高性能柔性導電材料等微納增材制造的應用工藝創新

柔性印制電路作為電子互連的基礎材料,是電子產品的最重要的部件之一。目前傳統減成法制造柔性電路工藝復雜、材料利用率低、環境污染嚴重、制造成本高,而且受腐銅側蝕等因素影響,很難制造出線寬小于100μm的柔性電路。

針對傳統工藝在制造更小線寬柔性電路上的限制,以及高污染、低利用率、高成本等問題,集團子公司維業達的科研團隊對微納增材制造的應用工藝進行了創新。

發明:深紋光刻-納米壓印-納米導電材料填充

創造性的發明了一種新型透明導電薄膜的新型制造方法,研發了“微納圖形化 +柔性納米壓印+納米涂布”的“加法”技術,解決了傳統電路制造蝕刻存在污染問題,材料用量低,成本低、整個過程屬于綠色制程,無蝕刻和“零”排放,屬于全流程創新。

研發了微網格圖形透明電路(線寬特征為2~5um ,高深寬比1:1.5的類矩形微結構),充分利用納米金屬顆粒(50nm~100nm)的高導電性,完美解決了金屬導體無法兼顧透明性問題,導電性能< 5 歐/方,透光率大于 87%,薄膜厚度可達30微米,且可繞折10萬次以上,這是柔性透明導電薄膜性能的極大突破。

(a) 高深寬比微結構金屬模具3D顯微鏡照片(凸)             (b)內電路(上部)外電路(下部)

實現:無蝕刻工藝的高性能透明電路制造

發明了具有納米精度的微納結構模具制備透明電路圖形,有效保障了批量制造中透明電路圖形的一致性與穩定性,解決了業內傳統電路常用化學濕法蝕刻或激光去除工藝中的電路圖形無法保持一致的問題,是創造性提出采用微納模具制造透明電極。

上述方法已用于透明導電膜的批量制造。下圖是65吋幅面透明觸控傳感器,采用無蝕刻超精密電路制造工藝制程,線寬3微米。

提出了納米生長全新的工藝路徑,采用材料圖形誘導的縱向金屬生長工藝,達到納米銀顆粒表面形成原子級致密度的鎳基精密圖形電路的效果,避免高溫燒結,從而實現在更高應用場景屏蔽膜小于0.5歐方超低方阻的導電性能,同步突破了現有ITO、納米銀等材料的屏蔽效能指標瓶頸。

自主研發:大尺寸透明傳感器的卷對卷產線

自主建立了“卷對卷大尺寸透明傳感器的綠色產線”,顛覆了蝕刻工藝制備精密電路的傳統方法,實現了大面積柔性微納傳感器件的批量化。 

項目已建立了圖形化結構納米材料透明導電薄膜完整的工藝鏈及中試生產,建有千級、局部百級的超級凈化車間。

業內專家領導對本項原創技術和產品應用給予高度肯定。

 

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