线宽0.8μm新型印刷电子技术 可低温高速大面积制造

 日本在利用印刷方式制作电子元器件的技术方面取得了大幅进步。日本产业技术综合研究所、东京大学、山形大学和田中贵金属工业于2016年4月宣布，开发出了基于新原理的布线印刷技术“SuPR-NaP法”（Surface PhotoReactive Nanometal Printing，表面光反应纳米金属印刷法）。利用这项技术，可同时实现布线宽度等的微细化、大面积化和高速制造。

　　与过去常见的喷墨印刷、丝网印刷相比，SuPR-NaP法的布线宽度可以缩小到几十分之一，还能在大型柔性电路板上进行高速印刷。加工温度只要50～80℃，可以使用PET（聚对苯二甲酸乙二酯）等耐热温度较低的树脂作为基材。

　　田中贵金属将以使用该技术制作的透明导电膜为基础制作触摸面板传感器，计划从2017年1月开始供应样品。

　　超越以往的透明导电膜

　　采用新方法制作的透明导电膜在光透射率与薄膜电阻值两方面都超越了传统技术（图1）。这是因为布线变细，接近可见光的波长，所以反射率下降，而且布线的导电性高于以往的油墨布线。

图1：同时实现了高光透射率、低薄膜电阻值的均匀的布线

　?。╝）SuPR-NaP法与现在的透明导电膜的光透射率、薄膜电阻值的比较。越靠近左上方，透明导电膜的性能越高。SuPR-NaP法在薄膜电阻率为20Ω/□时，光透射率高达93％。（b）使用以往的涂敷方法，会出现布线等的边缘较厚的“咖啡渍问题”。（c）用SuPR-NaP法加工任何布线宽度，布线的厚度都基本固定。 

　　布线导电性高是因为长度方向上厚度非常均匀，而且布线截面的厚度均匀，在宽度相同的情况下，布线的截面积比使用以往技术时更大。

　　这要归功于SuPR-NaP法解决了困扰涂敷布线的“咖啡渍”问题。这是一种涂敷不均问题，是因为无法控制布线的厚度，在想要增加厚度时，布线宽度变大的现象。而新技术能够在30～100nm的范围内控制布线的厚度。

　　兼顾微细化与大面积化

　　布线的微细化此前就已实现。产综研2002年开发出的“Super inkjet（SIJ）法”可以印刷宽度为1μm左右的布线。但这种方法是使用超微量的液滴，逐一绘制微细的布线，生产速度非常慢，不适合用来量产大面积器件。

　　与之相比，SuPR-NaP法是通过波长为172nm的紫外线（UV）曝光，统一绘制布线图案，涂敷油墨只需使用刮板扫过表面即可，微细化与大面积化并不矛盾，制作大面积器件时速度也很快（图2）。研究人员此次试制了8英寸（约200mm）的触摸面板传感器。波长172nm的UV曝光设备可以采用市面上用来清除液晶面板表面有机物的“UV处理器”，制造设备的采购成本也比较低。

图2：用刮板扫过表面即可完成印刷

　　SuPR-NaP法涂敷工艺的概要。首先，在PET和PEN等基材上涂敷含氟聚合物。从光掩模的上面照射UV，烧制布线图案。然后使用刮板涂敷银纳米油墨，只有布线图案上会留下银纳米油墨，形成布线。

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