日本开发出“三维曲面印刷电路技术”

近期，山形大学有机电子研究中心（ROEL）副主任时任静士教授介绍了他领导的研究小组正在开发的技术群。其中，时任特别提到了在曲面上直接印刷电路的“三维曲面印刷电路技术（3D-PE）”，称“目前还没有其他人涉足此类技术”。

时任公开了山形大学拥有专利的、可低温烧结的银（Ag）纳米墨，以及铜（Cu）纳米墨的特性。银纳米墨在涂布后，在室温环境下干燥数小时，导电率就会降至约200μΩcm。以100℃的温度烧结后导电率可降至6μΩcm，以120℃的温度烧结则可降至3μΩcm。

铜纳米墨方面，时任研究组与石原化学共同开发了在氮气环境下的热烧结技术，以300℃的温度烧结后导电率降至约100μΩcm、350℃烧结可使导电率降至约18μΩcm。顺便提一句，铜块的导电率为1.7μΩcm。

另外，时任还与石原化学开发了铜纳米墨的光子烧结技术。只需在大气环境中以0.8ms的极短时间来照射6000J能量的光，即可将铜布线的导电率降至9μΩcm。

以前利用喷墨技术使用银或铜纳米墨来形成电极及布线时，会产生“咖啡渍效应”，即布线及电极的周围和边缘出现隆起的现象。时任研究组开发的技术也能解决这一问题。

具体做法是以水为溶剂、以30℃的温度及85～90%的相对湿度使墨水干燥，这时布线的截面就会形成台形或中央隆起的丘形，从而消除了咖啡渍效应。以85～90%的相对湿度、140℃的温度烧结后，导电率约为30μΩcm。

关于3D-PE技术，此次并未公开其印刷方法，但据称可将银纳米墨直接印刷到曲面上。布线线宽最大可达到20μm，还可在圆筒等曲面上印刷。

设想用于汽车驾驶席周围的仪表、操作面板（仪表板）上安装的触摸面板、汽车车内布线，以及弯曲机壳上的天线等。时任教授表示，“这是用原来的光刻工艺所无法实现的”。