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【抜粋記事】ストレッチャブルエレには回路簡略化が必要

日経テクノロジーオンライン
ストレッチャブルエレには回路簡略化が必要

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エレクトロニクス実装学会 プリンダブルデバイス実装研究会 公開研究会「実用化が進むプリンテッドエレクトロニクス技術」が開催


研究会では、富士通研究所 ネットワークシステム研究所 フロントネットワーク運用管理プロジェクト 主任研究員の中本裕之氏が「フレキシブルビーコン」について講演した


同社が開発するフレキシブルビーコンは、柔軟性のあるシリコーンシートに無線モジュールと薄膜太陽電池、蓄電素子、電源制御回路を実装し、Ag粒子ペーストのスクリーン印刷で配線したもの


電源制御回路などは伸び縮みしない部品を実装している。そのため、部品は1cm四方以下の“小島”に分け、それぞれの“小島”を離して実装することで、基板を曲げたときに生じる応力を分散させているという


こうしたプリンテッドエレクトロニクスで、長らく問題となっているのが「配線」の素材


現在はAg粒子ペーストを使うのが一般的になっているが、Agは湿度があるとマイグレーションを起こしやすいという課題があり、また素材そのものの価格が高いこと、性能を高めるためにナノ粒子に加工したものはさらに加工費が高いことから、量産には向かないという意見も根強い


待望されるのが、一般的な配線基板にも使われるCu粒子ペースト


銅は酸化しやすいという特徴があり、酸化防止のために皮膜を強くすると低温焼成が難しくなるという課題がある


四国化成工業 化学品事業 電子化学材料営業部 担当課長の横江一彦氏は、同社の銅錯体を使ったCuペーストの開発品について講演した。これはアミンで錯体化した銅錯体は比較的低温の加熱により金属銅を生成する、という特性を利用したもの。同社ではPETフィルムへの印刷を想定し、130℃以下の加熱でCu膜を形成し有機物残さの残らない銅錯体を開発した


塗布面は親水性である必要があり、ポリイミドの場合はアルカリ処理、PETの場合はUV処理が必要だが、密着性評価の結果は良好だったとする


開発品の課題としては、吸湿性と焼き縮みを挙げる。銅錯体は親水性があるため、時間が経つと配線のエッジがぼけてくるという。また、80%ほどは有機物で、焼成時に揮発するため、厚さ50μmに印刷しても焼成後の配線の厚さは2~3μmに焼き縮んでしまう


アテネ 第一事業部 生産部 生産技術課の加藤晶規氏は、0402や0201といった超小型の積層セラミックコンデンサ(MLCC)や積層セラミックインダクタ(MLCI)の製造に向けた内部電極印刷用メタルマスクについて講演


MLCCに向けて、既存のメッシュ版よりも高精細な印刷ができるとして、2回のパターニングにより、Niメッシュを作ってから乳剤抜き用のNiパターンを作るメタルマスクを作製


Si基板やガラス基板の貫通電極などに向け、メッキでなく充填・印刷材料を提案するのは、ナプラ


同社の執行役員・CTOの池田博明氏は、同社の金属間化合物(IMC)を活用した充填・印刷材料「NFMP(Nano Function Metal Paste)」「NFMS(Nano Function Metal Sheet)」について講演


これは、SnとCuなど、バルク材とバルク材を焼結すると、IMCにより不均一な層構造ができ、破断面になってしまうという状況を避けるべく、最初からIMCを含む微細粒子同士を混ぜて充填・焼結することで、IMCが全体に均一に生じて骨格構造を形成することを狙った材料


充填は、貫通孔などの空いた被充填基板に充填剤を置き、その上に熱圧着プレートを置いて充填剤を溶かす。さらに減圧・非酸化雰囲気中で加熱・加圧しながら行う。めっきと異なり、径の異なる孔・形状・有底孔でも、一括で充填できる



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