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​銀ナノインク

PrintingInnovation プリンテッドエレクトロニクスのイメージ図
金属ナノインク(導電性インク)の製造 | 株式会社C-INK

銀ナノインクの用途

​銀ペースト代替として

 C-INK銀ナノインクの用途の大部分は「銀ペースト代替」として、タッチパネル外周配線、メンブランスイッチの回路基板、セラミックデバイス等への応用が進んでいます。そのほか、特殊な例としてめっき下地触媒層への利用もあります。C-INKの銀ナノインクを採用することによるメリットは、以下の3点があげられます。

​C-INK銀ナノインクのメリット

​銀使用量の削減、薄膜化

 C-INKの銀ナノインクは、焼結後の体積抵抗率が銀ペーストと比較して1-2桁低い特性があります。正しくプロセスすることで、銀使用量の削減が可能です。近年、銀は世界的需要のひっ迫により供給不足となっており、その価格は高騰し続けています。C-INKの銀ナノインクは、銀使用量の削減により、生産コストの削減に貢献します。

 

 以下のグラフは、C-INKの銀ナノインクの焼結温度、時間と体積抵抗率の一例です。処理温度が高いほど、また加熱時間が長いほど低い体積抵抗率が得られます。200℃加熱、120分の処理で 5.9 μΩ・cm の体積抵抗率で、これは典型的な銀ペーストの体積抵抗率の約 1/10 の値です。この銀ナノインクプロセスを用いると、同じ抵抗値を実現する銀の使用量は銀ペーストの 1/10 で良く、コスト削減が可能です。​また、膜厚を薄くできるため、デバイス全体の凹凸を減らすことができ、折り曲げによる塗布膜のひび割れ発生を低減することができます。

銀ナノインク DryCure Ag-JB 0420D の加熱温度による体積抵抗率の変化
*MASコートスライドガラス上に、#10バーコーターを用いて DryCure Ag-JB 0420D を塗布し、100℃×30分のプレ乾燥を行った後に 120℃・150℃・200℃ でそれぞれ焼成した塗膜の体積抵抗率を測定した。

​銀ナノ粒子の融着による塗膜の特性

 C-INKの銀ナノインクに含まれる銀の超微粒子(ナノ粒子)のサイズは直径約 30nm。このような微細なナノ粒子は、焼結後、互いに融着して、連続的な金属塗膜を形成します。銀ペーストでは銀フィラー間の接触により導通させるのに対して、C-INKの金属ナノインクの塗膜は粒子同士の融着によって金属結合を形成するため、金属箔に近い特性となります。銀ペーストの抵抗値は時間経過により劣化していくのに対して、当社の銀ナノインクで形成した塗膜では抵抗値の劣化は生じにくくなっております。

インクジェットによるオンデマンド生産

 銀ペーストは、印刷する画像ごとにスクリーン版を用意する必要があります。このスクリーン版の製造を外部委託している場合、版を用意するための時間が必要です。インクジェット印刷でしたら、デジタルデータを印刷できるため、版を用意する必要がありません。

 即時生産を実現するために、銀ペーストのスクリーン印刷からC-INKの銀ナノインクへ置き換えを検討されるお客様が増えています。C-INKの銀ナノインクは、未開封・冷蔵保管で、出荷日から6か月間の品質保証を行っています。このインクの安定性が、量産に必要不可欠な、長期のインクジェット印刷安定性を支えています。

​C-INK銀ナノインクの先進研究事例

​ C-INKの銀ナノインクは、プリンテッド エレクトロニクスをはじめとする最先端の研究現場でも使われています。以下の研究例は、東北大学大西研究室の方が、当社の銀ナノインクを印刷して作成したプラズマアクチュエーターです。

引用論文:Sensors and Actuators A: Phys., 330, 112823 (2021).

 研究現場では多数の試作を行うことがあるため、容易に変更・修正が可能なデジタルデータを印刷することのできる、銀ナノインクのインクジェット印刷は非常に有用です。

インクジェット印刷で作製されたプラズマアクチュエータ
S. Sato, T. Enokido, K. Ashikawa, M. Matsubara, K. Kanie, and N. Ohnishi, "Development of a flexible dielectric-barrier-discharge plasma actuator fabricated by inkjet printing using silver nanoparticles-based ink" Sensors and Actuators A: Physical 330, 112823 (2021).
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