印刷電子(五)：可在100℃及常溫下形成的低電阻布線技術亮相

　　在印刷電子實用化進程中不可缺少的是布線技術。布線時通常是在印刷含有金屬粒子的油墨后，通過熱處理讓油墨內的金屬粒子相互結合(燒結)，實現低電阻化處理。這時最大的課題是，為了能夠使用耐熱性低的樹脂底板，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紛紛亮相。
 

　　為了使金屬布線的燒結工序實現低溫化，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被開發出來。(a)為愛發科，(b)為大阪大學，(c)為產業技術綜合研究所的資料。(點擊放大)
 

　　愛發科利用減小金屬粒子的尺寸后金屬熔點就會下降的現象，開發出了低溫下的燒結技術。利用直徑僅為數nm的ag納米粒子，在150℃的低溫下實現了5μ～10μωcm的低電阻率，還將附著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。愛發科表示，目前已開始提供該材料的樣品，有多個客戶正在考慮采用。另外，該公司還提供了使用同樣原理的、不僅可供ag布線，而且可供cu布線及ito膜使用的油墨樣品。
 

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

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

　　產業技術綜合研究所通過利用壓力而非熱量使ag粒子結合，降低了燒結溫度。經過120℃低溫處理，實現了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。利用該技術試制無線標簽用uhf頻帶天線后，可達到實用水平。與利用蝕刻形成的現有天線相比，制造成本估計可降至1/10。


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