Какву улогу загрејане плоче играју у очвршћавању проводних мастила на флексибилним стакленим подлогама?

Нова генерација флексибилних екрана који се могу котрљати и сензора за танке{0}}филмове направљене су на новој подлози: стаклу тањем од људске косе, довољно флексибилном да се савија, а опет апсолутно чистом. Електронско коло на овом стаклу од врбе штампано је јединственим проводљивим мастилом направљеним од наночестица сребра или бакра. Мастило треба да се синтерује-пече на одређеној, умереној температури-да би се металне честице спојиле у чврст, проводљив траг без топљења, савијања или пуцања деликатног, ултра-танког стакла. Ова осетљива термичка полимеризација се врши на загрејаној плочи. То је мека, врућа фаза за електронику будућности.

Процес Синтеровање проводних мастила на флексибилном стаклу
Како користити загрејану плочу
Штампани флексибилни стаклени лист се поставља на равну грејну плочу. Плоча је углавном направљена од материјала са веома ниским коефицијентом топлотног ширења (нпр. Инвар или стакло{3}}керамика као што је Зеродур) и производи савршено уједначено температурно поље, често између 150 степени и 250 степени. Ова блага, чак и топлота синтерује мастило без икаквог термичког удара или изобличења стакла. Површина плоче треба да буде глатка и без честица. Обично је површина плоче обложена нелепљивим ПТФЕ слојем како би се спречило приањање одштампаног узорка на плочу и омогућило лако уклањање осушене подлоге. Резултат је флексибилно, транспарентно и потпуно функционално електронско коло на подлози које се може савити сто хиљада пута без ломљења.

Основна улога термичке униформности и стабилности
Плоча је беспрекорно равна, термички благ, ултра-чист слој који пече распоред кола на листу стакла тање од папира. Метода производње загрејаног флексибилног стакла са проводљивом мастилом захтева изузетну температурну конзистенцију на целој површини плоче, обично унутар ±2 степена. Локална врућа тачка би изобличила стакло или прекомерно синтеровала мастило. Хладна локација би оставила мастило испод синтерованог и непроводног. Ниска -топлотна- структура плоче осигурава да се равност не мења са порастом температуре, одржавајући присан контакт стакла и површине плоче. Плоча је постављена на активно пригушени рам да би се минимизирале вибрације и механички удари, пошто кретање током синтеровања може запрљати танке проводне линије.

Напомена о процесу: Атмосфера инертног гаса за мастило бакарних наночестица
У случају да је проводљиво мастило засновано на наночестицама бакра (јефтиније и проводљивије од сребра), потребна је атмосфера инертног гаса (азот или аргон) унутар коморе за синтеровање. На високим температурама, бакар брзо оксидира, стварајући премаз од непроводног оксида бакра на површини наночестица. Ова оксидација омета правилно спајање честица и значајно повећава електрични отпор. Да би се ово избегло, загрејана плоча је окружена комором која је испрана азотом високе чистоће (садржај кисеоника<50 ppm) before and throughout the sintering cycle. This same inactive environment also shields the pliable glass substrate from the stress generated by moisture. For silver-based inks a nitrogen atmosphere is optional but is commonly used anyway to maintain a clean, contamination-free environment.

Техничка прецизност: Прецизно управљање температуром и изолација вибрација
Опсег температуре синтеровања
Температура синтеровања је кључна и мора се контролисати унутар веома тесног прозора, обично ±2 степена. Мастила са наночестицама сребра се најбоље синтерују на оптималној температури између 150 степени и 200 степени, док бакарна мастила захтевају нешто вишу температуру од око 200-250 степени да би се узела у обзир ватросталнија природа бакра, док и даље остају испод температуре стакластог прелаза било којег слоја полимерног слоја. Загрејана плоча се испоручује са већим бројем уграђених термопарова (обично један на 100 цм2 површине) и ПИД контролером за регулацију електричних грејних елемената (нпр. грејачи кертриџа или грејачи урезане фолије) који се налазе на задњој страни плоче.

Механичка изолација и вибрације
The platen should be constructed to minimise any vibration or mechanical shock. Even micro-scale vibrations (amplitude >0,5 µм) током процеса синтеровања може да изазове неравномеран проток течног мастила пре очвршћавања, што резултира поломљеним траговима или смањеном оштрином ивица линије. Због тога је склоп плоче одвојен од вибрација зграде, коришћењем пнеуматских изолатора или активних пиезоелектричних пригушивача. Комплетна фаза грејања је постављена на тешку гранитну подлогу да ублажи сметње ниске фреквенције.

Закључак: Напајање будућности флексибилне електронике
Загрејана плоча је благ, прецизан термички алат који синтерује електронска кола на пробојне флексибилне стаклене подлоге, омогућавајући следећу генерацију савитљивих, неломљивих екрана и сензора. Плоча испоручује прецизно уједначену, ниску{1}}топлоту на ниској температури у пажљиво контролисаној атмосфери без вибрација-и (где је потребно) инертној да би штампана мастила наночестица претворила у поуздане, високо проводљиве металне трагове без уништавања ултратанког стакла. Будућност флексибилне електронике пече се на стаклу беспрекорно равном, топлом плочом - меко, прецизно и без иједног лома или искривљења.