Utilizzando inchiostro con argento nanoparticelle offre capacità di Nuova rigidi e flessibili circuiti ibridi

- Mar 20, 2017 -

Oggi in elettronica ci sono due approcci principali ai circuiti di costruzione: quella rigida (circuiti di silicio) e il nuovo, più attraente, un flessibile, basato su carta e substrati polimerici che possono essere combinati con la stampa 3-D. Ad oggi, i chip vengono utilizzati per raggiungere le prestazioni elettriche affidabili e di elevata necessaria per sofisticate funzioni specializzate. Tuttavia, per i sistemi di maggiore complessità, come computer o telefoni cellulari, i chip devono essere legati insieme. Un team di ricercatori spagnoli dell'Università di Barcellona hanno dimostrato una nuova tecnica di incollaggio per tali chip, chiamato SMD o dispositivi a montaggio superficiale, che utilizza una stampante a getto d'inchiostro con inchiostro che incorpora nanoparticelle d'argento.



La tecnica, descritta questa settimana nel Journal of Applied Physics, da AIP Publishing, è stato sviluppato in risposta alla necessità industriale per un processo di produzione veloce, affidabile e semplice, e con un occhio di ridurre l'impatto ambientale dei processi di fabbricazione standard. Le nanoparticelle d'argento per l'inchiostro a getto d'inchiostro sono stati selezionati per la loro disponibilità industriale. L'argento è facilmente riprodotto come nanoparticelle in un inchiostro stabile che può essere facilmente sinterizzato. Anche se l'argento non è a buon mercato, il mattino ount utilizzato era così scarsa che i costi sono stati mantenuti bassi.

La sfida per il team di ricerca è stato quello di "fare tutto con la stessa attrezzatura", secondo Javier Arrese, un membro del gruppo di ricerca, migliorare o confermare le prestazioni della produzione standard utilizzando la tecnologia di stampa a getto d'inchiostro per la circuiteria e incollaggio i chip.

"Abbiamo sviluppato diversi circuiti elettronici con la stampa a getto d'inchiostro, e molte volte abbiamo dovuto inserire un circuito integrato di SMD per raggiungere gli obiettivi", ha detto Arrese. "Il nostro approccio è stato quello di utilizzare la stessa macchina per incollaggio che è stato utilizzato per il circuito stampato."

La sfida più grande è stato l'ottenimento di valori di contatto elettrico elevati per tutte le famiglie di dimensioni SMD. Per fare questo, il gruppo ha proposto con inchiostro d'argento, stampato da getto d'inchiostro come soluzione di montaggio / saldatura. Le goccioline di inchiostro argento sono stati depositati in prossimità della zona di sovrapposizione tra le pastiglie dei dispositivi SMD e piste conduttive inferiori stampate, con l'inchiostro che scorre attraverso l'interfaccia per capillarità. Questo fenomeno funziona come una spugna: I piccoli vuoti della spon struttura di GE assorbire il liquido, che consente un fluido per essere redatto da una superficie in spugna. In questo caso, l'interfaccia sottile agisce come i piccoli vuoti nella spugna.

Sfruttando energie superficiali esistenti su nanoscala, nanoparticelle di argento (AgNP) inchiostro assicura un'elevata conduttività elettrica dopo trattamento termico a temperature molto basse, e quindi una interconnessione conduttore elettrico elevato può essere raggiunto. Usando questo metodo proposto, un circuito ibrido flessibile intelligente è stata dimostrata su carta, dove diverse SMDs sono stati assemblati da inchiostro AgNP, dimostrando l'affidabilità e la fattibilità del metodo.

"Ci sono state molte sorprese nella nostra ricerca. Uno di loro era quanto bene incollati i chip SMD dovevano precedenti circuiti stampati a getto d'inchiostro utilizzando il nostro nuovo metodo rispetto alla tecnologia standard attuali", ha detto Arrese.

Le applicazioni e le implicazioni di questo lavoro potrebbe essere di vasta portata.

"Crediamo che il nostro lavoro migliorerà la RF esistente [radiofrequenza] Tag, spinta e promuovere l'imballaggio intelligente, migliorare elettronica indossabile, elettronica flessibile, elettronica di carta ... i nostri risultati ci fanno credere che tutto è possibile", ha detto Arrese.


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