印刷電子(五)：可在100℃及常溫下形成的低電阻布線(xiàn)技術(shù)亮相

　　在印刷電子實(shí)用化進(jìn)程中不可缺少的是布線(xiàn)技術(shù)。布線(xiàn)時(shí)通常是在印刷含有金屬粒子的油墨后，通過(guò)熱處理讓油墨內的金屬粒子相互結合(燒結)，實(shí)現低電阻化處理。這時(shí)最大的課題是，為了能夠使用耐熱性低的樹(shù)脂底板，需要將燒結溫度降至150℃以下。最近，降低燒結溫度的多種技術(shù)紛紛亮相。
 

　　為了使金屬布線(xiàn)的燒結工序實(shí)現低溫化，使用納米粒子及化合物(銀鹽)的油墨，以及利用壓力而非熱量的技術(shù)被開(kāi)發(fā)出來(lái)。(a)為愛(ài)發(fā)科，(b)為大阪大學(xué)，(c)為產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所的資料。(點(diǎn)擊放大)
 

　　愛(ài)發(fā)科利用減小金屬粒子的尺寸后金屬熔點(diǎn)就會(huì )下降的現象，開(kāi)發(fā)出了低溫下的燒結技術(shù)。利用直徑僅為數nm的ag納米粒子，在150℃的低溫下實(shí)現了5μ～10μωcm的低電阻率，還將附著(zhù)于納米粒子表面的分散劑改成了在低溫下容易脫離的材料。愛(ài)發(fā)科表示，目前已開(kāi)始提供該材料的樣品，有多個(gè)客戶(hù)正在考慮采用。另外，該公司還提供了使用同樣原理的、不僅可供ag布線(xiàn)，而且可供cu布線(xiàn)及ito膜使用的油墨樣品。
 

　　大阪大學(xué)和凸版forms通過(guò)使用有機ag化合物(銀鹽)而非金屬粒子，開(kāi)發(fā)出了可在100℃低溫下形成布線(xiàn)的技術(shù)。印刷后通過(guò)15～20分鐘的熱處理來(lái)析出ag，實(shí)現10μωcm級別的低電阻布線(xiàn)。加熱溫度只有100℃，能夠在紙張上形成布線(xiàn)，因此還可考慮應用于無(wú)線(xiàn)標簽以及再利用型的電子器件。目標是2010年實(shí)用化。另外，與使用金屬粒子的方法相比，可獲得晶界小的薄膜，因此能夠實(shí)現與cu布線(xiàn)相當的高可靠性。
 

　　大阪大學(xué)通過(guò)使用可用常溫乙醇來(lái)清洗的分散劑覆蓋ag納米粒子的表面，省去了燒結工序。印刷后，只需在常溫下進(jìn)行數秒乙醇清洗處理，即可實(shí)現10μωcm級別的低電阻率。由于無(wú)需進(jìn)行加熱，因此可在紙張等多種底板上形成布線(xiàn)。目標是4～5年后實(shí)用化。
 

　　產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所通過(guò)利用壓力而非熱量使ag粒子結合，降低了燒結溫度。經(jīng)過(guò)120℃低溫處理，實(shí)現了6μωcm的低電阻率。而且還利用加壓的燒結方法，成功形成了公認難以印刷的al布線(xiàn)。利用該技術(shù)試制無(wú)線(xiàn)標簽用uhf頻帶天線(xiàn)后，可達到實(shí)用水平。與利用蝕刻形成的現有天線(xiàn)相比，制造成本估計可降至1/10。


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