日本山形大學開發(fā)出印刷具有導電性的墨水來形成布線的技術(shù)

日本山形大學開發(fā)3D曲面電路印刷技術(shù)，用軟橡皮布轉(zhuǎn)印導電墨水。日本山形大學有機電子中心教授時任靜士開發(fā)出了通過在三維表面上印刷具有導電性的墨水來形成布線的技術(shù)。利用印刷來形成電子電路的技術(shù)在設備初期投資、材料使用量、能耗及生產(chǎn)效率等方面具有優(yōu)勢，作為電子器件的高效制造方法越來越受關(guān)注，但該技術(shù)原來僅限于在二維平面上使用。

　　該研究中心還開發(fā)了在厚1μm以下的極薄薄膜上印刷電路的技術(shù)，并且還可將該薄膜粘貼到三維曲面上。

　　如果能夠在曲面以及帶凹凸的表面上印刷電子電路，該技術(shù)的用途便可進一步擴大。“比如，在汽車及飛機控制臺部分形成曲面的觸摸面板，或者通過在部件表面印刷布線來取代線束，有望形成巨大市場”（時任）。

　　此外還可用于其他多種用途，比如，在智能手機機殼上形成天線，形成圓頂狀三維天線，形成電磁屏蔽，以及在各種容器表面形成電路，等等。

　　緊貼凹凸的橡皮布

　　此次開發(fā)的印刷方法融合了像印章一樣的移印技術(shù)（凹版印刷的一種）與凹版膠印技術(shù)（圖1）。移印使用柔軟材料制成的襯板將墨水轉(zhuǎn)印到工件上，不過一次可印刷的面積有限。

圖1：在3D曲面上印刷電子電路的實現(xiàn)方法

　　將雖可追隨曲面但印刷面積有限的移印技術(shù)與凹版膠印技術(shù)相融合。具體來說，在橡皮布方面采用了又厚又柔軟的材料。

　　因此，日本山形大學有機電子中心在凹版膠印中的橡皮布部分使用了像移印一樣柔軟的材料，并將材料的厚度增加至50mm以上。這樣，即使是帶凹凸的工件，橡皮布的表面也會按照凹凸形狀來變形（圖2）。

圖2：在3D曲面上印刷的示例

　　在聚丙烯（PP）管的表面形成線寬20μm的布線（a）。即使截面為橢圓形狀，橡皮布也會緊貼管壁，準確轉(zhuǎn)印墨水（b）。

　　該研究中心在使相關(guān)技術(shù)可用于三維曲面的同時，同時還在推進使用該技術(shù)時的電路微細化。計劃使目前為數(shù)十μm的布線寬度微細化至數(shù)μm水平。

　　另外，該研究中心還在研究如何利用由噴墨嘴噴出導電性墨水的方式在三維曲面上實現(xiàn)印刷，“構(gòu)思逐步完善”（時任）。并且，將來還打算與立體物體造型裝置——3D打印機相接合，實現(xiàn)在形成構(gòu)造物造型的同時形成布線及電路。