工研院發表3D電路元件等技術 預告電子產業新變革

2015年台灣電路板產業國際展覽會(TPCA Show 2015)於10月21日正式揭開序幕,在經濟部技術處大力支持下,工研院發揮創新技術實力,在「軟電專區」展示「卷對卷整線量產解決方案」、「無線傳能在OLED應用」、「雷射誘發積層式3D線路技術」等先進創新技術。軟電技術持續精進,將有助於引領下一波電子產業新變革,更是促使台灣產業升級的大好機會。

TPCA技術發展委員會召集人、工研院副院長劉軍廷表示,台灣電子業相當發達,在全球產業鏈中扮演重要角色。目前全世界正在進行典範轉移,包括生產力、產品與生活方式都在改變,在這個板塊移動的過程中,將是台灣再次竄出的機會,而軟性電子就是台灣產業的另一個驅動力量。台灣的產業正在轉型,從代工轉型到系統,這中間需要很多的應用加值與各式各樣的智慧服務,無論是材料、設備、製程等,皆有賴於軟性電子技術支持。

軟性電子發生在日常生活的各個層面,包括醫療保健、工業4.0、物聯網(IoT)、社群活動等,可應用的範圍相當廣泛,包括穿戴式電子元件、軟性照明、可撓式顯示器以及軟性感測器等都是。根據工研院IEK預估,2020年的整體軟性電子市場規模約可達到570億美元,年複合成長率為15.3%。

工研院本次展出的重點成果有:
●卷對卷整線量產解決方案(R2R Turnkey Solution)
工研院所展示的「卷對卷整線量產解決方案」,主要展項包括電極薄膜、觸控模組和觸控螢幕等,期望能以卷對卷整線方式提供廠商設備、製程、材料、量產的解決方案,目前試量產良率逐年提升達到85%以上,優於業界研發平均水準,縮減導入業界後的磨合時間。隨著穿戴式裝置市場逐漸普及,帶動軟性生產及輕量產品的需求大量出現,工研院所推動的卷對卷製造技術因具備生產高效率、材料高使用率、低成本、簡單製程和跨產業廣泛應用等特性,因此卷對卷技術被譽為明日生產之星。

「卷對卷整線量產解決方案」,主要展項包括電極薄膜、觸控模組和觸控螢幕等,期望能以卷對卷整線方式提供廠商設備、製程、材料、量產的解決方案。


工研院的卷對卷整線量產解決方案是一種與以往截然不同的生產方式,取代傳統的黃光蝕刻製程,直接將所需的電極和外部導線同步印刷出來。只需要一台細線印刷整線之系統模組設備,即可以取代以往的多台設備。除導入10微米(µm)以下超薄基板之製程外,藉由卷對卷圖案化的時間大幅縮減至45秒,再加以前後段的卷對卷清潔和對位貼合設備,可大幅降低現行製造生產流程與成本。工研院創新研發推動「軟」性製程升級,將有助於產業引領下一代的「電」子科技風潮。


●雷射誘發積層式3D線路技術(Laser Induced Metallization 3D Circuit)
在這次展覽中,工研院也展出入圍2015全球百大科技研發獎(R&D 100 Awards)決賽的「雷射誘發積層式3D線路技術」。該項技術係藉由創新「奈米觸發膠材」的塗佈,輔以雷射圖案化及金屬沈積,可在大部份材質的不規則曲面上製作多層金屬線路,突破現今雷射金屬化天線製程受限於塑料材質的限制,使天線的設計製造能擁有更多自由度,也解決天線空間不足的問題。

「雷射誘發積層式3D線路技術」係藉由創新「奈米觸發膠材」的塗佈,輔以雷射圖案化及金屬沈積,可在大部份材質的不規則曲面上製作多層金屬線路,突破現今雷射金屬化天線製程受限於塑料材質的限制,使天線的設計製造能擁有更多自由度,也解決天線空間不足的問題。

目前在天線製造的領域中,德國主導的製程技術佔有九成的市場,工研院「雷射誘發積層式3D線路技術」,可望打破這種幾近壟斷的局面。「雷射誘發積層式3D線路技術」可應用於手機通訊天線、多層NFC天線、毫米波5G天線、多層無線充電線圈及汽車電子元件等產品,為穿戴式電子與3C產品的應用興起另一波革命與創新。

●無線傳能在OLED的應用(Wireless Power Transfer for OLED)
想像一下,未來智慧型手機、手錶和平板電腦放在桌上就可以充電,不需要找充電器和插座。然而目前無線充電存在一些限制,例如對位須精準、充電時間長等問題需要克服,才能無接縫的供應電力。

結合無線傳能的OLED燈,可自行調整OLED燈的數量與位置,搭配柔和光線營造舒壓氛圍。

工研院將「無線傳能」與OLED照明燈具做巧妙的結合,OLED與背板之間不需要電線連接,只要將OLED輕輕放在背板上就能發亮。使用者還可以依情境自行調整OLED的數量與位置,搭配OLED柔和的光線,這樣的燈具將更使人心境獲得慰藉,紓解壓力。

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