装配部件的方法 【技术领域】
本发明涉及一种装配部件的方法。背景技术 有源型液晶显示元件和有机电致发光显示元件形成于玻璃基板上。 在基板上呈矩 阵状配置的像素通过配置于该像素附近的晶体管得到控制。 但是， 在现在的技术中， 结晶半 导体的晶体管无法形成于玻璃基板上。因此， 使用无定形硅或多晶硅而形成的薄膜晶体管 被用于像素的控制。这样的薄膜晶体管可以廉价地在大面积的基板上制作。但是， 比晶体 硅还低的薄膜晶体管的迁移率， 妨碍了薄膜晶体管高速的运行。 为了解决该缺点， 预先在硅 晶片上制作大量晶体管， 然后将其切出个别的晶体管， 配置在基板上。
在专利文献 1 中， 公开了在基板 10 上配置部件 40 的优异的方法。在专利文献 1 中， 如图 8A 所示， 准备具备多个亲水性区域 11 和包围该多个亲水性区域 11 的疏水性区域 12 的基板 10。接着， 如图 8B 所示， 制备装入容器 70 的部件含有液 60。具体而言， 使配置于 基板 10 上的部件 40 分散于实质上不溶于水的溶剂 30 中， 制备部件分散液 60。部件 40 的 一个面是亲水性的。部件 40 的另一个面是疏水性的。
接着， 如图 8C 所示， 通过第 1 刮辊 51 在多个亲水性区域 11 上配置水 20。
之后， 如图 8D 所示， 通过第 2 刮辊 52 涂布部件分散液 60， 使部件分散液 60 与配置 于亲水性区域 11 的水 21 接触。在图 8D 中， 61 表示配置于亲水性区域 11 的部件含有液。 在该过程中， 部件 40 移动到配置于亲水性区域 11 的水 21 中。此时， 部件 40 的亲水性的一 面与水 21 接触。之后， 除去水 21 和部件分散液 61 所含的溶剂， 在基板 10 上配置部件 40。
现有技术文献
专利文献
专利文献 1 ： 日本特许第 4149507 号公报
专利文献 2 ： 日本特开 2004-95896 号公报 ( 特别是段落编号 0106 ～ 0110， 图 14)
发明内容
发明所要解决的课题
根据专利文献 1 所公开的方法， 配置于亲水性区域 11 的水 21 的量变得很少。这 是由于在形成亲水性区域 11 时在亲水性区域 11 中残存极少量的光致抗蚀剂或在大气中存 在的疏水性物质附着于亲水性区域 11 的缘故。这造成在基板 10 上配置部件 40 的效率显 著下降。该原因在于部件分散液 60 与水 21 接触前急速蒸发。为了增大配置于亲水性区域 11 的水 21 的量， 可以增大亲水性区域 11 的面积。但是， 这造成在 1 个亲水性区域 11 配置 多个部件 40。这又造成部件 40 歪斜配置 ( 参照图 7B)。
本发明的目的在于提供一种即使在亲水性区域稍微残留光致抗蚀剂或大气中的 疏水性物质附着的情况下， 也可以准确且再现性高地在规定位置装配部件的方法。
用于解决课题的方法本发明为一种在基板上装配部件的方法， 其具备以下的工序 ：
(1a) 准备亲水性的第 1 液体的工序 ；
(1b) 准备上述部件分散于第 2 液体中的部件分散液的工序
这里， 上述第 2 液体不溶于上述第 1 液体， 且上述部件的表面为亲水性的 ；
(1c) 准备具备亲水性区域和疏水性区域的基板的工序，
这里， 上述疏水性区域包围上述亲水性区域，
上述疏水性区域具备由氟化合物被覆的表面，
上述亲水性区域由具有与上述部件的装配于上述基板的面相同形状的部件装配 区域和在上述部件装配区域的周围形成的液体捕捉区域构成，
上述液体捕捉区域的表面具备下述 ( 化 1) 所示的物质，
( 化 1) 中， X 为 N+R3Q-(Q 为 Cl、 Br 或 I)、 OR、 或卤原子， R 为具有 1 ～ 4 的碳原子 数的低级烷基， n 为 1 以上、 3 以下的自然数 ；
(2) 在上述亲水性区域配置上述第 1 液体的工序 ；
(3) 使上述部件分散液接触配置于上述亲水性区域的上述第 1 液体的工序 ； 和
(4) 从上述基板除去上述第 1 液体和上述第 2 液体， 在上述亲水性区域配置上述部 件的工序。
在本说明书中用语 “装配 (mount)” 包括 “安装” 。本发明书中的 “部件” 的例子为 电子元件。工序 (1a)、 工序 (1b) 和工序 (1c) 的顺序没有限定。这些工序 (1a) ～ (1c) 在 工序 (2) 之前实施。工序 (2)、 工序 (3) 和工序 (4) 以该顺序实施。
发明的效果
本发明提供一种准确且再现性高地在规定位置装配部件的方法。
附图说明 图 1A ～图 1D 是表示亲水性区域 110 和疏水性区域 120 的例子的立体图。
图 2A ～图 2E 是表示亲水性区域 110 和疏水性区域 120 的例子的俯视图。
图 3 是示意地表示部件分散液 600 的剖面图。
图 4A ～图 4D 是表示根据本发明的装配方法中的各个工序的立体图。
图 5A ～图 5E 是表示制作根据本发明的装配方法中使用的基板的方法中的各个工 序的剖面图。
图 6A ～图 6D 分别是实施例 1 ～实施例 4 中配置于基板上的氧化硅的显微镜照片。
图 7A 和图 7B 分别是比较例 1 和比较例 2 中配置于基板上的氧化硅的显微镜照片。
图 8A ～图 8D 是表示专利文献 1 所记载的部件的装配方法中各个工序的图。
具体实施方式
以下， 参照附图详细地说明本发明涉及的装配方法的实施方式。 考虑到清楚性， 可 以省略附图的阴影。对相同的要素可以使用同一个符号， 省略重复说明。
图 1A ～图 1D 表示亲水性区域 110 和疏水性区域 120 的例子。图 2A ～图 2E 表示 亲水性区域 110 和疏水性区域 120 的例子。在下面的说明中， 第 1 液体的具体例子为水。
首先， 准备如图 1A ～图 1D 和图 2A ～图 2E 所示的基板 100。基板 100 具备亲水性 区域 110 和疏水性区域 120。优选设置多个亲水性区域 110。疏水性区域 120 包围多个各 亲水性区域 110。
形成部件装配区域 111、 液体捕捉区域 112 和疏水性区域 120， 使部件装配区域 111 和液体捕捉区域 112 对水的润湿性高于疏水性区域 120 对水的润湿性。具体而言， 部件装 配区域 111 和液体捕捉区域 112 为亲水性的。另一方面疏水性区域 120 为疏水性的。
液体捕捉区域 112 的表面具备由下述 ( 化 1) 所示的物质。
( 化 1) 中， X 为 N+R3Q-(Q 为 Cl、 Br 或 I)、 OR、 或卤原子， R 为具有 1 ～ 4 的碳原子 数的低级烷基， n 为 1 以上、 3 以下的自然数。
根据本发明的装配方法， 准备亲水性的第 1 液体 ( 工序 1a)、 部件分散液 ( 工序 1b) 和基板 100( 工序 1c)。图 3 示意地表示部件分散液。图 3 表示装入容器 700 的部件分散 液 600。部件分散液 600 包括第 2 液体 300 和分散于第 2 液体 300 中的部件 400。第 2 液 体 300 为实质上不溶于水的液体。具体而言， 第 2 液体 300 为己烷。第 2 液体 300 的其他 具体例子如后所述。本说明书中的用于 “分散” 是指部件 400 在第 2 液体 300 中没有凝集 的状态。为了分散部件 400， 可以搅拌部件分散液 600。
图 4A 表示在一个主面上具备部件装配区域 111、 液体捕捉区域 112 和包围这些区 域 111 和 112 的疏水性区域 120 的基板 100。
图 4B 示意地表示用于实施本实施方式的装配方法的装配装置的结构和操作。如 图 4B 所示， 装配装置具备第 1 刮辊 510 和第 2 刮辊 520。通过第 1 刮辊 510， 基板 100 暴露 于水 ( 第 1 液体 )200。通过第 2 刮辊 520， 基板 100 暴露于部件分散液 600。这 2 个刮辊 510、 520 以维持规定间隔的状态配置。 这 2 个刮辊 510、 520 优选边维持其间隔边在基板 100 上移动。固定和移动刮辊的元件没有图示。
根据本实施方式的装配方法， 首先， 移动第 1 刮辊 510 使基板 100 与水接触。在图 4B 中， 不移动基板 100， 而移动第 1 刮辊 510。由于部件装配区域 111 和液体捕捉区域 112 被对水的润湿性低的疏水性区域 120 所包围， 因此水被配置于部件装配区域 111 和液体捕 捉区域 112 的任一个 ( 工序 (2))。配置于部件装配区域 111 的水 211 和配置于液体捕捉区 域 112 的水 212 难以从部件装配区域 111 和液体捕捉区域 112 溢出。图 4B 中的箭头指示 第 1 刮辊 510 的移动方向。根据本实施方式， 如图 4B 所示， 通过第 1 刮辊 510 在部件装配
区域 111 和液体捕捉区域 112 分别配置水 211 和水 212。可以代替该操作， 通过在内部保持 水的容器中浸渍基板 100， 然后提出基板 100， 在部件装配区域 111 和液体捕捉区域 112 配 置水 211 和水 212。
为了在部件装配区域 111 和液体捕捉区域 112 更稳定地配置水， 优选部件装配区 域 111 和液体捕捉区域 112 对水的润湿性与疏水性区域 120 对水的润湿性大不相同。
接着， 如图 4C 所示， 第 2 刮辊 520 从基板 100 的一端侧 ( 图 4C 的里侧 ) 向另一端 侧 ( 图 4C 的跟前侧 ) 移动。这使基板 100 暴露于部件分散液 600( 工序 (3))。由于水实质 上不溶于第 2 液体 300， 水 211 和水 212 分别稳定地停留在各自的位置。在该过程中， 由于 作用于部件 400 的表面张力， 部件 400 向水 211 和水 212 的内部移动。或者， 部件 400 向第 2 液体 300 和水 211 形成的界面或第 2 液体 300 和水 212 形成的界面移动。
接着， 从基板 100 的一个主面上， 除去水 211、 水 212 和第 2 液体 300。 在该过程中， 如图 4D 所示， 部件 400 配置于部件装配区域 111( 工序 (4))。
在上述说明中， 刮辊 510、 520 移动， 基板 100 不移动。可以代替该操作， 刮辊 510、 520 不移动， 基板 100 相对于刮辊 510、 520 移动。刮辊 510、 520 和基板 100 两者移动。在本 说明书中使用的用语 “相对移动” 包括这三个方式。即， “刮辊在基板上相对移动” 包括以下 (a) ～ (c) 的三个方式 ： (a) 刮辊 510、 520 移动但基板 100 不移动 ； (b) 刮辊 510、 520 不移 动但基板 100 移动 ； 和 (c) 刮辊 510、 520 和基板 100 两者移动。 如上所述， 由于部件装配区域 111、 具备由 ( 化 1) 所示的物质的液体捕捉区域 112 和包围部件装配区域 111 和液体捕捉区域 112 的疏水性区域 120 形成在基板 100 的一个主 面上， 因此水可以准确地配置于部件装配区域 111 和液体捕捉区域 112。其结果， 部件 400 可以高效而准确地配置于基板 100 上。
以下， 进一步详细地说明液体捕捉区域 112 和部件装配区域 111。
本发明的装配方法的特征在于在亲水性区域 110 内设置的部件装配区域 111 和液 体捕捉区域 112。如图 1A ～图 1D 和图 2A ～图 2E 所示， 在 1 个亲水性区域 110 内形成的液 体捕捉区域 112 的数量可以为 1 或 2 以上。
液体捕捉区域 112 的形状可以为矩形、 三角形、 梯形、 圆形、 椭圆形或多边形。图 1A ～图 1D 和图 2A ～图 2E 列举了液体捕捉区域 112 的形状。但是， 液体捕捉区域 112 的形 状没有限定。液体捕捉区域 112 的形状可以为组合这些的形状。在设置 2 个以上的液体捕 捉区域 112 时， 这些形状可以不同。如图 1A、 图 2D 和图 2E 所示， 可以形成包围部件装配区 域 111 的周围全部的液体捕捉区域 112。如图 1B、 图 1C、 图 1D、 图 2A、 图 2B 和图 2C 所示， 液 体捕捉区域 112 也可以形成在部件装配区域 111 的周围。
1 个部件装配区域 111 的面积定义为 S2， 在该 1 个部件装配区域 111 的周围形成 的液体捕捉区域 112 的面积的合计定义为 S3。为了得到本发明的效果， 优选的 S3/S2 的值 在 0.8 以上、 3.5 以下的范围。
根据本实施方式， 液体捕捉区域 112 使用 X-(CH2)n-Si-Y3( 化 2) 所示的物质形成。 以下说明 ( 化 2) 所示的物质。
X 表示 N+R3Q-(Q 为 Cl、 Br 或 I)、 OR 或卤原子。R 为低级烷基。R 可以为直链状或支 链状。低级烷基是指具有 1 ～ 4 个碳原子数的烷基。其具体的例子为甲基、 乙基、 正丙基、 异丙基、 正丁基和异丁基。n 为 1 以上、 3 以下的自然数。Y 优选为烷氧基或卤素。优选烷氧
基为甲氧基和乙氧基。
根据本实施方式， ( 化 2) 所示的物质与基板 100 的表面反应， 形成液体捕捉区域 112。( 化 2) 所示的物质的具体例子为 3- 氯丙基三氯硅烷、 3- 甲氧基丙基三甲氧基硅烷和 N- 三甲氧基硅烷基丙基 -N， N， N- 三甲基氯化铵。
考虑到向基板 100 的表面导入的容易性和获得容易性， ( 化 2) 所示的物质优选三 烷氧基硅烷或三氯硅烷。
接着， 说明部件装配区域 111。
部件装配区域 111 的形状可以取决于在该部件装配区域 111 装配的部件 400 的形 状。部件装配区域 111 的形状例如为三角形、 四边形、 六边形这样的多边形、 圆形、 椭圆形。 部件装配区域 111 优选具有与装配的部件 400 的面 ( 即， 装配于基板 100 的状态时与基板 100 对置的部件 400 的面 ) 的形状相同的形状。 “相同形状” 是指部件装配区域 111 的形状 与装配的部件 400 的面 ( 装配于基板 100 的状态时与基板 100 对置的面 ) 具有在数学的概 念中全等或相似关系。
装配的部件 400 规定面的面积定义为 S1、 1 个部件装配区域 111 的面积定义为 S2 时， S2/S1 的值优选在 0.64 以上、 1.44 以下的范围。若 S2/S1 的值小于 0.64， 则由于配置 于亲水性区域 110 的水的量过少， 配置部件 400 的概率变小。若 S2/S1 的值大于 1.44， 则由 于配置于亲水性区域 110 的水的量过多， 在 1 个部件装配区域 111 配置多个部件 400。 部件装配区域 111、 液体捕捉区域 112 和疏水性区域 120 可以通过光刻法形成。
以下， 边参照附图边详细说明制作基板 100 的方法的一个例子。
图 5A ～图 5E 表示根据本实施方式制作基板的方法的例子。首先， 如图 5A 所示， 准备亲水性的基板 100。 形成部件装配区域 111 的部分由金属膜 802 这样的保护膜所覆盖。 形成液体捕捉区域 112 的部分由正型抗蚀膜 801 这样的保护膜所覆盖。
接着， 如图 5B 所示， 基板 100 的整体由疏水膜 803 覆盖。之后， 如图 5C 所示， 通过 丙酮或二甲基亚砜除去正型抗蚀膜 801。在该过程中， 形成表面露出的区域 804。
另外， 如图 5D 所示， 对基板 100 供给 ( 化 2) 所示的物质， 在区域 804 进行反应。 在 该过程中， 在区域 804 形成具备 ( 化 2) 所示的物质的区域 805。区域 805 对应液体捕捉区 域 112。
以下说明形成液体捕捉区域 112 的方法。在以数 vol％浓度溶解有 ( 化 2) 所示的 物质的氯仿、 烷烃、 醇或硅油中， 基板浸渍一定时间， 形成液体捕捉区域 112。浸渍后通过溶 剂清洗基板， 在基板上形成 ( 化 1) 所示的物质构成的膜。与 ( 化 2) 所示的物质反应的基 板 100 优选在表面具备活泼氢。具体的基板 100 的材料的例子为氧化硅、 氮化硅、 不锈钢、 铜、 镍和表面活化过的树脂。
最后， 如图 5E 所示， 除去金属膜 802， 形成基板 100 的表面露出的区域 806。这样 操作， 形成部件装配区域 111、 液体捕捉区域 112 和疏水性区域 120。
接着说明疏水性区域 120。
固体的表面对水的润湿性不仅与该固体的表面能有关， 还与水的表面张力有关。 疏水性的固体的表面能没有特别限定。疏水性的固体的表面能的具体的值优选 5mJ/m2 以 上、 小于 40mJ/m2， 更优选 5mJ/m2 以上、 25mJ/m2 以下。
疏水性区域 120 的表面由氟化合物被覆。作为形成疏水性区域 120 的方法的一个
例子， 具备在疏水性区域 120 的至少一个部分， 在基板 100 上形成含有氟的有机膜的工序。 有机膜具有低于部件装配区域 111 和液体捕捉区域 112 两者的对水的润湿性。具体的有机 膜例如为具有氟烷基链的高分子膜、 由具有氟烷基链的硅烷偶联剂形成的膜、 由具有氟烷 基链的硫醇分子形成的膜和由溶胶 - 凝胶法形成的含有氟烷基链的有机无机杂化膜。
具有氟烷基链的高分子膜的例子为聚四氟乙烯、 聚二氟乙烯及它们的衍生物。
在由硅烷偶联剂形成疏水膜时， 可以在以数 vol％的浓度溶解有具有氟烷基链的 硅烷偶联剂的氯仿、 烷烃、 醇或硅油中浸渍基板。浸渍后， 通过溶剂清洗基板， 形成单分子 膜。具有氟烷基的硅烷偶联剂由通式 CF3(CF2)n(CH2)mSiX3 表示。这里， n 为 10 以下的自 然数， m 为 10 以下的自然数， X 为卤素 ( 优选为 Cl)、 烷氧基。具体的硅烷偶联剂的例子为 CF3(CF2)7C2H4SiCl3 和 CF3C2H4SiCl3。
在由具有氟烷基链的硫醇分子形成疏水膜时， 只在希望制成疏水性的部分形成与 硫醇化合物反应的金属 ( 例如金、 银或铜 )。在溶解硫醇化合物的有机溶剂中浸渍基板， 只 将形成有金属的部分制成疏水性。 具体而言， 在以数 vol％的浓度溶解有具有氟烷基链的硫 醇分子的乙醇溶液或丙醇溶液中， 浸渍具备金属的基板。接着， 用醇清洗基板， 形成疏水性 的单分子膜。在该方法中， 基板不需要具有活泼氢。 在通过溶胶 - 凝胶法形成疏水膜时， 将溶解有氧化硅的前体四乙氧基硅烷、 具有 氟烷基的烷氧基硅烷、 酸催化剂、 水的醇溶液通过旋涂法或浸涂法涂布在基板上。然后， 在 100℃以上对基板进行热处理。根据该方法， 可以在几乎所有的基板上形成疏水膜。
可以通过喷墨法、 丝网印刷法、 凸版印刷法、 凹版印刷法、 微接触印刷法， 直接形成 疏水膜。
在工序 (4) 中， 从基板的一个主面除去水 211、 212 和第 2 液体 300。与水 211、 212 和第 2 液体 300 除去的顺序无关， 部件 400 配置于部件装配区域 111。
除去水 211、 212 和第 2 液体 300 的方法没有限定。可以使用公知的干燥方法。例 如， 可以选择自然干燥、 利用真空干燥器的干燥、 通过吹送空气或气体的干燥或利用加热和 / 或减压的干燥。可以在干燥之前清洗基板 100。
在上述说明中， 第 1 液体 200 的具体例子为水。但本领域技术人员可以考虑作用 于第 1 液体 200 和第 2 液体 300 之间的表面的表面张力， 和部件 400 的表面对第 1 液体 200 和第 2 液体 300 各自的润湿性， 适当选择第 1 液体 200 和第 2 液体 300。
第 1 液体 200 必须与第 2 液体 300 实质上不互溶。在第 1 液体 200 与第 2 液体 300 实质上不互溶时， 即使第 2 液体 300( 即， 部件分散液 600) 与第 1 液体 200 接触， 第1液 体 200 也稳定地停留在部件装配区域 111。这使得部件 400 能够通过表面张力向第 1 液体 200 移动。在本说明书中使用的用语 “实质上不溶解” 是指第 1 液体 200 对第 2 液体 300 的 溶解度 ( 溶解在 100ml 第 2 液体中的第 1 液体的重量 ) 为 10g 以下， 更优选为 1g 以下。
例如， 第 1 液体 200 可以具有大的极性， 且第 2 液体 300 可以具有小于第 1 液体 200 的极性。即， 第 1 液体 200 为亲水性的。另一方面， 第 2 液体 300 为疏水性的。
第 1 液体 200 的具体例子为水。第 1 液体 200 的其他例子为甲醇、 乙醇、 乙二醇、 甘油这样的醇或水和醇的混合液。优选为水。其原因在于水具有大的表面张力， 可以将部 件 400 牢固地装配在部件装配区域 111。
第 2 液体 300 的具体例子为己烷、 庚烷、 辛烷、 壬烷、 癸烷、 十一烷、 十二烷、 十三烷、
十四烷、 十五烷、 十六烷这样的烷烃类， 甲苯、 苯、 二甲苯这样的芳香族烃类 ； 一氯甲烷、 二氯 甲烷、 氯仿、 四氯甲烷、 一氯丁烷、 二氯丁烷、 一氯戊烷和二氯戊烷这样的氯系溶剂， 二乙醚、 石油醚这样的醚类， 乙酸乙酯、 乙酸丁酯这样的酯类， 硅油、 全氟辛烷、 全氟壬烷， 或它们的 混合液。第 2 液体 300 优选氯系溶剂。
装配部件 400 的基板 100 的材质没有特别限定。基板的材料可以为无机材料、 高 分子树脂材料或无机材料和高分子树脂材料的复合材料。 无机材料的例子为氧化铝这样的 陶瓷、 硅和玻璃。高分子树脂材料的例子为聚酰亚胺树脂、 聚酰胺树脂、 环氧树脂和聚碳酸 酯树脂。复合材料可以含有由玻璃、 陶瓷或金属构成的纤维和高分子树脂材料。还可以使 用 SOI(Silicon On Insulator， 绝缘体上硅薄膜 ) 基板和化合物半导体基板。
制作部件 400 和部件分散液 600 的方法没有限定。具体的请参照专利文献 1 所公 开的制作部件和部件分散液的方法。
在使用水这样的极性大的液体作为第 1 液体 200 时， 优选部件 400 的表面能高。 具 2 体而言， 表面能优选为 40mJ/m 以上。在部件 400 具有小的表面能时， 优选预先 ( 根据本发 明的装配方法中的工序 (2) 之前 ) 处理部件 400 的表面， 增大其表面能。
增大部件 400 的表面能的方法的例子为以下的 (1) ～ (4)。
(1) 在部件 400 的表面具有硅时， 在臭氧气氛中对部件 400 的表面照射紫外线。 该 方法对于铂、 金、 铜、 镍这样的电极材料也有效。
(2) 在部件 400 的表面形成对第 1 液体 200 具有的亲和性的薄膜 ( 例如， 在第 1 液 体 200 使用水时为亲水膜 )。例如， 可以通过真空溅射法或热 CVD 法在部件 400 的表面形成 氧化硅、 氮化硅、 氧化钛这样的薄膜。优选在形成这些薄膜后， 在臭氧气氛中对薄膜照射紫 外线。
(3) 通过具有由氨基、 羧基或羟基构成的末端的硅烷偶联剂修饰部件 400 的表面。
(4) 通过具有由氨基、 羧基或羟基构成的末端的硫醇分子修饰部件 400 的表面。
如上所述， 在基板的一个主面上形成部件装配区域 111、 具备 ( 化 1) 所示的物质的 液体捕捉区域 112 以及包围部件装配区域 111 和液体捕捉区域 112 的疏水性区域 120。这 使得水能够在部件装配区域 111 和液体捕捉区域 112 准确配置。其结果， 可以高效且准确 地在基板上配置部件 400。
实施例
接着， 以下的实施例进一步详细地说明本发明的装配方法。
[ 实施例 1]
在实施例 1 中， 使用本发明的装配方法在基板装配氧化硅。
< 装配部件基板的制作 >
首先， 与实施方式中说明的方法同样地， 在由硅构成的基板上形成由疏水性区域 112 包围的多个亲水性区域 110。在实施例 1 中， 为了测定部件装配区域 111 和液体捕捉区 域 112 对纯水的静态接触角， 在基板 100 设置具有 1cm×1cm 大小的 2 个矩形区域。
具有 525μm 厚度和 4 英寸直径的由硅构成基板 100 在氧环境下经过等离子体处 理， 氧化基板 110 的表面。由此， 基板 100 的整面成为亲水性的。接着， 通过电子束蒸镀法 形成具有 10nm 厚度的镍膜和在其上形成具有 100nm 厚度的金膜。接着， 通过光刻法形成 20μm×40μm 的矩形正型抗蚀膜图案。该图案相当于部件装配区域 111。接着， 基板 100顺次浸渍在金的蚀刻液和镍的蚀刻液中， 除去没有被抗蚀膜覆盖部分的金属膜。 之后， 基板 100 在真空中暴露于等离子体气氛中， 除去抗蚀膜， 形成多个金属图案。
接着， 在多个金属图案的周围， 使用光刻法形成 40μm×60μm 的矩形正型抗蚀膜 图案。该图案相当于液体捕捉区域 112。
在干燥环境中， 在溶解有 1vol％的 CF3(CF2)7C2H4SiCl3( 以下， 简称为 FS-17) 的全 氟辛烷溶液中， 浸渍 20 分钟形成有抗蚀膜图案的基板 100。 之后， 基板 100 在纯全氟辛烷中 清洗， 接着除去溶剂。再通过丙酮除去抗蚀膜。这样操作， 形成基板 100 的表面露出的区域 804( 参照图 5C)。
接着， 在干燥环境中， 基板 100 在溶解又 1vol％的 N- 三甲氧基硅烷基丙基 -N， N， N- 三甲基氯化铵的脱水乙醇溶液中浸渍 180 分钟。 之后， 基板 100 在纯甲醇中清洗， 接着除 去溶剂。这样操作， 在基板 100 形成相当于液体捕捉区域 112 的区域。
基板 100 再顺次浸渍在金的蚀刻液和镍的蚀刻液中， 除去金属膜图案。这样操作， 在基板形成相当于部件装配区域 111 的区域 806( 参照图 5D)。
如上所述， 在基板 100 形成由疏水性区域 120 包围的多个亲水性区域 110。
与部件装配区域 111 同等的矩形区域 (1cm×1cm) 具有 15°的对纯水的静态接触 角。与液体捕捉区域 112 同等区域的矩形区域 (1cm×1cm) 具有 33°的对纯水的静态接触 角。疏水性区域 120 具有 108°的对纯水的静态接触角。 < 部件分散液 >
含有氧化硅的部件分散液通过以下的方法制备。
首先， 在具有 525μm 厚度的硅基板的表面， 通过电子束蒸镀法形成具有 100nm 厚 度的铝薄膜。接着， 通过等离子体 CVD 法形成 200nm 的氧化硅薄膜。在基板上通过光刻法 形成 20μm×40μm 的矩形抗蚀膜图案。通过将抗蚀膜图案作为掩模利用的干蚀刻， 除去氧 化硅的一部分。通过氧等离子灰化处理剥离抗蚀膜， 形成多个氧化硅板。各个氧化硅板具 有长 20μm× 宽 40μm× 高 0.2μm 的大小。接着， 利用 50℃的磷酸和硝酸的混合液 ( 以 下， 称为热磷酸 ) 蚀刻铝薄膜， 对氧化硅板进行剥离 (lift off)。
然后， 使用经过过滤器的抽滤过滤分散于热磷酸的氧化硅板。附着有氧化硅板的 过滤器在干燥气氛中干燥过夜。之后， 过滤器在溶解有 1vol％的 1- 氯乙基三氯硅烷的 1， 4- 二氯丁烷溶液中浸渍 2 小时。在干燥氮气气氛中使用抽滤进行过滤。通过清洗除去未 反应的 1- 氯乙基三氯硅烷， 在过滤器上得到具有化学修饰过的表面的氧化硅板。过滤器在 1， 4- 二氯丁烷中浸渍， 对其施加超声波。超声波的施加使得附着于过滤器的氧化硅板分散 于 1， 4- 二氯丁烷中。这样操作而制备部件分散液。
< 刮辊 >
刮辊 510 的下端具备用于配置水的长 20mm、 宽 0.5mm 的槽。 为了稳定地保持水， 在 槽内装入脱脂棉。
刮辊 520 是聚乙烯制的刀。
< 装配方法 >
刮辊 510 和刮辊 520 以刮辊 510、 520 的边缘与基板 100 的宽度方向平行的方式配 置于基板 100 的一端侧。以将刮辊 510、 520 的边缘与基板 100 的间隔维持在约 0.2mm 且刮 辊 510、 520 可以在基板上移动的方式， 配置刮辊 510、 520。刮辊 510 和刮辊 520 的间隔设定
为 1mm。 在刮辊 520 和基板 100 之间， 通过玻璃滴管配置约 50μL 的部件分散液。之后， 以 相对速度 10mm/ 秒移动刮辊 510、 520。重复该操作 10 次。
[ 实施例 2]
除了使用 3- 甲氧基丙基三甲氧基硅烷的 1， 4- 二氯丁烷溶液代替 N- 三甲氧基硅 烷基丙基 -N， N， N- 三甲基氯化铵的脱水甲醇溶液以外， 与实施例 1 同样地进行实验。与部 件装配区域 111 同等的矩形区域具有 13°的对纯水的静态接触角。 与液体捕捉区域 112 同 等的矩形区域具有 52°的对纯水的静态接触角。
[ 实施例 3]
除了使用 3- 氯乙基三氯硅烷的 1， 4- 二氯丁烷溶液代替 N- 三甲氧基硅烷基丙 基 -N， N， N- 三甲基氯化铵的脱水甲醇溶液以外， 与实施例 1 同样地进行实验。与部件装配 区域 111 同等的矩形区域具有 13°的对纯水的静态接触角。 与液体捕捉区域 112 同等的矩 形区域具有 72°的对纯水的静态接触角。
[ 实施例 4]
除了由 CF3C2H4SiCl3( 以下， 有时简称为 FS-3) 形成疏水性区域 120 以外， 与实施例 2 同样地进行实验。 与部件装配区域 111 同等的矩形区域具有 14°的对纯水的静态接触角。 与液体捕捉区域 112 同等的矩形区域具有 52°的对纯水的静态接触角。 疏水性区域 120 具 有 103°的对纯水的静态接触角。
[ 比较例 1]
除了没有形成用于形成液体捕捉区域 112 的抗蚀剂图案和没有进行利用 N- 三甲 氧基硅烷基丙基 -N， N， N- 三甲基氯化铵的处理以外， 与实施例 1 同样地进行实验。即， 没 有形成液体捕捉区域 112， 仅形成了部件装配区域 111 和疏水性区域 120。与部件装配区域 111 同等的矩形区域具有 15°的对纯水的静态接触角。
[ 比较例 2]
除了没有进行利用 N- 三甲氧基硅烷基丙基 -N， N， N- 三甲基氯化铵的表面处理以 外， 与实施例 1 同样地进行实验。即， 在比较例 2 中， 没有形成液体捕捉区域 112。比较例 2 中 1 个部件装配区域 111 的大小与实施例 1 的 1 个部件装配区域 111 的大小和其周围的液 体捕捉区域的大小之和实质上相等。 与部件装配区域 111 同等的矩形区域具有 13°的对纯 水的静态接触角。
表 1 表示实施例 1 ～ 4 和比较例 1 ～ 2 中各区域的表面处理剂和对纯水的静态接 触角。
[ 表 1]
图 6A ～图 6D 分别是实施例 1 ～ 4 中装配有氧化硅板的基板 100 的显微镜照片。 白色矩形部分是配置于亲水性区域的氧化硅板。黑色部分是疏水性区域 120。图 6A ～图 6D 表明氧化硅板的朝向一致配置于基板 100 上。
图 7A 和图 7B 分别是比较例 1 和比较例 2 中装配有氧化硅板的基板 100 的显微镜 照片。
通过显微镜观察氧化硅板在基板 100 的配置状态， 评价实施例和比较例。具体而 言， 选择任意的 36 个亲水性区域 110。将在该 36 个亲水性区域 110 之中 1 个氧化硅板准确 配置的亲水性区域 110 的个数定义为 Np。将在该 36 个亲水性区域 110 之中多个氧化硅板 错误配置或 1 个氧化硅板倾斜 (obliquely) 配置的亲水性区域 110 的个数定义为 Nc。
表 2 表示实施例 1 ～ 4 和比较例 1 ～ 2 中的 Np 和 Nc/Np。表 2 中的精度评价的 列中所示的 “◎” 表示极为良好 ( 即， Nc/Np 的值为 0 以上、 低于 0.1)， “○” 表示良好 ( 即， Nc/Np 的值为 0.1 以上、 低于 0.2)， “×” 表示不良 ( 即， Nc/Np 的值为 0.2 以上 )。
[ 表 2]
如表 2 所示， 根据实施例的装配方法的 Np 为 18 ～ 23。在任一个实施例中， Nc/Np 的值小于 0.2， 良好。
另一方面， 比较例 1 和 2 的 Np 分别为 9 和 13。这些值与实施例 1 ～ 4 的各值相 比， 是极小或稍小的值。比较例 1 的 Nc/Np 的值为 0.11。该值良好。但是， 比较例 2 的 Nc/ Np 的值为 0.84。该值极差。
从以上结果可知， 实施例的装配方法不损害装配部件的配置的精度， 并且可以显 著提高装配部件的效率。因此， 与比较例的装配方法相比， 实施例的装配方法格外优异。
工业上的可利用性
本发明的部件的装配方法可以用于装配包括电子元件的部件以及用于装配微小
的柱形的部件。本发明的部件的装配方法可以用于制造电子仪器或电子元件。具体而言， 本发明可以用于制造电路基板和包括电路基板的电子仪器。另外， 本发明使得电路基板和 含有电路基板的电子仪器的修理成为可能。