線幅0.6μmの電子配線を印刷可能な2元表面アーキテクトニクス技術を開発 NIMS

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(a)2元表面アーキテクトニクスによる微細パターン。(b、c)ポリイミドと透明フィルム上に印刷した回路

物質・材料研究機構(NIMS)は2021年5月27日、サブミクロンスケールの任意の領域を選択的に極性化し、金属ナノ粒子の選択吸着によって微細な電子配線を形成する印刷技術「2元表面アーキテクトニクス」を開発したと発表した。従来法と比較して、製造プロセスの大幅な短縮と低コスト化が見込め、1~100μmの配線が簡単に印刷できることから、次世代モバイルデバイスやウェアラブルデバイスといったさまざまな応用展開への発展が期待される。

金属や半導体のインクを用いる印刷プロセスによって電子回路を形成する試みは「プリンテッドエレクトロニクス」として開発されてきたが、インクジェットやスクリーン印刷といった既存の印刷技術では線幅が大きいという問題があり、高精細な電子回路を描画できる印刷技術の開発が望まれていた。

2元表面アーキテクトニクスは、表面を部分的に活性化する紫外光照射と、活性化された表面のみ極性にする化学処理という2重のプロセスを施し、インクの吸着力と表面エネルギーが異なる領域を精密に作り分ける技術となる。表面の任意の微小領域を極性にすることで、金属ナノ粒子を選択的に吸着し、最小で線幅0.6μm(1μm=1/1000mm)の微細な印刷ができるという。

2つのプロセスは大気下、短時間の簡便な処理のため、フォトリソグラフィー等を用いる従来法に比べ、製造プロセスの大幅な短縮と低コスト化が見込める。

プリウェイズとC-INKは、金属ナノインク向けの微細印刷装置「金属ナノ粒子配列システム」を開発し、各種基板に対して金属インクを良好に密着させる専用プライマーとともに一般向けに販売を開始する。専用のプライマーにより、電子配線をガラス、ポリイミド、透明プラスチックフィルムに電子配線を描画し、基材との良好な密着性を得られるという。

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