銅インクで実現、ラジオ機能付き野球帽：低温プラズマ焼結法を改良

産業技術総合研究所は、フィルム基板上に銅を焼結する技術である低温プラズマ焼結法を改良し、スクリーン印刷でフレキシブル銅配線板を作成する技術を開発した。また、同技術を応用することで、野球帽のツバに組み込み可能なフレキシブルなラジオを試作した。

[辻村祐揮，EE Times Japan]

曲げられるラジオ

　産業技術総合研究所（産総研）は2017年6月2日、低温プラズマ焼結法に改良を加え、スクリーン印刷でフレキシブル基材に銅配線を形成することを可能にしたと発表した。今回の研究では実際にこの技術を活用し、曲げられるラジオを内蔵した野球帽を試作したという。

ポリエチレンナフタレートフィルムに銅インクを印刷、焼成して作製された回路に実装されたフレキシブルラジオと、ツバの内部にフレキシブルラジオを組み込んだ野球帽の着用例（左下） 出典：産業技術総合研究所

　低温プラズマ焼結法は、大気圧プラズマの作用により180℃以下の一定の温度で銅粒子を焼結する技術だ。産総研は今回、プラズマ生成用の電極や電源などを改良し、量産に適した印刷技術であるスクリーン印刷用銅ペーストの焼結を可能にした。また、安価なポリエチレンナフタレート（PEN）フィルムへの焼結も実現。その結果、スクリーン印刷と低温プラズマ焼結のわずか2ステップだけで、大量に安価なフレキシブル銅配線板を作成することが可能になった。

低温プラズマ焼結法の概要（左）と改良型電極を用いた低温プラズマ焼結時における密閉容器内の様子（右） 出典：産業技術総合研究所

　産総研が試作したフレキシブルラジオは、スクリーン印刷と低温プラズマ焼結でPENフィルムに銅のラジオ回路を形成し、その上にチップ素子を実装したものだ。45mm角以内、厚さ1.8mm以下と小型のため、野球帽のツバ内部へ組み込むことができる。ツバを曲げても受信に支障がなく、帽子をかぶったまま電源の切り替え、ボリューム調整、選局が可能だ。

　産総研は今後、銅インクの印刷と焼成だけによるフレキシブル配線板の製造プロセスの生産性を、リソグラフィ技術による製造プロセスと同等にし、3年後には量産化にめどを付ける予定。そのため、低温プラズマ焼結法の高速化を目指す。また、印刷でのフレキシブル配線板の量産技術を確立させ多品種化を容易にし、小ロットから大ロットまで単価に差のない製造技術を提供するとしている。