JP2010536162A - 導体パターンおよびそれらを使用する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書で開示する技法の実施形態は、一般に導体パターンおよびそれらを使用し、印刷する方法に関する。より特定すると、特定の実施形態は、本明細書で開示する1以上の導体パターンを含む、プリント回路板のような電子デバイスに関する。
電子デバイスは、数多くの接続された電気回路を含む。デバイスの設置面積が小さくなるにつれて、所望の設置面積に対応するためにデバイスの回路を縮小しなければならない。回路および導体を製造するために使用される現在の方法は、多くの小さな電子デバイスにおける使用のために狭小で薄い導体を作製するための精密さを提供しない。
第1の態様に従って、少なくとも1つの導体パターンを含むデバイスが開示される。特定の実施形態では、導体パターンは、1以上の他の導電線に電気的に接続され得る1以上の導電線の形態をとり得る。特定の実施例では、導体パターンは、基板上に支持体を配置し、支持体の間に導体材料を配置して、支持体を除去することによって製造され得る。そのような方法を用いて製造される導体パターンは、本明細書では一部の場合、高アスペクト比の導体パターンと称される。一部の実施例では、導体材料は、本明細書で述べる保護された金属粒子のような金属粒子であり得る。
特定の実施形態を、付属の図面を参照して以下で説明する。
本明細書で開示するデバイスおよび方法の特定の実施形態は、これまで既存の方法では実現されなかった電気的性質を有する電気伝導性のパターンを提供する。高アスペクト比の導体パターンは、選択された厚みと幅のいかなる所望のパターンでも、いかなる種類の電気装置上にも作製され得る。例示的な高アスペクト比の導体パターンを以下に開示する。
ける使用のために選択される材料の性質と特性によって異なり得る。固体支持体がポリマー材料である実施例では、固体支持体は、インクジェット印刷、スクリーン印刷またはグラビア印刷によって配置され得る。固体支持体が紙に基づく材料、無機塩またはゴムのようなエラストマーである実施例では、固体支持体は、基板の上に置かれた鋳型(mold)または型枠(form)の中に配置され得るか、詰め込まれ得る。固体支持体における使用のための他の適切な材料は、ポリマー、エポキシ樹脂、無機/有機塩を含むが、これらに限定されない。一部の実施例では、固体支持体が湿潤防止特性も提供するとき、固体支持体は、DupontからのKrytox液またはCytonix corporationからのFluoroPelのようなフッ素化ポリマーから作られ得る。一部の実施例では、固体支持体は、導電性材料を配置するために使用され得るインクジェットプリンタのような、インクジェットプリンタを使用して配置され得る。たとえば、インクジェットプリンタは2以上の貯蔵部を含んでもよく、貯蔵部の1つは固体支持体材料を含み、もう1つは固体支持体の間に印刷されるインクを含む。基板の最初の印刷は、固体支持体材料を配置し得、基板の2番目の印刷は、導電性材料を固体支持体材料の間に配置し得る。印刷操作のコンピュータ制御は、固体支持体材料およびインクの両方の公知の正確な配置を提供し得る。
除去し得る。
、テトラクロロ金(III)水和物、クロロ(ジメチルスルフィド)金(I)、塩化金(I)、金コロイド、シアン化金(I)、ヨウ化金(I)、硫化金(I)、臭化金(III)水和物、塩化金(III)、塩化金(III)3水和物、水酸化金(III)、酸化金(III)水和物、硫化金(III)、ジシアノ金(I)酸カリウム、塩化金(III)カリウムおよびテトラクロロ金(III)酸ナトリウム2水和物の1以上であり得る。さらなる適切な金塩は、本開示を利用すれば、当業者によって容易に選択される。
容易に選択される。
サクロロルテニウム(IV)酸アンモニウム、塩化ルテニウム(III)、活性炭担持ルテニウム、アルミナ担持ルテニウム、炭素担持ルテニウム、臭化ルテニウム(III)、塩化ルテニウム(III)水和物、塩化ルテニウム(III)3水和物、ヨウ化ルテニウム(III)、塩化ニトロシルルテニウム(III)水和物、硝酸ニトロシルルテニウム(III)溶液および酸化ルテニウム(IV)水和物の1以上であり得る。さらなる適切なルテニウム塩は、本開示を利用すれば、当業者によって容易に選択される。
性によって異なり得る。一部の実施例では、保護粒子中少なくとも約2重量%の保護剤を提供するように適切な量の保護剤を添加する。粒子の所望の特性および/またはインクの所望の特性によって、多かれ少なかれ保護剤を使用することが望ましいと考えられることは、本開示に鑑みて、当業者に認識される。たとえば、基板上、たとえばプリント配線板上に配置された粒子の伝導率を高めるために、伝導率が最適化されるか所望範囲内に入るまで保護剤の量を調整することが望ましいと考えられる。保護剤の適切な量を選択することは、本開示を利用すれば、当業者の能力の範囲内である。
一部の実施例では、溶剤の全体体積を低減することが望ましいことがある。
置と共に使用され得る。インクを基板上に配置するために使用される正確な方法は決定的に重要ではないが、インクを基板上に印刷するために、たとえばインクジェットプリンタのような非衝撃印刷装置が使用され得る。インクジェットプリンタを使用する実施形態では、インクジェットプリンタは、インクを保持するインク貯蔵部またはカートリッジを含む。インクカートリッジは、典型的にはインクを基板上に噴霧する一連のノズルを含むプリントヘッドと流体連通している。インクジェットプリンタはまた、プリントヘッドを所望の位置に移動させるための適切なモータを含んでもよい。1以上のベルトまたはチェーンがモータをプリントヘッドに接続し得る。インクジェットプリンタは、印刷工程の間プリントヘッドを安定化するための安定化バーまたは支持体を含んでもよい。使用のための適切な例示的インクジェットプリンタは、たとえばSpectraまたはXaarからの圧電プリントヘッドを使用するものまたは使用するように設定されたものを含むが、これらに限定されない。他の適切なインクジェットプリンタは、本開示を利用すれば、当業者によって容易に選択される。
のいずれかを使用して基板510上に配置され得る。特定の実施例では、導体パターンは、インクジェット印刷または他の適切な装置および方法を使用して配置され得る。
に以下の負荷率を使用した。括弧内は単相溶液から金属粒子を抽出するために使用した液体である。
液粘度を与えるように金属粒子をIsoPar(登録商標)G溶剤中に分散させ得る。インクは、たとえばスピンコートを用いて基板に適用され得るか、またはスピンコート適用において使用され得る。粒子は、銀または金粒子または本明細書で開示する他の例示的な金属であり得る。
Claims (29)
- 少なくとも1つの高アスペクト比の導体パターンを含むデバイス。
- デバイスが基板をさらに含み、前記基板上に少なくとも1つの高アスペクト比の導体パターンが配置されている、請求項1に記載のデバイス。
- 前記導体パターンが導電線である、請求項2に記載のデバイス。
- 前記高アスペクト比の導体パターンが金属粒子を含む、請求項1に記載のデバイス。
- 前記金属粒子が保護された金属粒子である、請求項4に記載のデバイス。
- 前記保護された金属粒子が少なくとも約30×104S/cmの伝導率を提供する、請求項5に記載のデバイス。
- 前記保護された金属粒子が、銀、金、銅、ニッケル、白金、パラジウムおよび鉄から成る群より選択される1以上の要素である、請求項5に記載のデバイス。
- 基板と
前記基板上に配置された少なくとも1つの高アスペクト比の導体パターンと
を含むプリント回路板。 - 前記高アスペクト比の導体パターンに電気的に接続された少なくとも1つの導電体をさらに含む、請求項8に記載のプリント回路板。
- 前記基板が1以上のプリプレグである、請求項8に記載のプリント回路板。
- 前記高アスペクト比の導体パターンが金属粒子を含む、請求項8に記載のプリント回路板。
- 前記保護された金属粒子が少なくとも約30×104S/cmの伝導率を提供する、請求項11に記載のプリント回路板。
- 前記保護された金属粒子が、銀、金、銅、ニッケル、白金、パラジウムおよび鉄から成る群より選択される1以上の要素である、請求項11に記載のプリント回路板。
- 基板上の固体支持体の規定された間隔の間に導体材料を配置することと
高アスペクト比の導体パターンを提供するために固体支持体を除去することと
を含む、規定された間隔を有する固体支持体を備えた基板上に高アスペクト比の導体パターンを作製する方法。 - 前記配置工程が、前記固体支持体の間隔の間に保護された金属粒子を配置することを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記固体支持体を除去する前に前記基板を硬化させることをさらに含む、請求項14に記載の方法。
- 前記固体支持体を除去した後に前記基板を硬化させることをさらに含む、請求項14に記載の方法。
- 前記除去する工程が固体支持体を剥離することを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記除去する工程が基板を加熱することを含む、請求項14に記載の方法。
- プリプレグ上の固体支持体の規定された間隔の間に導体材料を配置することと
高アスペクト比の導体パターンを提供するために前記プリプレグ上の固体支持体を除去することと
を含む、プリント回路板を作製する方法。 - 少なくとも1つの配置された高アスペクト比の導体パターンを有するプリプレグを熱処理することをさらに含む、請求項20に記載の方法。
- 前記熱処理が、固体支持体を除去した後に行われる、請求項21に記載の方法。
- 前記熱処理が、固体支持体を除去する前に行われる、請求項21に記載の方法。
- 保護された金属粒子を含む少なくとも1つのインクを提供することと
基板上に高アスペクト比の導体パターンを提供するために、基板上への少なくとも1つのインクの配置のための指示を与えること
を含む、電子デバイスのアセンブリを容易にする方法。 - 前記基板上に固体支持体を作製するために固体支持体材料を提供することをさらに含む、請求項24に記載の方法。
- 前記基板上に固体支持体を作製するために固体支持体材料を使用するための指示を与えることをさらに含む、請求項24に記載の方法。
- 前記基板上に固体支持体を作製するために固体支持体材料を使用するための指示を与えることをさらに含む、請求項25に記載の方法。
- 基板上にプリンタの第1貯蔵部内の固体支持体材料を配置することと
前記基板上の配置された固体支持体材料の間にプリンタの第2貯蔵部内のインクを配置することと
を含む、プリンタを使用して導体を印刷する方法。 - 前記配置された固体支持体材料を前記基板から除去することをさらに含む、請求項28に記載の方法。
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