שימוש בדיו עם חלקיקי כסף לעסקים יכולת חדשה קשיח גמיש היברידית מעגלים

- Mar 20, 2017 -

כיום באלקטרוניקה יש שתי גישות עיקריות לבניית מעגלים: אחד הנוקשה (מעגלי סיליקון) ואחד חדש, מושך יותר, גמיש המבוסס על נייר מצעים פולימריים שניתן לשלב עם הדפסה 3-D. עד כה, שבבים משמשים כדי להשיג את הביצועים החשמליים אמין גבוהה צורך פונקציות מתוחכמות מתוחכמים. עם זאת, עבור מערכות מורכבות גבוהה יותר כגון מחשבים או טלפונים ניידים, השבבים חייבים להיות מלוכדות יחד. צוות של חוקרים ספרדית באוניברסיטת ברצלונה הוכיחו טכניקת מליטה חדשה עבור שבבים כאלה, המכונה SMD או התקנים רכוב על פני השטח, המשתמשת מדפסת הזרקת דיו עם דיו המשלבת חלקיקי כסף.



הטכניקה, המתוארת השבוע בכתב העת Journal of Applied Physics, מ- AIP Publishing, פותחה בתגובה לצורך תעשייתי לצורך תהליך ייצור מהיר, אמין ופשוט, ועם עין לצמצום ההשפעה הסביבתית של תהליכי ייצור סטנדרטיים. חלקיקים של כסף עבור דיו דיו נבחרו בגלל הזמינות התעשייתית שלהם. כסף הוא לשכפל בקלות כמו חלקיקים לתוך דיו יציב שיכול בקלות להיות sintered. אמנם כסף הוא לא זול, אם אונט היה כל כך דל כי עלויות נשמרו נמוך.

האתגר של צוות המחקר היה "לעשות הכל עם אותו ציוד", על פי חבייר ארס, חבר בצוות המחקר, שיפור או אישור הביצועים של ייצור סטנדרטי באמצעות טכנולוגיית הדפסת דיו עבור המעגל ואת מליטה השבבים.

"פיתחנו מספר מעגלים אלקטרוניים עם הדפסת דיו, ופעמים רבות היינו צריכים להכניס שבב SMD כדי להגיע ליעדים", אמר ארס. "הגישה שלנו היתה להשתמש באותה מכונה עבור מליטה ששימש את המעגל המודפס."

האתגר הגדול ביותר היה להשיג ערכי מגע חשמליים גבוהים עבור כל משפחות בגודל SMD. לשם כך, הצוות הציע באמצעות דיו כסף, מודפס על ידי דיו כמו הרכבה / פתרון הלחמה. טיפות הדיו הכסופות הונחו קרוב לשטח החופף בין רפידות המכשיר SMD לבין נתיבי ההילוכים התחתונים המודפסים, כאשר הדיו זורמת דרך הממשק על ידי קפילריות. תופעה זו פועלת הרבה כמו ספוג: החללים הקטנים של מבנה הספון גה לספוג נוזלי, המאפשר נוזל להיות משורטט מתוך משטח לתוך הספוג. במקרה זה, ממשק דק משמש כחללים קטנים בספוג.

על ידי ניצול של אנרגיות פני השטח הקיימים בננומטריה, דיו nanoparticle (AgNP) כסף מבטיחה מוליכות חשמלית גבוהה לאחר תהליך תרמי בטמפרטורות נמוכות מאוד, ולכן חיבור חשמלי מוליך גבוהה יכולה להיות מושגת. באמצעות השיטה המוצעת, הוכח מעגל היברידי אינטליגנטי אינטליגנטי על נייר, שבו היו SMD שונים על ידי דיו AgNP, הוכחת האמינות של השיטה ואת הכדאיות.

"היו הרבה הפתעות במחקר שלנו, אחד מהם היה כמה מלוכדות שבבי SMD היו מעגלים מודפס דיו בעבר באמצעות השיטה החדשה שלנו לעומת הטכנולוגיה הסטנדרטית הנוכחית", אמר Arrese.

היישומים וההשלכות של עבודה זו יכולים להיות מרחיקי לכת.

"אנו מאמינים שעבודתנו תשפר את תגי ה- RF הקיימים, תגביר ותקדם אריזות חכמות, תשפר את האלקטרוניקה לבישה, אלקטרוניקה גמישה, מוצרי אלקטרוניקה ... התוצאות שלנו גורמות לנו להאמין שהכל אפשרי", אמר ארס.


זוג:שיתוף פעולה על אלקטרוניקה מודפסת מחקר ויישום הבא:מודפס על ידי חומר (דיו ותשתית), לפי טכנולוגיה (הזרקת דיו, מסך, Gravure, Flexographic), לפי התקן (תצוגה, Photovoltaic, תאורה, RFID, ואחרים