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銀ナノ粒子を用いたインクを使用して、剛直でフレキシブルな新しいハイブリッド回路を実現

今日のエレクトロニクスでは、回路を構築するための主な2つのアプロチがあります.3つの印刷と組み合わせることができる紙とポリマの基材に基づいた堅牢なもの(シリコン回路)と新しい魅力的で柔軟なものです。 今日まで、チップは、洗練された特殊機能に必要とされる信頼性の高い電気的性能に到達するために使用されています。 しかし、コンピュタや携帯電話などの複雑なシステムでは、チップ同士を接合する必要があります。 バルセロナ大学のスペイン研究者チムは、銀ナノ粒子を組み込んだインクを備えたインクジェットプリンタを使用するSMDまたは表面実装デバイスと呼ばれるこのようなチップの新しい接合技術を実証しました。



AIP出版のJournal of Applied Physicsに今週記載されているこの技術は、迅速で信頼性の高い単純な製造プロセスの産業上の必要性に対応し、標準的な製造プロセスの環境への影響を減らすことに目を向けて開発されました。 インクジェットインク用の銀のナノ粒子は、その工業上入手可能であるために選択された。 銀は容易に焼結できる安定したインクにナノ粒子として容易に再現される。 銀は安くはありませんが、am 使用されていない頃は、コストが低く抑えられていました。

研究チムの挑戦は、研究チムのメンバであるJavier Arrese氏によると、回路にインクジェット印刷技術を使用し、チップをボンディングすることで標準的な製造の性能を改善または確認することで、「同じ機器ですべてを行う」ことでした。

「インクジェット印刷でいくつかの電子回路を開発しましたが、多くの場合、目的に達するためにSMDチップを挿入する必要がありました」とArrese氏は述べています。 「私たちのアプロチは、プリント回路に使用されていたボンディングに同じマシンを使用することでした。

最大の課題は、すべてのSMDサイズファミリの高い電気接点値を得ることでした。 これを行うために、チムは、組み立て/はんだ付けのソリュションとしてインクジェットで印刷された銀インクを使用することを提案しました。 銀インク滴は、毛管現象により界面を通って流れるインクと共に、SMDデバイスパッドと印刷された底部導電路との間の重なり合った領域の近くに堆積された。 この現象はスポンジとよく似ています:スポンジの構造の小さな空隙が 液体を吸収し、液体が表面からスポンジに吸い上げられるのを可能にします。 この場合、薄い界面はスポンジ内の小さな空隙として作用する。

ナノスケルで存在する表面エネルギを利用することにより、銀ナノ粒子(AgNP)インクは、非常に低い温度での熱処理後に高い導電性を保証し、したがって高い導電性相互接続を達成することができる。 この提案された方法を使用して、インテリジェントなフレキシブルハイブリッド回路が紙上で実証され、異なるSMDがAgNPインクによって組み立てられ、方法の信頼性および実現可能性を実証した。

Arrese氏は、「我々の研究には多くの驚きがありました。その一つは、現在の標準技術と比較して、新しい方法を使用して、SMDチップを従来のインクジェットプリント回路にどれほどうまく接着させるかでした。

この作業のアプリケションと意味は広範囲に及ぶ可能性があります。

「我々は、既存のRF(無線周波数タグ)を改善し、スマトなパッケジングを促進し、着用可能なエレクトロニクス、フレキシブルなエレクトロニクス、ペパエレクトロニクスを向上させると確信しており、結果はすべてが可能であると信じています。


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