デジタルファインラインプリンティングは、アディティブエレクトロニクスにおける最も重要な開発の一つである。インクジェット自体は、R2Rの工業化に向けても素晴らしい発展を遂げています。しかし、インクジェットには、(1)解像度に限界がある、(2)インク粘度範囲に限界がある、という技術としての制約がある。ここでは、これらの限界を克服するための2つの技術について紹介する。
ここでは、XTPL社が開発したノズル径0.5~12μmの微量吐出技術について紹介する。この技術は、平らな面や平らでない面への超微細線(数ミクロン)の「デジタル」印刷と、高導電性(Agバルク4p%)高粘度ナノ粒子(Ag、Cu、Au)ペーストのユニークな組み合わせを実証しています。この技術は、デジタル印刷の解像度をインクジェットより高めるだけでなく、より導電性の高い、高濃度の導電性ペーストを可能にすることで、技術を進歩させるものである。
この技術革新は、マイクロディスペンサーだけでなく、ニュータイプでない独自の高濃度ナノ粒子ペーストにも表れている。AgNPペーストは、高負荷(85wt%以上)、小粒子(45nm)、エチレングリコール溶媒中である。このペーストは比較的高い焼結温度(250-300℃)を必要としますが、例えば80wt%担持のインクでは4.2uOhm.cmと高い導電性を示します。
下の最初のスライドでは、微量塗布装置そのものについてご紹介しています。現在、基板サイズは50mm×50mm程度です。最大印刷速度は10mm/s程度です。XYモーターとZモーターのコントローラーは、それぞれ2umと0.5umの精度を有しています。
次のスライドでは、どのような構造物がプリントできるかをご紹介しています。ベンチマークチャートでは、40%以上のバルクAg導電率で2umの線幅を達成できることが示されており、これは文献上の他の報告よりも優れています。また、右図では、印刷された構造の種類を見ることができ、印刷された構造が高いアスペクト比を示すことがわかる。
ペーストの負荷が高いことと、ノズルが狭いことから、常に目詰まりの恐れがあります。次のスライドでは、非ニュートンペーストを2.5umのノズルで長時間印刷することができ、プロセスの安定性を実証しています。 最後のスライドでは、プリント可能な構造物を紹介しています。 [This is automatically translated from English]