高性能柔性导电材料等微纳增材制造的应用工艺创新

柔性印制电路作为电子互连的基础材料,是电子产品的最重要的部件之一。目前传统减成法制造柔性电路工艺复杂、材料利用率低、环境污染严重、制造成本高,而且受腐铜侧蚀等因素影响,很难制造出线宽小于100μm的柔性电路。

针对传统工艺在制造更小线宽柔性电路上的限制,以及高污染、低利用率、高成本等问题,集团子公司维业达的科研团队对微纳增材制造的应用工艺进行了创新。

发明:深纹光刻-纳米压印-纳米导电材料填充

创造性的发明了一种新型透明导电薄膜的新型制造方法,研发了“微纳图形化 +柔性纳米压印+纳米涂布”的“加法”技术,解决了传统电路制造蚀刻存在污染问题,材料用量低,成本低、整个过程属于绿色制程,无蚀刻和“零”排放,属于全流程创新。

研发了微网格图形透明电路(线宽特征为2~5um ,高深宽比1:1.5的类矩形微结构),充分利用纳米金属颗粒(50nm~100nm)的高导电性,完美解决了金属导体无法兼顾透明性问题,导电性能< 5 欧/方,透光率大于 87%,薄膜厚度可达30微米,且可绕折10万次以上,这是柔性透明导电薄膜性能的极大突破。

(a) 高深宽比微结构金属模具3D显微镜照片(凸)             (b)内电路(上部)外电路(下部)

实现:无蚀刻工艺的高性能透明电路制造

发明了具有纳米精度的微纳结构模具制备透明电路图形,有效保障了批量制造中透明电路图形的一致性与稳定性,解决了业内传统电路常用化学湿法蚀刻或激光去除工艺中的电路图形无法保持一致的问题,是创造性提出采用微纳模具制造透明电极。

上述方法已用于透明导电膜的批量制造。下图是65吋幅面透明触控传感器,采用无蚀刻超精密电路制造工艺制程,线宽3微米。

提出了纳米生长全新的工艺路径,采用材料图形诱导的纵向金属生长工艺,达到纳米银颗粒表面形成原子级致密度的镍基精密图形电路的效果,避免高温烧结,从而实现在更高应用场景屏蔽膜小于0.5欧方超低方阻的导电性能,同步突破了现有ITO、纳米银等材料的屏蔽效能指标瓶颈。

自主研发:大尺寸透明传感器的卷对卷产线

自主建立了“卷对卷大尺寸透明传感器的绿色产线”,颠覆了蚀刻工艺制备精密电路的传统方法,实现了大面积柔性微纳传感器件的批量化。 

项目已建立了图形化结构纳米材料透明导电薄膜完整的工艺链及中试生产,建有千级、局部百级的超级净化车间。

业内专家领导对本项原创技术和产品应用给予高度肯定。