Koju ulogu igraju grijane ploče u očvršćavanju provodljivih boja na fleksibilnim staklenim podlogama?

Nova generacija fleksibilnih ekrana koji se kotrljaju i senzora za tanke{0}}filmove konstruisana je na novoj podlozi: staklu tanjem od ljudske kose, dovoljno fleksibilnom da se savija, a opet apsolutno čistom. Elektronsko kolo na ovom staklu od vrbe štampano je jedinstvenom provodljivom tintom napravljenom od nanočestica srebra ili bakra. Tinta treba biti sinterirana-pečena na određenoj, umjerenoj temperaturi-kako bi se metalne čestice spojile u čvrst, provodljiv trag bez topljenja, savijanja ili pucanja osjetljivog, ultra{5}}tankog stakla. Ova osjetljiva termička polimerizacija se vrši na zagrijanoj pločici. To je meka, vruća pozornica za elektroniku budućnosti.

Proces sinterovanja provodljivih boja na fleksibilnom staklu
Kako koristiti grijanu ploču
Odštampani fleksibilni stakleni list stavlja se na ravnu vruću ploču. Ploča je generalno napravljena od materijala sa veoma niskim koeficijentom termičkog širenja (npr. Invar ili staklo-keramika kao što je Zerodur) i proizvodi savršeno ujednačeno temperaturno polje, često između 150 stepeni i 250 stepeni. Ova blaga, ujednačena toplota sinteruje mastilo bez ikakvog termičkog udara ili izobličenja stakla. Površina ploče treba da bude glatka i bez čestica. Obično je površina ploče presvučena neljepljivim PTFE slojem kako bi se spriječilo prianjanje odštampanog uzorka na ploču i omogućilo lako uklanjanje osušene podloge. Rezultat je fleksibilno, transparentno i potpuno funkcionalno elektronsko kolo na podlozi koje se može saviti sto hiljada puta bez loma.

Osnovna uloga termičke uniformnosti i stabilnosti
Ploča je besprijekorno ravna, termički blag, ultra-čist krevet koji peče raspored kola na listu stakla tanje od papira. Metoda proizvodnje zagrijanog fleksibilnog stakla provodljivog mastila zahtijeva izuzetnu temperaturnu konzistenciju na cijeloj površini ploče, obično unutar ±2 stepena. Lokalna vruća tačka bi izobličila staklo ili prekomjerno sinterovala mastilo. Hladna lokacija bi ostavila mastilo ispod sinterovanog i neprovodnog. Niska -toplotna- struktura ploče osigurava da se ravnost ne mijenja s porastom temperature, održavajući prisan kontakt stakla i površine ploče. Ploča je postavljena na aktivno prigušeni okvir kako bi se minimizirale vibracije i mehanički udari, jer kretanje tokom sinterovanja može zaprljati tanke provodne linije.

Napomena o procesu: Atmosfera inertnog gasa za mastilo nanočestica bakra
U slučaju da je provodljivo mastilo bazirano na nanočesticama bakra (jeftinije i provodljivije od srebra), potrebna je atmosfera inertnog gasa (azot ili argon) unutar komore za sinterovanje. Na visokim temperaturama, bakar brzo oksidira, stvarajući premaz od neprovodnog bakarnog oksida na površini nanočestica. Ova oksidacija ometa pravilno spajanje čestica i značajno povećava električni otpor. Da bi se to izbjeglo, zagrijana ploča je okružena komorom koja je isprana azotom visoke čistoće (sadržaj kiseonika<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.

Tehnička preciznost: Precizno upravljanje temperaturom i izolacija vibracija
Raspon temperature sinterovanja
Temperatura sinterovanja je ključna i mora se kontrolisati unutar vrlo tesnog prozora, obično ±2 stepena. Tinte sa nanočesticama srebra najbolje se sinteruju na optimalnoj temperaturi između 150 i 200 stepeni, dok bakrene boje zahtevaju nešto višu temperaturu od oko 200-250 stepeni da bi se uzela u obzir vatrostalnija priroda bakra, dok su i dalje ispod temperature staklastog prelaza bilo kojeg sloja polimernog sloja. Zagrijana ploča se isporučuje s određenim brojem ugrađenih termoparova (obično jedan na 100 cm2 površine) i PID kontrolerom za regulaciju električnih grijaćih elemenata (npr. grijači uložaka ili grijači urezane folije) koji se nalaze na stražnjoj strani ploče.

Mehanička izolacija i vibracije
The platen should be constructed to minimise any vibration or mechanical shock. Even micro-scale vibrations (amplitude >0,5 µm) tokom procesa sinterovanja može izazvati neravnomjeran protok tečnog mastila prije stvrdnjavanja, što rezultira slomljenim tragovima ili smanjenom oštrinom ruba linije. Stoga je sklop ploče odvojen od vibracija zgrade, korištenjem pneumatskih izolatora ili aktivnih piezoelektričnih prigušivača. Kompletna faza grijanja postavljena je na tešku granitnu podlogu kako bi se ublažile smetnje niske frekvencije.

Zaključak: Pokretanje budućnosti fleksibilne elektronike
Zagrijana ploča je blag, precizan termički alat koji sinteruje elektronska kola na probojne fleksibilne staklene podloge, omogućavajući sljedeću generaciju savitljivih, nelomljivih displeja i senzora. Platen isporučuje precizno ujednačenu, nisku{1}}toplinu na niskoj temperaturi u pažljivo kontrolisanoj atmosferi bez vibracija-i (gdje je potrebno) inertnoj kako bi se štampana boja nanočestica pretvorila u pouzdane, visoko provodljive metalne tragove bez uništavanja ultratankog stakla. Budućnost fleksibilne elektronike peče se na staklu besprijekorno ravnom, toplom pločom - meko, precizno i ​​bez ijednog loma ili iskrivljenja.