+86-757-8128-5193

Utställning

Hem > Utställning > Innehåll

Tryckt elektronik

Tryckt elektronikär en uppsättningskriva utmetoder som används för att skapa elektriska enheter på olika substrat. Skriva ut vanligtvis använder gemensamma skrivarutrustning som är lämpliga för att definiera mönster på material, såsomscreentryck,flexografi,djuptryck,offset litografi, ochbläckstråleskrivare. Av elektroniska industristandarder är dessa låg kostnad processer. Elektriskt funktionella elektroniska eller optiska tryckfärger deponeras på underlaget, att skapa aktiv eller passiv enheter, såsomtunn film transistorer; kondensatorer; spolar;motstånd. Tryckt elektronik förväntas underlätta utbredd, mycket låg kostnad, låg prestanda elektronik för applikationer såsomflexibla displayer,smarta etiketter, dekorativa och animerade affischer och aktiva kläder som inte kräver hög prestanda.[1]

På sikttryckt elektronikär ofta relaterade tillorganisk elektronikellerplast elektronik, i vilka en eller flera tryckfärger består av kolbaserade föreningar. Dessa andra villkor avser bläck materialet som kan deponeras av lösning-baserade, vakuum-baserade eller andra processer. Tryckt elektronik, däremot anger processen, och omfattas av särskilda krav av utskriftsprocessen markerad, kan utnyttja någon lösning-baserat material. Detta inkluderarorganisk halvledare,oorganiskahalvledare, metalledare,nanopartiklar,nanorör, etc.

För beredning av tryckt elektronik är nästan alla industriella tryckmetoder anställda. Liknande till konventionella utskrift, tryckt elektronik gäller ink lager en ovanpå en annan.[2]Så en samstämmig utveckling av tryckmetoder och ink material är fältet #39; s viktiga uppgifter.

Den viktigaste fördelen med utskrift är låg kostnad volym tillverkning. Den lägre kostnaden möjliggör användning i fler program.[3]Ett exempel ärRFID-system, som möjliggör kontaktlös identifiering i handel och transport. I vissa områden, såsomlysdioderutskrift påverkar inte prestanda.[2]Utskrift på flexibla underlag gör elektronik ska placeras på böjda ytor, exempelvis att sätta solceller på fordonets tak. Mer typiskt, konventionella halvledare motivera sin mycket högre kostnader genom att ge mycket högre prestanda.

Upplösning, registrering, tjocklek, hål, material[Redigera]

Maximalt krävs upplösning av strukturer i konventionella utskrift bestäms av det mänskliga ögat. Funktionen storlekar mindre än cirka 20 mikroM inte kan särskiljas av det mänskliga ögat och följaktligen överskrider kapaciteten hos konventionella tryckprocesser.[4]Däremot är högre upplösning och mindre strukturer nödvändiga i mycket elektronik utskrift, eftersom de direkt påverkar krets täthet och funktion (särskilt transistorer). Ett liknande krav håller för precision som lager skrivs ut ovanpå varandra (lager till lager registrering).

Kontroll av tjocklek, hål och materialkompatibilitet (fuktning, vidhäftning, utläggning) är viktiga, men materia i konventionella utskrift endast om ögat kan upptäcka dem. Det visuella intrycket är däremot irrelevant för tryckt elektronik.[5]

Utskrift teknik[Redigera]

Dragningen av tryckteknik för tillverkning av elektronik resultat främst från möjligheten att förbereda travar av mikro-strukturerade lager (och därmed tunnfilms-enheter) på ett mycket enklare och kostnadseffektivt sätt jämfört med konventionell elektronik.[6]Även spelar förmågan att genomföra nya eller förbättrade funktioner (t.ex. mekaniska flexibilitet) en roll. Valet av den tryckmetod som används bestäms av krav rörande tryckt lager, av egenskaperna för tryckt material samt ekonomiska och tekniska överväganden av de slutliga tryckta produkterna.

Utskrift teknik dela upp mellan ark-baserade ochrulle till rulle-baserat tillvägagångssätt. Ark-baseradebläckstråleskrivareoch screentryck är för låg volym och hög precision arbete.Djuptryck,offsetochanilintryckvanligare för högvolymsproduktion, såsom solceller, når 10.000 kvadratmeter per timme (m²/h).[4][6]Medan offset och anilintryck används främst för oorganiska[7][8]och ekologiska[9][10]ledare (den senare också för dielektrika),[11]djuptryckutskrift är särskilt lämplig för kvalitet-känsliga lager som organisk halvledare och halvledare/dielektrisk-gränssnitt i transistorer, på grund av höga lager kvalitet.[11]Om hög upplösning behövs, djuptryck är också lämplig för oorganiska[12]och ekologiska[13]ledare. EkologiskField - effecttransistorerochintegrerade kretsarkan förberedas helt genom mass-tryckteknik.[11]

Bläckstråleskrivare är flexibel och mångsidig och kan ställas in med relativt låg ansträngning.[14]Bläckstråleskrivare erbjuder dock lägre genomströmning av runt 100m2/h och lägre upplösning (ca. 50 µm).[4]Det är väl lämpad för låg-viskositet, lösliga material som organisk halvledare. Med hög viskositet material, såsom ekologisk dielektrika och spridda partiklar, som oorganisk metall bläck, uppstå svårigheter på grund av nozzle igensättning. Eftersom bläcket är insatta via droppar, minskas tjocklek och dispersion homogenitet. Använda många munstycken samtidigt och pre strukturering substratet kan förbättringar i produktivitet och upplösning, respektive. I det senare fallet måste dock icke utskrivbara metoder användas för faktiska mallning steg.[15]Bläckstråleskrivare är att föredra för organisk halvledare iorganiska field - effecttransistorer(OFETs) ochOrganiska lysdioder(OLED), men också OFETs som helt bereds enligt denna metod har påvisats.[16]Frontplanes[17]ochbakplan[18]OLED-skärmar, integrerade kretsar,[19]organiska solceller (OPVCs)[20]och andra enheter kan förberedas med bläckstråleskrivare.

Screentryck är anslår för tillverka el och elektronik på grund av dess förmåga att producera mönstrade, tjocka lager från pasta-liknande material. Denna metod kan producera ledande linjer från oorganiska material (t.ex. för kretskort och antenner), men även isolerande och passivering lager, whereby Lagertjockleken är viktigare än hög upplösning. Resolutionen 50 m²/h genomströmning och 100µm liknar bläckstråleskrivare.[4]Denna mångsidiga och jämförelsevis enkla metod används främst för konduktiv och dielektriska skikt,[21][22]men också organiska halvledare, e.g. för OPVCs,[23]och även kompletta OFETs[17]kan skrivas ut.

Aerosol Jet utskrift (även känd som Maskless tem material nedfall eller M3D)[24]är en annan väsentlig nedfall teknik för tryckt elektronik. Aerosol Jet processen börjar med atomisering av en tryckfärg, som kan värmas upp till 80° C, producerar droppar på order av en till två mikrometer i diameter. Finfördelade droppar är fångas upp i en gasström och levereras till skrivhuvudet. Här introduceras en ringformig flöde av ren gas runt aerosol dataströmmen för att fokusera droppar i en tätt kollimerad stråle av material. Den kombinera gasströmmar avsluta skrivarhuvudet genom en konvergerande munstycke som komprimerar aerosol strömmen till en diameter som är så liten som 10µm. Jet av droppar avslutar skrivhuvudet med hög hastighet (~ 50 meter/sekund) och inkräktar på substratet. Electrical interconnects, passiva och aktiva komponenter[25]bildas genom att flytta skrivhuvudet, utrustade med ett mekaniskt stopp/start-slutare, i förhållande till underlaget. De resulterande mönsterna kan ha funktioner alltifrån 10µm bred, med skikttjocklekar från tiotals nanometer till andgt; 10µm.[26]Ett brett munstycke skrivhuvud möjliggör effektiv mönstring millimeter storlek elektroniska funktioner och ytbeläggning program. Alla utskriften görs utan användning av vakuum eller tryck kammare och vid rumstemperatur. Hög exit hastigheten av jet gör det möjligt för en relativt stor separation mellan skrivhuvudet och substrat, oftast 2 – 5mm. Droppar koncentrera tätt över detta avstånd, vilket leder till möjligheten att skriva ut conformal mönster över tre dimensionell substrat. Trots den höga hastigheten är tryckprocessen mild; substratet skada uppstår inte och det finns i allmänhet ingen splatter eller översprutning från droppar.[27]När mönstret är klar, kräver tryckta bläcket vanligtvis efterbehandling att uppnå slutliga elektriska och mekaniska egenskaper. Efter behandling drivs mer av den specifika kombinationen av ink och substrat än av utskriftsprocessen. Ett brett utbud av material har deponerats framgångsrikt med Aerosol Jet processen, inklusive utspädda tjockfilm pastor, härdplaster polymerer, såsom UV-härdande epoxi och lösningsmedel-baserade polymerer som polyuretan och polyimid och biologiska material.[28]

Avdunstning utskrift använder en kombination av hög precision screentryck med materiella förångning till utskriftsfunktioner till 5µm. Denna metod använder tekniker såsom termisk, e-beam, fräsande och andra traditionella produktionstekniker för att deponera material genom en hög precision skugga masken (eller stencil) som är registrerad till underlaget bättre än 1 mikrometer. Genom att skikta olika mask mönster och/eller justera material, kan pålitlig, kostnadseffektiv kretsar byggas additivt, utan användning av photolithographyen.

Andra metoder med likheter till utskrift, bland demmicrocontact utskriftochNano-imprint litografiär av intresse.[29]Här förbereds µm - och nm-stora lager, respektive av metoder liknar stämpling med mjuka och hårda former, respektive. Ofta är de faktiska strukturerna beredda Enes, t ex genom nedfall av etch masker eller lyft processer. Till exempel kan elektroder för OFETs förberedas.[30][31]Sporadiskttampongtryckanvänds på ett liknande sätt.[32]Ibland anses så kallade överföringsmetoder, där fasta lager överförs från en operatör till substratet, tryckt elektronik.[33]Xerografianvänds för närvarande inte i tryckt elektronik.

Material[Redigera]

Både organiska och oorganiska material används för tryckt elektronik. Ink material måste vara tillgängliga i flytande form, för lösning, spridning eller suspension.[34]De måste fungera som ledare, halvledare, dielektrika eller isolatorer. Materialkostnader måste vara lämpliga för tillämpningen.

Elektroniska funktioner och tryckbarhet kan störa varandra, uppdragsgivning noggrann optimering.[5]Till exempel en högre molekylvikt i polymerer förbättrar ledningsförmåga, men minskar lösligheten. För utskrift, måste viskositet, ytspänning och fast innehåll styras noggrant. Cross-lagret interaktioner såsom fuktning, vidhäftning, samt löslighet och efter nedfall snabbtorkande förfaranden påverka resultatet. Tillsatser som ofta används i konventionella tryckfärger inte tillgängliga, eftersom de ofta besegra elektroniska funktioner.

Materialets egenskaper bestämmer till stor del skillnaderna mellan tryckt och konventionell elektronik. Tryckbara material ger avgörande fördelar bredvid tryckbarhet, såsom mekanisk flexibilitet och funktionell anpassning av kemisk modifiering (t.ex. ljus färg i OLED).[35]

Tryckta ledare erbjuda lägre ledningsförmåga och ladda transportören rörlighet.[36]

Med några få undantag är oorganiska ink material dispersioner av metalliska eller halvledande mikro - och nano-partiklar. Halvledande nanopartiklar som används inkluderar kisel[37]och oxid halvledare.[38]Kisel är också tryckt som en ekologisk föregångare[39]som därefter omvandlas pyrolys utnyttjande och glödgning i kristallint kisel.

PMOSmen inteCMOSär möjligt i tryckt elektronik.[40]

Organiska material[Redigera]

Organiska tryckt elektronik integrerar kunskap och utvecklingen från utskrift, elektronik, kemi och materialvetenskap, särskilt från ekologiska och polymerkemi. Organiska material delvis skiljer sig från konventionella elektronik i form av struktur, drift och funktionalitet,[41]som påverkar enhet och krets design och optimering samt tillverkning metod.[42]

Upptäckten avkonjugerade polymerer[36]och deras utveckling i lösliga material första ekologiska ink material. Material från den här klassen av polymerer besitter omväxlandebedriva,halvledande,elektroluminiscent,solcelleroch andra egenskaper. Andra polymerer används mestadels somisolatorer och dielektrika.

I de flesta organiska material gynnas hål transport över elektrontransport.[43]Nyligen genomförda studier visar att det är en specifik funktion av organisk halvledare/dielektrisk-gränssnitt, som spelar en viktig roll i OFETs.[44]P-typ enheter bör därför dominera över n-typ enheter. Hållbarhet (motståndskraft mot dispersion) och livstid är mindre än konventionella material.[40]

Organisk halvledare inkluderar de ledandepolymererPoly (3,4-eten dioxitiophene), dopade med poly (styrensulfonat), (PEDOT:PSS) och poly (anilin) (PANI). Båda polymerer är kommersiellt tillgängliga i olika formuleringar och har tryckts med bläckstråleskrivare,[45]skärmen[21]och offsettryck[9]eller skärm,[21]flexo[10]och djuptryck[13]utskrift, respektive.

Polymera halvledare bearbetas med bläckstråleutskrifter, såsomPoly (thiopene) ssom poly(3-hexylthiophene) (P3HT)[46]och poly (9,9-dioctylfluorene co-bithiophen) (F8T2).[47]Det senare materialet har också varit djuptryck skrivas ut.[11]Olika electroluminescent polymerer används med bläckstråleutskrifter,[15]såväl aktiva material försolceller(t.ex. blandningar av P3HT medfullerenderivat),[48]som delvis också kan deponeras använder vi screentryck (t.ex. blandningar avPoly (att vinylene)med fulleren derivat).[23]

Utskrivbara organiska och oorganiska isolatorer och dielektrika finns, som kan behandlas med olika utskriftsmetoder.[49]

Oorganiska material[Redigera]

Oorganiska elektronik ger mycket beställda lager och gränssnitt som ekologiska och polymermaterial inte kan tillhandahålla.

SilverNanopartiklar används med flexo,[8]offset[50]och inkjet.[51]Guldpartiklar används med bläckstråleskrivare.[52]

A.C.elektroluminiscent(EL) flerfärgade displayer kan täcka många tiotals kvadratmeter eller införlivas i urtavlor och instrumentet visar. De omfatta sex till åtta tryckta oorganiska lager, inklusive en koppar dopade fosfor, på en plastfilm substrat.[53]

CIGS cellerkan skrivas ut direkt påmolybdenbelagdaglasskivor.

En trycktgalliumarsenid germanium solcellpåvisade 40,7% verkningsgrad, åtta gånger som bästa organiska celler, närmar sig den bästa prestandan av kristallint kisel.[53]

Substrat[Redigera]

Tryckt elektronik tillåter användning av flexibla substrat, som sänker produktionskostnaderna och tillåter tillverkning av mekaniskt flexibla kretsar. Bläckstråle- och screentryck vanligtvis avtryck styv substrat som glas och kisel, använda mass-utskrift metoder nästan uteslutande flexibel folie och papper.Poly (tereftalateten)-folie (PET) är ett vanligt val, på grund av dess låga kostnader och måttligt hög temperaturstabilitet.Poly (etylen polyetennaftalat)-(PEN) ochPoly(imide)-folie (PI) är högre prestanda, högre kostnad alternativ.Papperoch #39; s låga kostnader och många tillämpningar gör det en attraktiv substrat, men dess höga strävhet och stor uppsugningsförmåga gör det problematiskt för elektronik.[50]

Andra viktiga substrat kriterier är låg strävhet och lämplig Vätbarheten, vilket kan vara trimmad förbehandling av användning avbeläggningellerCoronaurladdning. I motsats till konventionella utskrift är hög uppsugningsförmåga vanligtvis ofördelaktigt.

Applikationer[Redigera]

Tryckt elektronik är i användning eller övervägs för:

Norska företagetThinFilmframgångsrikt visat rulle till rulle tryckt organiska minne i 2009.[54][55][56][57]

Standarder utveckling och verksamhet[Redigera]

Tekniska standarderoch roadmapping initiativ är avsedda att underlättavärdekedjanutveckling (för delning av produktspecifikationer,karakteriseringstandarder, etc.) Denna strategi för standarder utvecklingen speglar den strategi som används av kiselbaserade elektroniken under de senaste 50 åren. Initiativ innefatta:

har publicerat tre standarder för tryckt elektronik. Alla tre har publicerats i samarbete med Japan Electronic emballage och kretsar Association (JPCA):

  • IPC/JPCA-4921, krav för tryckt elektronik basmaterial

  • IPC/JPCA-4591, krav för tryckt elektronik funktionella ledande material

  • IPC/JPCA-2291, Design riktlinje för tryckt elektronik

Dessa standarder och andra i utveckling, ingår i IPC: s tryckt elektronik initiativ.


Hem | Om oss | Produkter | Nyheter | Utställning | Kontakta oss | Feedback | Mobiltelefon | XML | Main sida

TEL: +86-757-8128-5193  E-mail: chinananomaterials@aliyun.com

Guangdong Nanhai ETEB Technology Co., Ltd