精細印刷導線於觸控元件之應用

刊登日期:2015/6/5
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導線精細化技術應用在金屬
金屬網格係屬於一種導電材料,形狀看起來就像極細金屬線組成的烤肉架,直接把金屬線做在基材上面,用來取代傳統 ITO薄膜等導電材料。金屬網格被視為是下一階段的重要觸控技術,主因是具備阻抗低(1~30 Ω/□)、製造成本比 ITO低、可撓度高等優勢。

表一、不同金屬網格製作技術與相對應規格比較

隨著時代進步,電子產品也逐漸走向輕薄短小且可彎曲等性質,因此對於線寬之需求也從原本之 100 μm 降至 30 μm 以下,不同印刷製程技術也相對產生,如網版印刷、凹版印刷、奈米壓印等。目前與黃光微影相同能將線寬做得非常精細的是奈米壓印,此技術之線寬或結構尺寸雖可降至 3 μm甚至更低,但因其模具製作昂貴且製程繁複,在大面積生產時,有良率的問題。而網版印刷技術的極限一般認為就是在 30 μm左右,且所需的網板規格更高、價格更貴。以目前最先進的凹版印刷研究得知,該技術製備精細導線的線段可印至 3~5 μm,窄邊框的線寬/線距可達 9 μm/9 μm,其製程技術優點為製程簡單、不需高價設備、適合大量生產、並可卷對卷( Roll to Roll )大面積印刷,成為替代黃光微影的下一代新興技術中,最具優勢。

凹版印刷技術
凹版可利用蝕刻、電鑄、雷射方式將圖形製作在版面上形成凹槽,把所欲印製之油墨佈滿在凹板表面,然後用刮刀將多餘油墨刮掉,將所需之油墨儘可能的填入凹槽內,就是凹版印刷。如圖三所示,凹板印刷基本原理為將油墨填入凹板凹槽中,以刮刀刮平,表面不可有殘留油墨,以轉印布將油墨轉出( Off, Pick-up ),再將轉印布上之油墨轉印到基板上( Set ),即完成一次轉印行程。以導電線路而言,兼具導電性、穩定性需求的油墨就是銀膠了,填入版面凹槽的銀膠如何能夠有效轉移,足夠的量才具有足夠的導電特性,所以轉移率對於印刷精細線路十分重要。銀膠的搖變性與內聚力、轉印布及基材的接觸角與表面張力、銀膠配方中溶劑的揮發性等因素決定轉印品質的好壞。

凹版印刷精細導線探討
①凹版印刷機是以轉印布與印刷平台的高度差當作其壓力值,值越高表示兩者高度差越小,則印刷壓力越大,壓力較大時容易把細線轉移出來,但若是粗線( ≧20 μm )則印刷效果差異不大,壓力效應不明顯。④ 刮刀角度有兩種軸向意義, 代表 X-Y 平面與 Z 軸方向的刮刀角度皆可調整。X-Y平面刮刀角度一般會以平行圖面方向將油墨刮進版面凹槽中,但凹槽寬度很細且有一定深度,油墨不易刮進去,所以刮刀若轉個角度來刮油墨或是圖形直接轉個角度,此效果會顯著提升,填墨效果提升後,所轉印出之油墨厚度也較厚。

精細導線製作窄邊框觸控面板
實際應用在單層架橋結構之觸控面板如圖四所示,並具備上述之印刷條件與參數設計,以凹版印刷方式在……以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。


圖四、
單層架橋結構之觸控面板示意圖

作者:鍾昇峰、石正宜、張淑怡、陸蘇財 / 工研院電光所
★本文節錄自「工業材料雜誌」342期,更多資料請見下方附檔。


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