印刷电子领域的高分辨导电布线技术

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1、印刷电子领域的高分辨导电布线技术车龙，堵永W(U防科学技术大学，长沙410073)摘耍：木文综述了印刷电子领域的高分辨导电布线的研究现状，具体分析了目前印刷电子领域中实现高分辨导电布线的冇效途径以及影响印刷分辨率的重要凶素。关键词：印刷电子；高分辨；导电布线；丝网印刷；油墨ElectricalWiringTechnologyforHigh-resolutionofPrintedElectronicsCHELong,DUYong-guo(NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha410073,China)Abstract

2、:Thedevelopmentofhigh-resolutionelectricalwiringbyprintingisreviewed.Andthemethodsrealizingwiringforhigh-resolutionandtheimportantfactorsinfluencingprintedresolutionareconcretelyanalyzed.Keywords:printedelectronics;high-resolution;electricalwiring;screenprinting;ink印刷电了学是利用传统印刷技术制造电子器件与

3、系统的科学与技术。［1］作为一门新型的电子制造技术，它与传统的微电子加工相比具冇三大显著特征：大面积、柔性化、低成木。［2"5］基于这些优点，印刷电子技术正逐步地被运用于太阳能电池［6,7］、柔性敁示［8］、照明［9］、电子器件与电路［1()］、集成智能系统［11］等前沿领域，为其提供高质景的导电布线。所谓导电布线(简称介线)，是指电了元器件间导线连接的布置。而高分辨和高导电则是布线的永恒追求。0前，布线的制备方法可分为减成法和加成法两大类。其屮减成法主要有光刻蚀以及电子朿、离子朿、激光刻蚀等方法［12］，它们具有分辨率高、电导率高等优势；然而，这些“减成”的布线方法

4、基本上是在薄膜工艺的基础上进行刻蚀，所以，不仅工艺复杂贩目.容易造成材料的浪费，这将降低生产效率、增加制造成本。如采采用印刷等“加成”的方法，除了可以减少污染、降低材料耗损，还町以缩减工艺步骤，最终实现生产的低成本和高效率。但是，印刷电子技术也具有其自身的缺陷：采用印刷的方法所能达到的布线精细度还很难满足某些电子产品的特殊需求。H前，有关新型方法印刷精细导线的文章较多，但对印驯电子领域的高分辨布线原理却少宥系统探究。所以，研究印刷电子领域的高分辨布线具冇十分重要的意义。本文仅对印刷电子领域中的高分辨问题进行探究，综述实现高分辨的有效途径，分析影响印刷分辨率的重要因素，

5、为高分辨印刷布线提供理论依据。可以预见，随着研究的不断深入，印刷电子技术的分辨率和布线密度还将进一步提高，印刷类电子产品将占据更广阔的市场空间。1印刷分辨率印刷分辨率是指以印刷作为技术手段，在承印材料上能够正确复制得到的最细线条和网点尺、r的能力。［

6、4］在印刷电子领域，分辨率是衡量印刷电子产品介线质量的重要指标之一，只冇高的印刷分辨率冰能获得精细的布线。目前，常用的分辨率表征方法有两种：一是使用线条的宽度(线宽)作为分辨率，如图1(a)所示，分辨率记作n二是为了更准确的描述布线的精细度，人们常常也会同时考虑线宽和线间距两个参数，如阁1(b)所示，分辨率记作r/d。(

7、b)图1:分辨率的表征示意图然而，这W种表示方法也存在一定联系，如果分辨率为TS常常默认为价，即线宽和线间趾均为f。对于早期(90年代初)的印刷类电子产品来说，其极限分辨率仅能达到125um。而目前，通过常规的丝网印刷和喷墨打印技术已经能达到50-100um的分辨率，改进的印刷方法甚至可达到20um左右的高分辨率。［1］但是，印刷电子技术所能达到的高分辨率还很难与硅集成工艺和媲美。早在20世纪末，硅集成加工领域便进入了纳米时代，如采能将印刷电子技术的分辨率由高分辨推向超高分辨（lum以下），印驯电子技术将会更加大冇作为。印刷电子制造工艺虽说是一门新型的电子生产技术，但

8、它毕竟是传统印刷行业的拓展。因此，无论是印刷电子领域还是传统印刷业，它们的技术实现都是依赖于印刷设备和油墨。所以，提高印刷电子技术的分辨率需要从技术手段和材料性能两个方面着手。本文以丝网印刷为例，对制造工艺以及油墨性能展开讨论，分析影响印刷分辨率的蜇要因素。2丝网印刷布线成膜过程丝网印刷属于孔板印刷中的一种，W为其技术成熟、设备简单、适印性强等优点，而被广泛地应用于印刷电子产品的大面积、低成本制造。根据印刷方式的不同，丝网印刷可以分为平压平法、平压圆法以及圆压圆法。不论是哪种方式，原理都十分简单：油墨在刮刀的压力作用下透过印版的图像区域（网孔区域），