フレキシブル回路のデジタル印刷のための導電性インク技術
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新技術
印刷可能な導電性金属材料はしばしば、材料のレオロジーと導電性との間で妥協しなければならない。 印刷中に流動性を与えそして基体への接着を与えるために使用されるバインダーおよびキャリヤーは最終複合層の導電性に影響を及ぼしそして電流がワイヤを通過するのを妨げる。
しかしながら、添加剤の調製および基材の印刷部分への接着を接着する手段を提供する方法がある。 導電性インク技術（ＣＩＴ）は、触媒インクを基材上に印刷し、紫外線を硬化させて迅速処理接着剤基材を提供する方法を開発した。 ベース層自体は導電性を有さないが、それは金属層の無電解堆積のための触媒として作用する。
印刷された硬化基板を市販の無電解メッキ浴に浸し、厚い金属層を基板の上に堆積させる。 この二段階プロセスは、最終プロセスの導電性に影響を与えることなく、めっき浴を異なる基材材料および異なる印刷ツールに対して最適化することを可能にする。 ニッケル、コバルト、パラジウムなどの標準的な無電解金属のほとんどがこのプロセスで使用されますが、最も一般的で広く使用されているのは銅です。 プロセスの２段階はインラインで実施することができ、または無電解メッキをバッチプロセスとして実施した後に実施することができる。
銅の通常の成長速度は毎分２０ナノメートルから毎分９０ナノメートル（大容量銅に相当）の範囲であり、これは約１０分のめっきプロセス中に３０オームのシート抵抗を生じる。 通常、抵抗率はバルク金属（銅）の2.5倍ですが、めっき浴や使用条件によって異なります。
CITプロセスに最適な伝導範囲は10オームを超えます（1.5〜2ミクロンのバルク銅に相当）。 これは、UHF RFID、キーボードメンブレン、低電流PCB（信号）、低電力ヒーターアセンブリ、広範囲のセンサーアプリケーション、およびその他の多くの柔軟で剛性の高いアプリケーションを含む、幅広いアプリケーションに適しています。 より高い導電性およびより大きな電流容量が必要とされる場合、後処理めっきもまた行われ得る。
インクジェット印刷の解像度
CITプロセスは、Xaar、Konica Minolta、Spectraによって製造された圧電制御プリントヘッド用に設計されています。 これらのプリントヘッドは通常、１インチ当たり約１８０から３６０ノズルの固有解像度を有し、１インチ当たり３６０ドット以上の解像度で約４０ｐｌ以下の液滴で印刷するように設計されている。 そのような印刷解像度は、典型的には、ポリエステルまたはポリイミド基板上で１００ミクロンの線幅に相当するサイズを提供する。 しかしながら、新世代のグレースケールプリントヘッドは、約３２ｐｌという低さの可変液滴量をサポートし、それは約５０ミクロン以下のデジタルプリントサイズをもたらす。
デジタル製造システム
フレキシブル回路のデジタル製造には、幅広いシステムが利用可能です。 DimatixのDMPシリーズのような小さな開発システムがこの範囲の下限にあります。 このタイプの印刷機は、使い捨ての16ジェットプリントヘッドを使用して、さまざまな解像度でA4用紙を作成します。 プリントヘッド上のノズルの数が少ないため、そのようなシステムのスループットは低いが、開発および精密な研究には完璧である。
Xennia TechnologiesのX4000シリーズまたはKonica MinoltaのXY100などのシステムは、生産に適しています。 これらのシステムは、Xaar OmnidotシリーズやKonica Minolta KM512シリーズなどの大型工業用プリントヘッドを使用するA4フォーマットにも基づいています。 これらのシステムの印刷帯域幅は最大70 mm、生産性は1〜2平方メートル/分です。 プリントヘッドおよび所望の構成に応じて、同様のシステムも１メートル以上の幅を提供することができる。
また、CITはPrecoと提携して、フレキシブルテープとラジオ周波数識別（RFID）アンテナのインラインテープアンドリール製造用のナローウェブデジタル印刷ツールであるMetalJet 6000を開発しました。 このシステムは140 mmのプラットフォームで印刷および硬化し、特許取得済みのめっきモジュールを実装しているため、ネットワーク材料のインライン無電解めっきに必要な設置面積と複雑さが大幅に軽減されます。 現在のプリントヘッド技術は、システムがミリ秒当たり０．５６（毎分４．７平方メートルに相当する）の速度でフレキシブル回路を製造することを可能にし、それは典型的にはＵＨＦ ＲＦＩＤアンテナのような製品に対してミリ秒当たり０．３回（毎分２．５平方メートルに相当する）を生じる。 。 。 このシステムはモジュール式であり、製造速度および／または堆積厚さを増加させるように構成することができる。
ほとんどの場合、これらのソリューションでは、10平方メートルの単層基板の通常の所要時間が1時間以内になるようにCAD図面を提出します。
総括する
新しいデジタル技術は、最も速いNREプロセスを使用して、中小サイズのPCBを追加して処理するためのプロセスを提供します。 材料の電気的特性からジェット特性およびインク付着を分離する能力は、ワイヤ導電率の独立した制御を提供する。 製造方法としてのインクジェット印刷の使用は、フロントエンド処理コストを追加することなく、高スループットおよび短いターンアラウンドタイムを提供する。