+86-757-8128-5193

Tentoonstelling

Gedrukte elektronica

Gedrukte elektronicais een verzameling vanafdrukkenmethoden voor het maken van elektrische apparaten op verschillende ondergronden. Gemeenschappelijke afdrukken uitrusting geschikt voor het definiëren van patronen op materiaal, zoals afdrukken meestal gebruiktZeefdruk,flexografie,diepdruk,offsetdruk, enInkjet. Dit zijn door elektronische industriestandaards, low-cost processen. Elektrisch functionele elektronische of optische inkten worden afgezet op de drager vervagen, zoals actieve of passieve apparaten, makendunne-film transistoren; condensatoren; spoelen;weerstanden. Gedrukte elektronica wordt verwacht om wijdverspreide, zeer goedkope, laag-prestaties elektronica voor toepassingen zoalsflexibele displays,slimme labels, decoratief en geanimeerde posters, en actieve kleding die vereisen geen hoge prestaties.[1]

De termgedrukte elektronicais vaak gerelateerd aanorganische elektronicaofplastic elektronica, in welke één of meer inkten zijn samengesteld uit koolstof gebaseerde verbindingen. Deze andere termen verwijzen naar de inkt-materiaal, dat door oplossingsgerichte, vacuüm gebaseerde of andere processen kan worden nedergelegd. Gedrukte elektronica, daarentegen geeft aan het proces, en, onder voorbehoud van de specifieke vereisten van het afdrukproces geselecteerd, kan gebruik maken van enig materiaal dat oplossingsgerichte. Dit omvatorganische halfgeleiders,anorganischehalfgeleiders, metalen geleiders van elektriciteit,nanodeeltjes,Nanobuizen, enz.

Voor de voorbereiding van gedrukte elektronica zijn bijna alle industriële afdrukmethoden werkzaam. Vergelijkbaar met conventionele drukkerijen, gedrukte elektronica geldt inkt lagen één bovenop een andere.[2]Dus een coherente ontwikkeling van methoden voor afdrukken en inkt materialen zijn de fieldand #39; s essentiële taken.

Het belangrijkste voordeel van afdrukken is goedkope volume productie. De lagere kosten maakt gebruik in meer toepassingen.[3]Een voorbeeld isRFID-systemen, waarmee de contactloze identificatie in handel en transport. In sommige domeinen, zoalsluminescentiediodenafdrukken heeft geen gevolgen voor prestaties.[2]Afdrukken op flexibele ondergronden kunt elektronica worden geplaatst op gebogen oppervlakken, bijvoorbeeld zonnecellen zetten voertuig daken. Typischer, conventionele halfgeleiders rechtvaardigen hun veel hogere kosten doordat veel hogere prestaties.

Resolutie, registratie, dikte, gaten, materialen[bewerken]

De maximale vereiste resolutie van structuren in conventionele afdrukken wordt bepaald door het menselijk oog. Functie maten kleiner is dan ongeveer 20µm niet worden onderscheiden door het menselijke oog en dus hoger zijn dan de mogelijkheden van conventionele afdrukken processen.[4]Hogere resolutie en kleinere structuren zijn daarentegen noodzakelijk in veel elektronica afdrukken, omdat ze rechtstreeks van invloed zijn op circuit dichtheid en functionaliteit (met name transistors). Een vergelijkbare eis geldt voor de precisie waarmee lagen worden afgedrukt op de top van elkaar (laag naar laag registratie).

Controle van de dikte, gaten en materiële compatibiliteit (bevochtiging, hechting, Solvatatie) zijn essentieel, maar uit in conventionele afdrukken alleen als het oog kan ze detecteren. De visuele indruk is daarentegen niet van toepassing op afgedrukte elektronica.[5]

Afdrukken-technologieën[bewerken]

De aantrekkingskracht van druktechnologie voor de fabrikatie van elektronica voornamelijk het gevolg van de mogelijkheid van de voorbereiding van stapels van micro-gestructureerd lagen (en daardoor dunne-film apparaten) in een veel eenvoudiger en kosteneffectieve manier in vergelijking met conventionele elektronica.[6]Ook speelt de mogelijkheid om nieuwe of verbeterde functies (bijvoorbeeld mechanische flexibiliteit) een rol. De keuze van de afdrukmethode gebruikt wordt bepaald door de eisen inzake gedrukte lagen, door de eigenschappen van gedrukte materialen, alsmede economische en technische overwegingen van de afgedrukte eindproducten.

Afdrukken technologieën verdelen tussen blad gebaseerde enroll-to-roll-gebaseerde benaderingen. Blad gebaseerdeInkjeten zeefdruk zijn best voor laag-volume, hoge precisie werk.Diepdruk,offsetenflexografievaker voor hoog-volume productie, zoals zonne-cellen, zijn bereiken van 10.000 vierkante meter per uur (m²/h).[4][6]Terwijl offset en flexografie worden voornamelijk gebruikt voor anorganische[7][8]en biologische[9][10]dirigenten (de laatste ook voor diëlektrica),[11]diepdrukafdrukken is vooral geschikt voor kwaliteit-gevoelig lagen zoals organische halfgeleiders en halfgeleider/diëlektrische-interfaces in transistors, als gevolg van de laag van hoge kwaliteit.[11]Als hoge resolutie nodig is, diepdruk is ook geschikt voor anorganische[12]en biologische[13]dirigenten. Organischeveld - effect transistorsengeïntegreerde schakelingenkan volledig worden voorbereid door middel van massa-afdrukken methoden.[11]

Inkjetprinters zijn flexibel en veelzijdig, en kan worden ingesteld met een relatief lage inspanning.[14]Inkjetprinters bieden echter een lagere doorvoersnelheid van ongeveer 100m2/h en lagere resolutie (ca. 50µm).[4]Het is geschikt voor laag-viscositeit, oplosbare stoffen zoals organische halfgeleiders. Met hoge viscositeit, zoals biologische diëlektrica en verspreide deeltjes, zoals anorganische metalen inkten, optreden problemen als gevolg van mondstuk verstoppingen. Omdat de inkt wordt gestort via druppeltjes, wordt dikte en dispersie homogeniteit verminderd. Gelijktijdig gebruik van vele sproeiers en vooraf het structureren van het substraat kunt verbeteringen respectievelijk in productiviteit en resolutie. Echter in het laatste geval moeten niet-afdrukbare methoden worden gebruikt voor de feitelijke patronen stap.[15]Inkjetdruk verdient voor organische halfgeleiders inbiologische veld - effect transistors(OFETs) enorganische lichtgevende dioden(OLED), maar ook OFETs volledig bereid volgens deze methode zijn aangetoond.[16]Frontplanes[17]enbackplanes[18]van OLED-schermen, geïntegreerde schakelingen,[19]organische fotovoltaïsche cellen (OPVCs)[20]en andere apparaten kunnen worden bereid met inkjetprinters.

Zeefdruk is geschikt voor het fabriceren van Elektra en elektronica vanwege zijn vermogen om te produceren met patronen, dikke lagen van plakken-achtige materialen. Deze methode kan produceren geleidende lijnen van anorganische materialen (bv. voor printplaten en antennes), maar ook isolerend en passiveren van lagen, waarbij de laagdikte belangrijker dan de hoge resolutie is. 50 m²/h doorvoer en 100µm zijnresolutie zijn vergelijkbaar met inkjetprinters.[4]Deze veelzijdige en relatief eenvoudige methode wordt gebruikt hoofdzakelijk voor geleidend en diëlektrische lagen,[21][22]maar ook organische halfgeleiders, bijvoorbeeld voor OPVCs,[23]en zelfs complete OFETs[17]kunnen worden afgedrukt.

Aërosol Jet afdrukken (ook bekend als Maskless MESOSCHAAL materialen afzetting of M3D)[24]is een andere materiële afzetting technologie voor gedrukte elektronica. Het aërosol Jet proces begint met verneveling van een inkt, die kan worden verwarmd tot 80° C, druppels op voorschrift van een tot twee micrometer in diameter produceren. De verstoven druppels zijn entrained in een gasstroom en afgeleverd bij de printerkop. Hier komt een ringvormige stroom van schone gas rond de aërosol stroom te richten de druppels in een strak collimated bundel van materiaal. De gecombineerde gas-streams sluiten de printkop via een convergerende mondstuk die de aërosol stream met een diameter van 10µm zo klein comprimeert. De jet van druppels sluit u de printerkop op hoge snelheid (~ 50 meter per seconde) en inbreuk maakt op het substraat. Electrical interconnects, passieve en actieve componenten[25]worden gevormd door het bewegen van de printerkop, uitgerust met een mechanische stop/start-sluiter, ten opzichte van het substraat. De resulterende patronen kunnen hebben functies variërend van 10µm breed, met laagdiktes van tientallen nanometer aan andgt; 10µm.[26]Een printkop breed mondstuk kunt efficiënt patronen van millimeter grootte elektronische eigenschappen en toepassingen van de oppervlaktelaag. Alle wordt afgedrukt zonder het gebruik van vacuüm of druk kamers en bij kamertemperatuur. De snelheid van de hoge afslag van de jet in staat stelt een relatief grote scheiding tussen de printerkop en het substraat, meestal 2-5mm. De druppels blijven strak gericht over deze afstand, resulterend in de mogelijkheid om afdrukken van hoekgetrouwe patronen over drie dimensionale ondergronden. Ondanks de hoge snelheid is het afdrukproces zacht; substraat schade treedt niet en er is over het algemeen geen splatter of overspray van de druppels.[27]Zodra patronen voltooid is, wordt in de gedrukte inkt meestal na de behandeling te bereiken uiteindelijke elektrische en mechanische eigenschappen vereist. Na de behandeling wordt meer door de specifieke combinatie van de inkt en substraat dan gedreven door het afdrukproces. Een breed scala van materialen heeft met succes met het aërosol Jet proces, met inbegrip van verdunde dikke film pasta's, thermohardende polymeren zoals UV-uithardende epoxy's, en op basis van oplosmiddel polymeren zoals polyurethaan en polyimide en biologische materialen zijn gedeponeerd.[28]

Verdamping afdrukken gebruikt een combinatie van hoge precisie zeefdruk met materiële verdampen om af te drukken van functies tot en met 5µm. Deze methode maakt gebruik van technieken zoals thermische, e-bundel, sputter en andere traditionele productietechnologieën te storten materialen via een hoge precisie schaduwmasker (of stencil) die is geregistreerd op de ondergrond beter dan 1 micrometer. Gelaagdheid van verschillende masker ontwerpen en/of aanpassen van materialen, kunnen betrouwbare, rendabele circuits worden gebouwd addiditief, zonder het gebruik van fotolithografie.

Andere methoden met overeenkomsten met afdrukken, onder henmicrocontact afdrukkenenNano-Impressum lithografievan belang zijn.[29]Hier, worden µm - en nm-gerangschikte lagen, respectievelijk voorbereid door methoden vergelijkbaar stempelen met zachte en harde vormen, respectievelijk. Vaak zijn de werkelijke structuren bereid subtractively, bijvoorbeeld door afzetting van etsen maskers of door astronauten processen. Bijvoorbeeld, kunnen elektroden voor OFETs worden bereid.[30][31]Sporadischtampondrukop een vergelijkbare manier wordt gebruikt.[32]Af en toe zogenaamde overdracht methoden, waar solid lagen worden overgebracht van een vervoerder naar het substraat, worden beschouwd als gedrukte elektronica.[33]Elektrofotografiewordt momenteel niet gebruikt in de Elektronika van de gedrukte.

Materialen[bewerken]

Zowel organische als anorganische materialen worden gebruikt voor gedrukte elektronica. Inkt materiaal moet beschikbaar in vloeibare vorm, voor de oplossing, dispersie of schorsing.[34]Ze moeten fungeren als dirigenten, halfgeleiders, diëlektrica of isolatoren. Materiaalkosten moeten geschikt zijn voor de toepassing.

Elektronische functionaliteit en bedrukbaarheid kunnen interfereren met elkaar, van zorgvuldige optimalisatie.[5]Bijvoorbeeld, een hoger molecuulgewicht in polymeren geleidbaarheid verbetert, maar vermindert de oplosbaarheid. Om af te drukken, moeten viscositeit, oppervlaktespanning en gehalte aan vaste stof streng worden gecontroleerd. Cross-laag interacties zoals bevochtiging, hechting, en oplosbaarheid, alsmede na afzetting drogen procedure beïnvloeden de uitkomst. Vaak gebruikt in conventionele drukinkten additieven zijn niet beschikbaar, omdat ze vaak verslaan elektronische functionaliteit.

Materiaaleigenschappen bepalen grotendeels de verschillen tussen gedrukte en conventionele elektronica. Afdrukbare materialen bieden beslissende voordelen naast bedrukbaarheid, zoals mechanische flexibiliteit en functionele aanpassing door chemische modificatie (bijvoorbeeld lichte kleur in OLED).[35]

Gedrukte dirigenten bieden lagere geleidbaarheid en vervoerder mobiliteit in rekening te brengen.[36]

Met een paar uitzonderingen na zijn anorganische inkt materialen dispersies van metalen of halfgeleidende micro - en nano-deeltjes. Halfgeleidende nanodeeltjes gebruikt bevatten silicium[37]en oxide halfgeleiders.[38]Silicium wordt ook afgedrukt als een voorloper van de biologische[39]die wordt vervolgens omgezet door pyrolisis en gloeien in kristallijn silicium.

PMOSmaar nietCMOSis het mogelijk in de Elektronika van de gedrukte.[40]

Organische materialen[bewerken]

Organische gedrukte elektronica integreert kennis en ontwikkelingen van afdrukken, elektronica, chemie en materiaalkunde, vooral uit organische en polymeerchemie. Organisch materiaal verschillen ten dele van conventionele elektronica in termen van structuur, werking en functionaliteit,[41]die invloeden apparaat en circuit ontwerp en optimalisatie en fabricage methode.[42]

De ontdekking vangeconjugeerd polymeren[36]en hun ontwikkeling in oplosbare stoffen voorwaarde dat de eerste biologische inkt materialen. Materialen uit deze klasse van polymeren bezitten afwisselenduitvoeren van,halfgeleidende,Electroluminescente,fotovoltaïscheen andere eigenschappen. Andere polymeren worden gebruikt meestal alsisolatoren en diëlektrica.

In de meeste organische materialen, is gat vervoer favoriet over elektronentransport.[43]Recente studies tonen aan dat dit is een specifiek kenmerk van organische halfgeleider/diëlektrische-interfaces, die een belangrijke rol in OFETs spelen.[44]P-type apparaten moeten daarom domineren over n-type apparaten. Duurzaamheid (weerstand tegen dispersie) en de levensduur is minder dan conventionele materialen.[40]

Organische halfgeleiders omvatten de geleidendepolymerenpoly (3,4-ethyleen dioxitiophene), doped met poly (styreensulfonaat), (PEDOT:PSS) en poly (aniline) (PANI). Beide polymeren zijn commercieel verkrijgbaar in verschillende formuleringen en zijn afgedrukt met behulp van inkjet,[45]scherm[21]en offsetdruk[9]of scherm,[21]flexo[10]en gravure[13]afdrukken, respectievelijk.

Polymeer halfgeleiders worden verwerkt met behulp van inkjet printing, zoalspoly (thiopene) sAls poly(3-hexylthiophene) (P3HT)[46]en poly (9,9-dioctylfluorene co-bithiophen) (F8T2).[47]Het laatste materiaal is ook diepdruk afgedrukt.[11]Verschillende Electroluminescente polymeren worden gebruikt met inkjet printing,[15]Naast actieve materialen voorfotovoltaïsche zonne-energie(bijvoorbeeld mengsels van P3HT metfullerenenderivaten),[48]die kan ook gedeeltelijk worden gedeponeerd met behulp van zeefdruk (bijvoorbeeld mengsels vanpoly (phenylene vinylene)met fullerenen derivaten).[23]

Afdrukbare organische en anorganische isolatoren en diëlektrica bestaan, die kunnen worden verwerkt met verschillende afdrukmethoden.[49]

Anorganische materialen[bewerken]

Anorganische elektronica biedt zeer geordende lagen en interfaces dat organische en polymeermaterialen niet over.

Zilvernanodeeltjes worden gebruikt met flexo,[8]offset[50]en inkjet.[51]Gouddeeltjes worden gebruikt met inkjet.[52]

A.C.Electroluminescente(EL) Multi-Color beeldschermen kunnen betrekking hebben op vele tientallen vierkante meter, of worden opgenomen in de horloge gezichten en instrument wordt weergegeven. Het gaat daarbij om zes tot acht gedrukte anorganische lagen, met inbegrip van een koperen gedoopt fosfor, op een plastic folie substraat.[53]

CIGS cellenkan direct op worden afgedruktmolybdeengecoatglazen bladen.

Een gedruktegallium arsenide germanium zonnecelaangetoonde 40,7% conversie efficiëntie, acht keer die van de beste biologische cellen, nadert de beste prestaties van kristallijn silicium.[53]

Substraten[bewerken]

Gedrukte elektronica maakt het gebruik van flexibele substraten, die verlaagt de productiekosten en maakt van de fabricage van mechanisch flexibel circuits. Terwijl inkjet- en zeefdruk meestal Impressum stijve substraten zoals glas en silicium, massa-afdrukken methoden gebruiken bijna uitsluitend flexibele folie en papier.Poly-(ethyleentereftalaat)-folie (PET-folie) is een gemeenschappelijke keus, als gevolg van de lage kosten en matig hoge temperatuur stabiliteit.Poly (ethyleen poly(ethyleennaftalaat))-(PEN) enpoly(imide)-folie (PI) zijn hogere prestaties, hogere kosten van alternatieven.Papieren #39; s lage kosten en spruitstuk toepassingen maken het een aantrekkelijke substraat, echter de hoge ruwheid en grote absorptie maken het problematisch voor elektronica.[50]

Andere belangrijke substraat criteria zijn lage ruwheid en geschikt bevochtigbaarheid, die kunnen worden afgestemd voorbehandeling door gebruik vancoatingofCorona kwijting. In tegenstelling tot conventionele afdrukken is hoge absorptie doorgaans nadelig.

Toepassingen[bewerken]

Gedrukte elektronica zijn in gebruik of voor in aanmerking komen:

Noorse bedrijfThinFilmmet succes bewezen roll-to-roll afgedrukt organische geheugen in 2009.[54][55][56][57]

Ontwikkeling van normen en activiteiten[bewerken]

Technische normenen roadmapping initiatieven zijn bedoeld omwaardeketenontwikkeling (voor het delen van productspecificaties,karakteriseringnormen, enz.) Deze strategie voor de ontwikkeling van normen komt overeen met de benadering die in de afgelopen 50 jaar door silicium gebaseerde elektronica gebruikt. Initiatieven omvatten:

drie normen voor gedrukte elektronica heeft gepubliceerd. Alle drie zijn gepubliceerd in samenwerking met de Japan Electronic verpakking en Circuits Association (JPCA):

  • IPC/JPCA-4921, vereisten voor gedrukte elektronica basismaterialen

  • IPC/JPCA-4591, vereisten voor gedrukte elektronica functionele geleidende materialen

  • IPC/JPCA-2291, Design richtsnoer voor gedrukte elektronica

Deze normen, en anderen in ontwikkeling, maken deel uit van de IPC afgedrukt elektronica initiatief.


Huis | Informatie | Producten | Nieuws | Tentoonstelling | Neem contact op met ons | Onderzoek | Mobiele telefoon | XML | Main Page

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

Guangdong Nanhai ETEB Technology Co., Ltd