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不僅克服了既有的金屬油墨的課題，還能在100℃以下的低溫制程中進(jìn)行低電阻配線 并且實現(xiàn)了對PET薄膜及玻璃等種類廣泛的材料在無需真空及光阻下的直接微細(xì)配線成形 
對PET薄膜的金配線成形
通過本技術(shù)形成的線寬30～5微米的配線 田中控股株式會社（總公司：東京都千代田區(qū)；執(zhí)行總裁：田苗 明）宣布負(fù)責(zé)田中貴金屬集團(tuán)電鍍業(yè)務(wù)發(fā)展的日本電鍍工程株式會社(Electroplating Engineers of Japan Ltd.)（總公司：神奈川縣平塚市；執(zhí)行總裁：中之內(nèi) 宗治，以下簡稱EEJA）利用獨自開發(fā)的表面處理藥液（感光底漆、膠體催化劑），開發(fā)出新的直接圖案形成電鍍技術(shù)。本技術(shù)不僅無需真空環(huán)境和光阻（※1），還可在100℃以下的低溫制程中對各種材料直接形成低電阻的微細(xì)配線。 本技術(shù)是在PET薄膜及玻璃等各種基板上，進(jìn)行“感光底漆”的涂布及曝光，將基板浸泡于含有金納米粒子（※2）催化劑的“膠體催化劑”溶液后，通過浸泡在任意的金屬類無電解電鍍（※3）液中，形成線寬5μm（微米:100萬分之1米）的微細(xì)的各種金屬類電子回路圖案的電鍍技術(shù)。雖然近年來金屬油墨作為下一代金屬配線成形技術(shù)的中心而備受關(guān)注，但是本技術(shù)與既有的使用金屬油墨的配線成形制程相比，可以在更加低溫的制程中形成低電阻配線。而且，通過對感光底漆的金納米粒子催化劑的自動吸附這一具有劃時代意義的方法，無需使用光阻就可以形成直接配線。此外，由于是以無需真空設(shè)備的電鍍方法形成配線，對大型批量處理（※4）的展開也變得容易，可以在各種基材上形成高性能的金屬配線，并實現(xiàn)量產(chǎn)。 本技術(shù)通過以上的特征及優(yōu)勢，可以開拓既有的金屬配線成形技術(shù)不可能實現(xiàn)的下一代電子工程的新領(lǐng)域。 本技術(shù)的主要特征 - 在100℃以下的低溫制程中，實現(xiàn)具有壓倒性優(yōu)勢的小體積電阻（Au：3.3μΩcm、Cu：2.3μΩcm） - 對PET薄膜及玻璃等各種非導(dǎo)電材料，可直接形成微細(xì)配線 - 無需真空環(huán)境、光阻 通過本技術(shù)進(jìn)行的配線成形例 （圖片） - 對PET薄膜的金配線成形 http://bit.ly/2qWmrrt - 通過本技術(shù)形成的線寬30～5微米的配線 http://bit.ly/2rI9V2z 新開發(fā)表面處理藥液“感光底漆”、“膠體催化劑”是指EEJA為進(jìn)行本技術(shù)的開發(fā)，獨自開發(fā)了“感光底漆”和“膠體催化劑”作為新的表面處理藥液。 - 感光底漆： 用于在基板上補(bǔ)充金納米粒子催化劑的、以有機(jī)溶劑為基礎(chǔ)的涂布型樹脂溶液。通過紫外光照射進(jìn)行曝光，對于形成配線位置以外的部位，消除金納米粒子補(bǔ)充能力。 - 膠體催化劑： 在底漆表面增加自動吸附能力的、含有金納米粒子催化劑的水溶液。此外，由于本金納米粒子催化劑對于各種無電解電鍍液具有較高的催化劑活性，通過浸泡在無電解電鍍液中，引起金屬的析出反應(yīng)。 以往技術(shù)的課題 近年來作為下一代電子工程的中心技術(shù)，以印刷電子工程（※5）為代表的“無需真空”“無需光阻”的金屬配線成形技術(shù)的開發(fā)非常受到期待，作為下一代金屬配線成形技術(shù)的有力候補(bǔ)，金屬油墨的開發(fā)也在積極開展當(dāng)中。但是，雖然在更加低溫的條件下實現(xiàn)配線電阻更低的配線的研究也在進(jìn)行當(dāng)中，但是面臨著“低溫下的配線成形”和“配線的低電阻化”無法同時實現(xiàn)的課題。因此，EEJA認(rèn)為如果通過從100℃以下的水溶液中使金屬結(jié)晶析出的“電鍍方法”，就可以“在低溫制程中形成低電阻配線”，而開發(fā)出了本技術(shù)。 本技術(shù)的優(yōu)點 - “無需真空”、“無需光阻”下的微細(xì)配線成形 由于本技術(shù)是以電鍍方法為主軸的由水溶液進(jìn)行的配線成形，所以不需要真空環(huán)境。此外，通過對感光底漆的金納米粒子催化劑的自動吸附這樣具有劃時代意義的方法，無需使用光阻就可以直接形成微細(xì)配線。由于大型批量處理的展開也變得容易，所以可在各種基材上形成高性能的金屬配線，并實現(xiàn)量產(chǎn)。 - 在“低溫制程”中可實現(xiàn)“低電阻配線成形” 由于本技術(shù)可在100℃以下的制程中，實現(xiàn)與以往的金屬油墨技術(shù)相比具有壓倒性優(yōu)勢的小體積電阻（Au：3.3μΩcm、Cu：2.3μΩcm）的配線成形，對PET等通用的塑料薄膜那樣的耐熱性較低的非導(dǎo)電材料，可實現(xiàn)高性能的配線成形。 - 在平滑的基板上發(fā)揮充分的粘合強(qiáng)度 可實現(xiàn)在表面平滑的PET薄膜（Ra=10nm）上也能發(fā)揮充分的粘合強(qiáng)度（0.5N/mm）的配線成形。無需進(jìn)行基板的表面粗化，就可實現(xiàn)高度粘合。 - 無需氮氣吹掃及臭氧清除的曝光 由于底漆的曝光所需的紫外光的波長在300nm左右，無需使用既有的通過基材表面改質(zhì)的圖案配線成形技術(shù)所使用的短波長的準(zhǔn)分子紫外光（波長200nm以下）。因此，無需對光源的氮氣吹掃及臭氧清除等外部裝置。 - 還可實現(xiàn)對各種印刷方式的應(yīng)用 通過采取在整個基板涂抹了底漆的狀態(tài)下將膠體催化劑溶液進(jìn)行部分印刷，或?qū)⒌灼嵊∷⒃诨迳虾蠼菰谀z體催化劑溶液內(nèi)的方法，也可實現(xiàn)通過印刷方式的配線成形。因此，可應(yīng)用于將印刷方式及曝光方式進(jìn)行組合的各種配線成形方法。 關(guān)于本技術(shù)在下一代電子工程的應(yīng)用例和可能性 由于本技術(shù)可在低溫下形成低電阻的微細(xì)配線，主要可期待在柔性顯示器、天線、傳感器等的應(yīng)用。此外，由于對三維物體表面的微細(xì)配線成形也可能實現(xiàn)，所以還可以考慮對MID（配線及電極所形成的樹脂成形品）的應(yīng)用。而且還成功實現(xiàn)與涂布型絕緣材料組合上的層壓配線成形，可期待對金屬配線成形技術(shù)帶來創(chuàng)新。 另外，EEJA預(yù)定將于今年內(nèi)對使用本技術(shù)的感光底漆、膠體催化劑、無電解電鍍液開始進(jìn)行樣品出貨。 本技術(shù)還獲得了在今年6/7（周三）～6/9（周五）舉辦的“JPCA Show 2017（第47屆國際電子回路產(chǎn)業(yè)展）”的“JPCA Show AWARDS 2017”大獎，除了在會場內(nèi)的EEJA展位上進(jìn)行展示之外，展會期間還將在東5大廳內(nèi)的7H-29展室特別進(jìn)行面板展示。 （參考）利用本技術(shù)的配線制程 （圖片: http://bit.ly/2qRrAG7） (1) 底漆層的形成：在基板上涂抹底漆，通過在80～150℃溫度下進(jìn)行數(shù)分鐘的干燥后，在底漆的表面上形成用于補(bǔ)充金納米粒子的受體。 (2) 曝光：使用光掩膜照射深紫外光10～60秒，消除照射到深紫外光部分的底漆表面受體的補(bǔ)充能力。 (3) 金納米粒子催化劑的吸附：通過將曝光后的基板浸泡在含有具有受體吸附能力的金納米粒子的膠體溶液10～600秒，在底漆表面的受體上吸附膠體溶液中的金納米粒子。 (4) 浸泡到無電解電鍍液：通過將基板浸泡到希望形成的金屬類無電解電鍍液中，沿著固定在底漆表面的金納米粒子，析出電鍍液中所含的金屬，出現(xiàn)金屬圖案。 *1 光阻： 是指光阻劑涂布。對金屬、半導(dǎo)體等進(jìn)行微細(xì)加工時，用于使用照片技術(shù)和化學(xué)腐蝕 (蝕刻) 的光蝕刻。 *2 金納米粒子： 納米（10億分之1米）大小的金粒子。 *3 無電解電鍍液： 通過金屬離子與還原劑的化學(xué)反應(yīng)，使金屬離子在材料上還原析出金屬的電鍍液。 *4 大型批量處理： 作為電鍍方法特征的“大面積處理”及“多個基板一次性處理”等的工序。 *5 印刷電子工程： 利用印刷技術(shù)形成電子回路、器件等的技術(shù)。 |
