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線寬0.8μm新型印刷電子技術(shù) 可低溫高速大面積制造

發(fā)布時間:2016-07-15 08:16:15 分類:資料下載

 日本在利用印刷方式制作電子元器件的技術(shù)方面取得了大幅進(jìn)步。日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所進行探討、東京大學(xué)同時、山形大學(xué)和田中貴金屬工業(yè)于2016年4月宣布數據顯示,開發(fā)出了基于新原理的布線印刷技術(shù)“SuPR-NaP法”(Surface PhotoReactive Nanometal Printing增產,表面光反應(yīng)納米金屬印刷法)發展成就。利用這項技術(shù)狀況,可同時實現(xiàn)布線寬度等的微細(xì)化、大面積化和高速制造高品質。

  與過去常見的噴墨印刷、絲網(wǎng)印刷相比互動講,SuPR-NaP法的布線寬度可以縮小到幾十分之一統籌,還能在大型柔性電路板上進(jìn)行高速印刷。加工溫度只要50~80℃支撐能力,可以使用PET(聚對苯二甲酸乙二酯)等耐熱溫度較低的樹脂作為基材產品和服務。

  田中貴金屬將以使用該技術(shù)制作的透明導(dǎo)電膜為基礎(chǔ)制作觸摸面板傳感器,計劃從2017年1月開始供應(yīng)樣品協同控製。

  超越以往的透明導(dǎo)電膜

  采用新方法制作的透明導(dǎo)電膜在光透射率與薄膜電阻值兩方面都超越了傳統(tǒng)技術(shù)(圖1)不斷創新。這是因為布線變細(xì),接近可見光的波長體驗區,所以反射率下降去突破,而且布線的導(dǎo)電性高于以往的油墨布線。


圖1:同時實現(xiàn)了高光透射率提供了遵循、低薄膜電阻值的均勻的布線

 ?。╝)SuPR-NaP法與現(xiàn)在的透明導(dǎo)電膜的光透射率、薄膜電阻值的比較重要作用。越靠近左上方快速融入,透明導(dǎo)電膜的性能越高帶動產業發展。SuPR-NaP法在薄膜電阻率為20Ω/□時工藝技術,光透射率高達(dá)93%。(b)使用以往的涂敷方法,會出現(xiàn)布線等的邊緣較厚的“咖啡漬問題”系統。(c)用SuPR-NaP法加工任何布線寬度,布線的厚度都基本固定規模。 

  布線導(dǎo)電性高是因為長度方向上厚度非常均勻逐步顯現,而且布線截面的厚度均勻,在寬度相同的情況下,布線的截面積比使用以往技術(shù)時更大近年來。

  這要歸功于SuPR-NaP法解決了困擾涂敷布線的“咖啡漬”問題。這是一種涂敷不均問題事關全面,是因為無法控制布線的厚度交流等,在想要增加厚度時,布線寬度變大的現(xiàn)象發展目標奮鬥。而新技術(shù)能夠在30~100nm的范圍內(nèi)控制布線的厚度自動化裝置。

  兼顧微細(xì)化與大面積化

  布線的微細(xì)化此前就已實現(xiàn)。產(chǎn)綜研2002年開發(fā)出的“Super inkjet(SIJ)法”可以印刷寬度為1μm左右的布線規劃。但這種方法是使用超微量的液滴關規定,逐一繪制微細(xì)的布線更多的合作機會,生產(chǎn)速度非常慢,不適合用來量產(chǎn)大面積器件指導。

  與之相比可以使用,SuPR-NaP法是通過波長為172nm的紫外線(UV)曝光,統(tǒng)一繪制布線圖案關註點,涂敷油墨只需使用刮板掃過表面即可基石之一,微細(xì)化與大面積化并不矛盾,制作大面積器件時速度也很快(圖2)安全鏈。研究人員此次試制了8英寸(約200mm)的觸摸面板傳感器行業分類。波長172nm的UV曝光設(shè)備可以采用市面上用來清除液晶面板表面有機(jī)物的“UV處理器”,制造設(shè)備的采購成本也比較低增持能力。


圖2:用刮板掃過表面即可完成印刷

  SuPR-NaP法涂敷工藝的概要應用領域。首先,在PET和PEN等基材上涂敷含氟聚合物提高鍛煉。從光掩模的上面照射UV集成,燒制布線圖案。然后使用刮板涂敷銀納米油墨關註度,只有布線圖案上會留下銀納米油墨,形成布線。

  利用保護(hù)基結(jié)合力的差別

  新技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)這一突破穩中求進,是因為印刷時在以往的親疏控制的基礎(chǔ)上橫向協同,采用了選擇性化學(xué)吸附銀墨水的技術(shù),使墨水固定在繪制好布線圖案的基材上(圖3)再獲。


圖3:通過化學(xué)方法穩定性,將銀納米油墨固定在基材上

  SuPR-NaP法使銀納米油墨附著在基材上的原理。向含氟聚合物照射UV后敢於挑戰,表面會形成大量的羧基資源優勢。以烷基胺為保護(hù)基的銀納米粒子與這里接觸后,與銀結(jié)合力更強(qiáng)的羧基將置換烷基胺過程中,吸附住銀振奮起來。

  親疏控制是指使基材表面上有布線圖案的部分親水性高,沒有圖案的部分疏水性高的控制技術(shù)特征更加明顯。過去的方法大多是只將油墨“放在”親水性高的部分增多,在控制布線厚度、縮小布線寬度上存在限制。而且長效機製,銀與基材之間的粘著性差,在彎曲和拉伸基材時重要部署,布線有可能從基材上剝落等地。

  而新方法是先在基材上涂敷薄薄的一層含氟聚合物產業,然后通過UV曝光繪制圖案。在經(jīng)過曝光的含氟聚合物的表面共享應用,會出現(xiàn)大量的羧基工具。沒有曝光的表面疏水性高,在經(jīng)過曝光后情況較常見,疏水性會略有下降市場開拓。

  采用的銀墨水由山形大學(xué)的栗原正人教授開發(fā),田中貴金屬正在推進(jìn)產(chǎn)品化喜愛,這種墨水在直徑約為13nm的銀納米粒子外包裹了烷基胺保護(hù)基環境。保護(hù)基的作用是防止銀納米粒子凝集,過去的銀墨水大多使用與銀結(jié)合力強(qiáng)的羧基講道理。但正因為結(jié)合力強(qiáng)引領,在涂敷銀墨水之后,需要提高退火溫度才能去除保護(hù)基更加廣闊。

  而烷基胺與銀納米粒子的結(jié)合力弱優化服務策略,在涂敷后可以被含氟聚合物上的羧基置換,使銀納米粒子固定在基材上示範。主導(dǎo)本次技術(shù)開發(fā)的產(chǎn)綜研柔性電子研究中心總研究主管技術節能、東京大學(xué)研究生院工學(xué)系研究科物理工程專業(yè)的教授長谷川達(dá)夫說:“固定的粘著力是大氣壓的50倍、即5MPa以上發展基礎,即使以1mm的曲率半徑彎曲100次也不會剝落延伸。”

  采用新技術(shù)后,“咖啡漬”不再產(chǎn)生特點。銀納米粒子之間的烷基胺會在加熱到約50~80℃時脫落,而原來的退火溫度要在100℃以上。

來源:線寬0.8μm新型印刷電子技術(shù) 可低溫高速大面積制造

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