日開(kāi)發(fā)三維曲面印刷電路
發(fā)布時(shí)間：2024-05-21 點(diǎn)擊：105
山形大學(xué)有機(jī)電子研究中心（roel）副主任時(shí)任靜士教授2014年7月11日在“思考有機(jī)電子的未來(lái)”研討會(huì)上發(fā)表演講，介紹了他領(lǐng)導(dǎo)的研究小組正在開(kāi)發(fā)的技術(shù)群。其中，時(shí)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(chēng)“目前還沒(méi)有其他人涉足此類(lèi)技術(shù)”。
時(shí)任公開(kāi)了山形大學(xué)擁有專(zhuān)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，室溫環(huán)境下干燥數(shù)小時(shí)，導(dǎo)電率降至約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(shí)任研究組與石原化學(xué)共同開(kāi)發(fā)了在氮?dú)猸h(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。銅塊的導(dǎo)電率為1.7μωcm。
另外，時(shí)任還與石原化學(xué)開(kāi)發(fā)了銅納米墨的光子燒結(jié)（photonicsintering）技術(shù)。只需在大氣環(huán)境中以0.8ms的極短時(shí)間來(lái)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(lái)形成電極及布線時(shí)，會(huì)產(chǎn)生“咖啡漬效應(yīng)”，即布線及電極的周?chē)瓦吘壋霈F(xiàn)隆起的現(xiàn)象。時(shí)任研究組開(kāi)發(fā)的技術(shù)也能解決這一問(wèn)題。
具體做法是以水為溶劑、30℃的溫度及85-90％的相對(duì)濕度使墨水干燥，布線的截面就會(huì)形成臺(tái)形或中央隆起的丘形，從而消除咖啡漬效應(yīng)。 以85-90％的相對(duì)濕度、140℃的溫度燒結(jié)后，導(dǎo)電率約30μωcm。
關(guān)于3d-pe技術(shù)，此次并未公開(kāi)其印刷方法，但據(jù)稱(chēng)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(chē)駕駛席周?chē)膬x表、操作面板（儀表板）上安裝的觸摸面板、汽車(chē)車(chē)內(nèi)布線，以及彎曲機(jī)殼上的天線等。時(shí)任教授表示，“這是用原來(lái)的光刻工藝所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的”。
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時(shí)任公開(kāi)了山形大學(xué)擁有專(zhuān)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，室溫環(huán)境下干燥數(shù)小時(shí)，導(dǎo)電率降至約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(shí)任研究組與石原化學(xué)共同開(kāi)發(fā)了在氮?dú)猸h(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。銅塊的導(dǎo)電率為1.7μωcm。
另外，時(shí)任還與石原化學(xué)開(kāi)發(fā)了銅納米墨的光子燒結(jié)（photonicsintering）技術(shù)。只需在大氣環(huán)境中以0.8ms的極短時(shí)間來(lái)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(lái)形成電極及布線時(shí)，會(huì)產(chǎn)生“咖啡漬效應(yīng)”，即布線及電極的周?chē)瓦吘壋霈F(xiàn)隆起的現(xiàn)象。時(shí)任研究組開(kāi)發(fā)的技術(shù)也能解決這一問(wèn)題。
具體做法是以水為溶劑、30℃的溫度及85-90％的相對(duì)濕度使墨水干燥，布線的截面就會(huì)形成臺(tái)形或中央隆起的丘形，從而消除咖啡漬效應(yīng)。 以85-90％的相對(duì)濕度、140℃的溫度燒結(jié)后，導(dǎo)電率約30μωcm。
關(guān)于3d-pe技術(shù)，此次并未公開(kāi)其印刷方法，但據(jù)稱(chēng)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(chē)駕駛席周?chē)膬x表、操作面板（儀表板）上安裝的觸摸面板、汽車(chē)車(chē)內(nèi)布線，以及彎曲機(jī)殼上的天線等。時(shí)任教授表示，“這是用原來(lái)的光刻工藝所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的”。
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