日本開發(fā)出“三維曲面印刷電路技術(shù)”

近期，山形大學(xué)有機(jī)電子研究中心（ROEL）副主任時任靜士教授介紹了他領(lǐng)導(dǎo)的研究小組正在開發(fā)的技術(shù)群。其中，時任特別提到了在曲面上直接印刷電路的“三維曲面印刷電路技術(shù)（3D-PE）”，稱“目前還沒有其他人涉足此類技術(shù)”。

時任公開了山形大學(xué)擁有專利的、可低溫?zé)Y(jié)的銀（Ag）納米墨，以及銅（Cu）納米墨的特性。銀納米墨在涂布后，在室溫環(huán)境下干燥數(shù)小時，導(dǎo)電率就會降至約200μΩcm。以100℃的溫度燒結(jié)后導(dǎo)電率可降至6μΩcm，以120℃的溫度燒結(jié)則可降至3μΩcm。

銅納米墨方面，時任研究組與石原化學(xué)共同開發(fā)了在氮氣環(huán)境下的熱燒結(jié)技術(shù)，以300℃的溫度燒結(jié)后導(dǎo)電率降至約100μΩcm、350℃燒結(jié)可使導(dǎo)電率降至約18μΩcm。順便提一句，銅塊的導(dǎo)電率為1.7μΩcm。

另外，時任還與石原化學(xué)開發(fā)了銅納米墨的光子燒結(jié)技術(shù)。只需在大氣環(huán)境中以0.8ms的極短時間來照射6000J能量的光，即可將銅布線的導(dǎo)電率降至9μΩcm。

以前利用噴墨技術(shù)使用銀或銅納米墨來形成電極及布線時，會產(chǎn)生“咖啡漬效應(yīng)”，即布線及電極的周圍和邊緣出現(xiàn)隆起的現(xiàn)象。時任研究組開發(fā)的技術(shù)也能解決這一問題。

具體做法是以水為溶劑、以30℃的溫度及85～90%的相對濕度使墨水干燥，這時布線的截面就會形成臺形或中央隆起的丘形，從而消除了咖啡漬效應(yīng)。以85～90%的相對濕度、140℃的溫度燒結(jié)后，導(dǎo)電率約為30μΩcm。

關(guān)于3D-PE技術(shù)，此次并未公開其印刷方法，但據(jù)稱可將銀納米墨直接印刷到曲面上。布線線寬最大可達(dá)到20μm，還可在圓筒等曲面上印刷。

設(shè)想用于汽車駕駛席周圍的儀表、操作面板（儀表板）上安裝的觸摸面板、汽車車內(nèi)布線，以及彎曲機(jī)殼上的天線等。時任教授表示，“這是用原來的光刻工藝所無法實現(xiàn)的”。