複数の部品端子１６５は、図１４に示すように、一方向に並んで配置される場合がある。このような部品端子１６５の配列に合わせて長いビア穴１５５を形成し、そのビア穴１５５を通じて引き出される複数の配線１５９を形成しても良い。そして、複数の配線１５９の各々を複数の部品端子１６５の各々に接続する。これにより、電子部品１６３に接続される複数の配線１５９を３次元積層造形により高密度に形成できる。

また、電子部品１６３に接続する配線は、下層の配線１５１に接続する配線１５９に限らない。例えば、図１４に示すように、ビア穴１５５内に一度入って台座部材１４９の上を通って折り返す（下層の配線１５１とは接続されない）折り返し配線１６９を形成しても良い。例えば、コントローラ１２０は、配線１５９を製造する工程において、導電性ペーストにより折り返し配線１６９を形成する。折り返し配線１６９は、例えば、樹脂層１５３の上面１５３Ａから傾斜面１５７を介して下方に下がった後、台座部材１４９の上面を通り、傾斜面１５７を介して樹脂層１５３の別の位置の上面１５３Ａに戻ってくる配線である。

配線パターンによっては、配線１５９やビア穴１５５の近くを通るものの配線１５１が形成された下層に下がらず樹脂層１５３の上面１５３Ａに配設したい配線が発生する。一方で、下層に下がらない配線を配設するためだけに、ビア穴１５５の一部を埋める、あるいはビア穴１５５を全部埋めた後に埋めた穴の上に配線を形成すると、製造工程が増え、製造時間の遅延や製造コストの増大を招く。これに対し、配線１５９と同一工程で折り返し配線１６９を形成することで、１回の工程で２種類の配線を形成し、製造時間の短縮と製造コストの低減を図ることが可能となる。

尚、複数の配線１５９を配設する傾斜面１５７は、ビア穴１５５の内壁に限らない。例えば、図１５に示すように、樹脂層１５３の端部に傾斜面１５７を形成しても良い。図１５の傾斜面１５７は、図７に示すようなビア穴１５５の内壁ではなく、樹脂層１５３の端部に形成された端面である。コントローラ１２０は、例えば、下層の配線１５１を形成し、それを折り返すように、傾斜面１５７に沿って上層の配線１５９を形成する。コントローラ１２０は、配線１５９を形成した後、樹脂層１６１によって樹脂層１５３の端部を埋めても良い。この場合、コントローラ１２０は、配線１５１，１５９の接続位置（傾斜面１５７の位置）に合せて台座部材１４９を形成する。

因みに、上記実施例において、配線１５１は、第１配線の一例である。下側開口１５５Ｂは、開口の一例である。配線１５９は、第２配線の一例である。導電性インク及び導電性ペーストは、金属粒子を含む流体の一例である。図４の工程は、台座部材形成工程の一例である。図５の工程は、第１配線形成工程の一例である。図６の工程は、樹脂層形成工程の一例である。図７の工程は、第２配線形成工程の一例である。

以上、上記した本実施形態によれば以下の効果を奏する。
本実施形態の配線１５１，１５９の形成工程では、所定の高さＨ１を有する台座部材１４９を樹脂材料により形成する工程（図４参照）と、導電性インクによって台座部材１４９の表面に配設される配線１５１を形成する工程（図５参照）と、を有している。また、形成工程は、台座部材１４９の位置に合せて形成された傾斜面１５７を有する樹脂層１５３を形成する工程（図６参照）と、導電性インクによって傾斜面１５７の上に配線１５９を形成し、且つ台座部材１４９の上の配線１５１と接続させるように配線１５９を形成する工程（図７参照）と、を有している。

これによれば、台座部材１４９の上に配線１５１を形成することで、所定の高さＨ１まで配線１５１を底上げして配設することができる。配線１５１をより高い位置まで持って行くことで、傾斜面１５７の角度を緩やかにして配線１５９を接続することができる。配線１５９を形成する際に、導電性インクが傾斜面１５７で流れ落ちることを抑制でき、配線１５９をより均一な厚さで形成し断線の発生を抑制することができる。配線１５９の接続の信頼性を向上できる。

尚、本開示は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。
例えば、上記実施例では、１層の配線１５１，１５９を形成する場合について説明したが、複数の樹脂層１５３を重ねて複数層の配線１５１，１５９を、台座部材１４９、ビア穴１５５を介して接続しても良い。
また、樹脂層１５３は、電子部品１６３を実装しない回路基板でも良い。
また、台座部材１４９は、平面視において、ビア穴１５５の下側開口１５５Ｂよりも小さい内径の円板形状でも良い。即ち、台座部材１４９は、ビア穴１５５より小さく形状や大きさでも良い。
また、図１２に示す複数の配線１５１を接続する場合において、台座部材１４９の表面１４９Ａを平面で形成しなくとも良い。例えば、表面１４９Ａを斜面、曲面、凹凸面等で形成しても良い。
また、上記実施例では、紫外線の照射により硬化する紫外線硬化樹脂が採用されているが、熱により硬化する熱硬化樹脂等の種々の硬化性樹脂を採用することが可能である。
また、本開示における３次元積層造形の方法としては、インクジェット方式や光造形法（ＳＬ：Ｓｔｅｒｅｏ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）に限らず、例えば、熱溶解積層法（ＦＤＭ：Ｆｕｓｅｄ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ）などの他の方法を採用できる。

１４９ 台座部材、１４９Ａ 表面、１５１ 配線（第１配線）、１５３ 樹脂層、１５３Ａ 上面、１５５ ビア穴、１５５Ｂ 下側開口（開口）、１５７ 傾斜面、１５９ 配線（第２配線）、Ｈ１ 高さ。

Claims (5)

1. 所定の高さを有する台座部材を樹脂材料により形成する台座部材形成工程と、
   金属粒子を含む流体によって、配線の一部が底上げされた状態となるように、前記台座部材が形成されていない位置から前記台座部材の表面まで繋がる第１配線を形成する第１配線形成工程と、
   前記台座部材及び前記第１配線の一部が露出するように前記台座部材及び前記第１配線を覆う樹脂層であって、前記台座部材の位置に合せて形成された傾斜面を有する樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
   金属粒子を含む流体によって、前記傾斜面の一部に前記樹脂層の上面まで繋がる第２配線を形成し、且つ前記台座部材の上の前記第１配線と接続させるように前記第２配線を形成する第２配線形成工程と、
   を含み、
   前記樹脂層形成工程において、
   前記樹脂層を貫通し、前記傾斜面を内壁に有するビア穴が前記樹脂層に形成され、
   前記樹脂層の上面は、
   前記台座部材の表面よりも高い位置にあり、
   前記樹脂層の前記傾斜面は、
   下方から上方へ向かうに従って前記台座部材から離れる方向に傾斜し、
   前記台座部材は、
   前記ビア穴に合わせた形状をなす、配線形成方法。
2. 前記第２配線形成工程において、
   前記第２配線を、前記第１配線の上部から、前記傾斜面に沿って前記樹脂層の上面まで繋がるように形成する、請求項１に記載の配線形成方法。
3. 前記台座部材は、
   前記ビア穴を平面視した場合に、前記ビア穴の底部側に形成された開口の大きさ以上の大きさで形成される、請求項１又は請求項２に記載の配線形成方法。
4. 前記台座部材形成工程において、
   一方向に長い前記台座部材を形成し、
   前記第１配線形成工程において、
   前記台座部材の長手方向において並んで配置される複数の前記第１配線を形成し、
   前記樹脂層形成工程において、
   前記台座部材の長手方向に長い前記傾斜面を形成し、
   前記第２配線形成工程において、
   前記台座部材の上に配設された複数の前記第１配線の各々と接続させる複数の前記第２配線を形成する、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の配線形成方法。
5. 前記台座部材形成工程において、
   複数の前記第１配線の各々における前記第２配線側の端部が同一の高さとなるように、前記台座部材の表面を形成する、請求項４に記載の配線形成方法。

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