Använda färg med silvernanopartiklar erbjuder kapacitet för nya stela och flexibla Hybrid Kretsar

- Mar 20, 2017 -

Idag i elektronik finns två huvudsakliga metoder för att bygga kretsar: den stela en (kisel kretsar) och den nya, mer tilltalande, flexibelt baserade på papper och polymera substrat som kan kombineras med 3-D utskrift. Hittills har chips används för att nå en tillförlitlig och hög elektrisk prestanda som krävs för avancerade specialfunktioner. Emellertid, för högre komplexitets system såsom datorer eller mobiltelefoner, markerna måste bindas samman. Ett team av spanska forskare vid universitetet i Barcelona har visat en ny bindningsteknik för sådana chips som kallas SMD eller ytmonterade anordningar, som använder en bläckstråleskrivare med bläck som innehåller silvernanopartiklar.



Tekniken, som beskrivs denna vecka i Journal of Applied Physics, från AIP Publishing, har utvecklats som svar på den industriella behovet av en snabb, pålitlig och enkel tillverkningsprocess, och med tanke på att minska miljöpåverkan från de vanliga tillverkningsprocesser. Nanopartiklar av silver för bläckstråleskrivare valdes på grund av sin industriella tillgänglighet. Silver är lätt reproduceras som nanopartiklar i ett stabilt bläck som lätt kan sintras. Även silver är inte billig, am ount användes var så knappa att kostnaderna hålls nere.

Utmaningen för forskargruppen var att "göra allt med samma utrustning", enligt Javier Arrese, en medlem av forskargruppen, förbättra eller bekräfta resultatet av standardtillverknings med bläckstråleteknik för kretsen och binda marker.

"Vi utvecklade flera elektronikkretsar med bläckstråleutskrifter, och många gånger var vi tvungna att sätta en SMD-chip för att nå målen", säger Arrese. "Vår strategi var att använda samma maskin för limning som användes för den tryckta kretsen."

Den största utmaningen var att få höga elektriska kontakt värden för alla storleks familjer SMD. För att göra detta, föreslog laget med silverfärg, tryckt av bläckstråleskrivare som montering / lödning lösning. De bläckdroppar silver avsattes nära överlappningsområdet mellan SMD enhets kuddar och de tryckta botten ledande banor, med bläck som strömmar genom gränssnittet av kapillärkraften. Detta fenomen fungerar ungefär som en svamp: De små håligheter i spon GE: s struktur absorbera vätska, vilket gör att en vätska som kan dras upp från en yta i svampen. I detta fall fungerar den tunna gränssnitt som de små hålrum i svampen.

Genom att utnyttja ytenergier befintliga på nanonivå, garanterar silvernanopartiklar (AgNP) bläck hög elektrisk ledningsförmåga efter termisk process vid mycket låga temperaturer, och kan således uppnått en hög elektriskt ledande sammankoppling. Med hjälp av den föreslagna metoden, var en intelligent flexibel hybridkrets visat på papper, där olika SMD samlades av AgNP bläck, vilket visar metodens tillförlitlighet och genomförbarhet.

"Det fanns många överraskningar i vår forskning. En av dem var hur väl bundna SMD marker var tidigare bläckstråleskrivare kretskort med hjälp av vår nya metod jämfört med den nuvarande standarden teknik", säger Arrese.

Ansökningarna och konsekvenserna av detta arbete kan vara långtgående.

"Vi tror att vårt arbete kommer att förbättra den befintliga RF [radiofrekvens] taggar, boost och skapa en smart förpackning, förbättra bärbara elektronik, flexibel elektronik, papperselektronik ... våra resultat gör oss att tro att allt är möjligt", säger Arrese.


Ett par:Teen uppfinner en dopp för att bakterier borta Nästa:Tryckt Elektronik: RFID Sensor Platform och flexibla Funktionella filmer för automatisk databehandling