Blæk med tinnanopartikler kunne udskrive fremtidige printkort

(PhysOrg.com) -- Næsten alle elektroniske enheder indeholder printkort, som er mønstret med et indviklet kobberdesign, der styrer elektricitet for at gøre enhederne funktionelle. I en ny undersøgelse, forskere har taget skridt i retning af at fremstille printkort med en inkjetprinter. De har syntetiseret tin (Sn) nanopartikler og derefter tilføjet dem til blækket for at øge dets ledningsevne, fører til en forbedret måde at printe printkort på.

Forskerne, fra KAIST og Korea Institute of Machinery and Materials, både i Daejoen, Sydkorea, har offentliggjort deres undersøgelse om brug af tinnanopartikler i stærkt ledende blæk i et nyligt nummer af Nanoteknologi .

I øjeblikket, de fleste kredsløb printes ved hjælp af flertrinsmetoder såsom konventionel vakuumaflejring og fotolitografisk mønster. Imidlertid, disse metoder har ulemper, da de kræver en høj forarbejdningstemperatur, involverer giftigt affald, og er dyre. Fremstilling af printkort ved hjælp af inkjet-print overvinder disse begrænsninger, og i sammenligning med de andre metoder er hurtig, enkel, og billigt. Inkjet print kan bruges til en række forskellige enheder, såsom RFID-tags, LED'er, organiske solceller, organiske tyndfilmstransistorer, og biomedicinsk udstyr.

For nylig, flere undersøgelser har undersøgt forskellige materialer, såsom polymerer, kulstof nanorør, og metal nanopartikler, som kunne bruges til den ledende blæk. Selvom polymerer og kulstofnanorør har fordele ved udskrivning på fleksible skærme, deres ledningsevne er for lav til, at de kan bruges til ledende blækmaterialer. Metal nanopartikler har højere ledningsevne, og er derfor mere velegnede til ledende blækmaterialer.

"Den største betydning af vores arbejde er, at det er det første forsøg på at udskrive ledende mønstre med det Sn-holdige ledende blæk, ” fortalte medforfatter Yun Hwan Jo fra KAIST PhysOrg.com . "Flere papirer rapporterede syntesen af ​​Sn-nanopartikler til sammenkoblingsmaterialer. Imidlertid, der blev ikke observeret nogen tydelig smeltetemperaturnedsættelse på grund af den relativt store størrelse og lave ensartethed af Sn-nanopartiklerne. Ud over, der har ikke været nogen rapport om fremstilling af ledende blæk med Sn-nanopartikler."

I deres undersøgelse, Jo og medforfattere syntetiserede en stor mængde tinnanopartikler af ensartet størrelse. Som de forklarede, Syntetisering af tinnanopartikler, der har en meget lille størrelse, er vigtig, fordi det fører til en lavere smeltetemperatur sammenlignet med tin i bulk. For eksempel, mens bulk tin smelter ved 232 °C, tinnanopartikler med en diameter på 11,3 nm smelter ved 177 °C. En lavere smeltetemperatur er fordelagtig, fordi det betyder lavere energiforbrug, mindre vridning af underlaget, og færre termiske stressproblemer. Forskerne anvendte også overfladebehandlinger på den ledende blæk for at reducere modstanden med en faktor på 20.

"To faktorer, omkostninger og lav temperatur, er fordelene ved det Sn-holdige ledende blæk, " sagde Jo. "Ag, Cu og Au nanopartikler er meget brugt til at fremstille ledende blæk. Imidlertid, Au og Ag er dyre. Og smeltetemperaturen for Ag, Cu og Au nanopartikler er højere end for Sn nanopartikler (177,3 °C, dette eksperiment)."

Ved at tilføje tinnanopartiklerne til en blækopløsning, forskerne printede mønstre af stærkt ledende blæk fra en inkjetprinter. Som den første demonstration af inkjet-print med tinnanopartikler, resultaterne viser, at den nye teknik ser lovende ud til at printe forskellige elektroniske enheder, der kræver ledende mønstre.

"Vi er under undersøgelse for at fremstille ledende linjer med ledende Sn-blæk via inkjet-print til fleksible OLED-enheder, " sagde Jo. "Vi optimerer sprøjteforholdene for at tegne komplicerede mønstre ved hjælp af ledende Sn-blæk."

Copyright 2010 PhysOrg.com.
Alle rettigheder forbeholdes. Dette materiale må ikke offentliggøres, udsende, omskrevet eller omdistribueret helt eller delvist uden udtrykkelig skriftlig tilladelse fra PhysOrg.com.