日本のスクリーン印刷の専門家たちが、薄膜上のプリントエレクトロニクスを実演
日本のスクリーン印刷の専門家たちが、薄膜上のプリントエレクトロニクスを実演
25µmの薄膜への電子回路の印刷が現実のものとなり、厚さ35µmのFPCBの実現が可能になりました。
薄膜への導電ラインの印刷は、かねてより課題となってきた。具体的には、基板のしわ、未処理のPETへの密着性の低さ、多層回路の印刷が不可能なことなどが挙げられる。これらの問題により、薄膜デバイスの開発は多くの面で阻まれてきた。
日本のSPソリューションズに所属する佐野氏は、過去30年にわたりスクリーン印刷エレクトロニクス分野に携わってきました。同氏は、アジアにおけるスクリーン印刷エレクトロニクスの第一人者と見なされています。同氏はこれらの課題に対する解決策を見出し、25µmのフィルム上にいくつかのデザインを印刷することに成功しました。
現在市販されているすべての銀ペーストおよびインクには、硬化性バインダーが含まれています。硬化過程において、バインダー(有機成分)が収縮し、銀インクを引き締めることで、フィルム表面に波状の凹凸が生じます。その結果、フィルムの平坦性が低下し、銀の密着性が損なわれ、導電性が低下します。
こうした問題を回避するため、佐野氏は、大槻工業製の25µm PETシート(接着面処理済み)に、GenesInk社の「Smart Screen Inks」を印刷しました。その結果、優れた接着性(5B)、しわの発生がなく、優れた導電性(銀ペーストと比較して12倍)が確認されました。
スマートスクリーンインクは、ナノサイズの銀粒子をベースとしており、バインダーを含まない。その結果、はるかに薄い印刷が可能となり、線密度が向上し、収縮がなく、優れた導電性を発揮する。
GenesInkのプリント試料の抵抗率は、銀フレークペーストと比較して12分の1に低下した。
GenesInkのインクには、硬化性バインダーが一切含まれていないため、「収縮のない」インクとなっています。これは、薄いPET基板(厚さ50µm未満)への印刷において重要な特長です。
そのため、このような薄いフレキシブル基板に標準的な銀ペーストを印刷する際に通常見られるような厄介なしわや反りを生じさせることなく、厚さ25μmのPETシートの 表面に導電パターンを印刷することが可能となります。 誘電体として(フレキシブル回路の製造に最適化された)低収縮性の材料を使用すれば、厚さ35μmの回路基板( インク1μm、誘電体9μm、PET基板25μm)の製造が可能になります。
PETフィルムの印刷は、日本のミノグループで行われ、Smart Screen Rと標準的な銀ペーストを、同一のマスク(標準ポリエステルメッシュ、メッシュ数:420/インチ、線幅=500µm、長さ=10cm)を用いて印刷した。
GenesInkのスマートインクが提供する印刷機能に加え、2~3mmという極めて小さな曲率半径で曲げることができるという特徴があり、これによりデザイナーは、より制約の多い空間においてもデバイスを設計することが可能になります。
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