+86-757-8128-5193

معرض

الإلكترونيات المطبوعة

الإلكترونيات المطبوعةمجموعة منطباعةالأساليب المستخدمة لإنشاء الأجهزة الكهربائية على ركائز مختلفة. الطباعة عادة يستخدم معدات الطباعة المشتركة مناسبة لتحديد أنماط في المواد، مثلطباعة الشاشة,فليكسوجرافي,الحفر,الطباعة الحجرية الإزاحة، والنافثة للحبر. بمعايير الصناعة الإلكترونية، هذه عمليات منخفضة التكلفة. وتودع أحبار إلكترونية أو بصرية وظيفية كهربائياً على الركازة، تهيئة الأجهزة الإيجابي أو السلبي، مثلالترانزستورات رقيقة; المكثفات؛ لفائف؛المقاومات. ومن المتوقع تيسيرا للإلكترونيات على نطاق واسع، وتكلفة منخفضة جداً، الأداء المنخفض لتطبيقات مثل الإلكترونيات المطبوعةيعرض مرنة,العلامات الذكية، الملصقات الزخرفية والرسوم المتحركة، وملابس النشطة التي لا تتطلب عالية الأداء.[1]

مصطلحالإلكترونيات المطبوعةوكثيراً ما تتصلإلكترونيات عضويةأوالإلكترونيات البلاستيكية، في حبر واحد أو أكثر التي هي مؤلفة من مركبات الكربون. هذه مصطلحات أخرى تشير إلى المواد الحبر، الذي يمكن أن تودع بالعمليات المستندة إلى الحل أو المستندة إلى الفراغ أو غيرها. الإلكترونيات المطبوعة، على النقيض من ذلك، تحدد هذه العملية، ورهنا بشروط محددة لعملية الطباعة المحددة، يمكن استخدام أي مواد على أساس الحل. وهذا يشملأشباه الموصلات العضوية,غير العضويةأشباه الموصلات، الموصلات المعدنية،جسيمات نانوية,الأنابيب النانوية، إلخ.

ويعمل ما يقرب من جميع طرق الطباعة الصناعية تحضيرا للإلكترونيات المطبوعة. مماثلة للطباعة التقليدية، ينطبق الإلكترونيات المطبوعة الحبر طبقات واحدة فوق الأخرى.[2]حيث يتم تطوير أساليب الطباعة ومواد الحبر متماسكة الحقل #39؛ s من المهام الأساسية.

أهم فائدة للطباعة تلفيق الحجم منخفضة التكلفة. انخفاض تكلفة يمكن استخدامها في تطبيقات أخرى.[3]ومثالوتتفاعل-النظم التي تمكن من تحديد الاتصال في التجارة والنقل. في بعض المجالات، مثلالثنائيات الباعثة – الضوءالطباعة يؤثر لا على الأداء.[2]الطباعة على ركائز مرنة تسمح للإلكترونيات أن توضع على الأسطح المنحنية، على سبيل المثال، وضع الخلايا الشمسية على أسطح المركبات. أكثر عادة، تبرير أشباه الموصلات التقليدية تكاليفها أعلى بتقديم أداء أعلى بكثير.

القرار، وتسجيل، وسمك، والثقوب، المواد[تحرير]

الحد الأقصى المطلوب يتحدد القرار هياكل في الطباعة التقليدية بالعين البشرية. ميزة أحجام أصغر من ما يقرب من 20µm لا يمكن تمييزها بالعين البشرية، وتتجاوز قدرات عمليات الطباعة التقليدية نتيجة لذلك.[4]وفي المقابل، دقة أعلى وهياكل أصغر ضرورية في كثير الطباعة الإلكترونية، لأنها تؤثر مباشرة على حلبة الكثافة والأداء الوظيفي (وبخاصة أجهزة الترانزستور). يحمل شرط مماثل للدقة التي تطبع الطبقات فوق بعضها البعض (طبقة على طبقة التسجيل).

مراقبة سمك والثقوب، والتوافق المادي (ترطيب والالتصاق والمذيب) ضرورية، ولكن المسألة في الطباعة التقليدية، إلا إذا كانت العين يمكن الكشف عنها. على العكس من ذلك، انطباع البصرية غير ذي صلة للإلكترونيات المطبوعة.[5]

تكنولوجيا الطباعة[تحرير]

جذب تكنولوجيا الطباعة لتصنيع الإلكترونيات ينتج أساسا من إمكانية إعداد رزمة من طبقات التنظيم الجزئي (والأجهزة وبالتالي غشاء رقيق) على نحو كبير أكثر بساطة وفعالية من حيث التكلفة مقارنة بالالكترونيات التقليدية.[6]أيضا، بقدرة على تنفيذ الوظائف الجديدة أو المحسنة (مثل المرونة الميكانيكية) يلعب دوراً. اختيار طريقة الطباعة المستخدمة يتحدد بالشروط المتعلقة بطبقات المطبوعة، بخصائص المواد المطبوعة، فضلا عن الاعتبارات الاقتصادية والتقنية للمنتجات المطبوعة النهائية.

تقنيات الطباعة الفجوة بين القائم على ورقة ولفة إلى لفة-على أساس النهج. على أساس ورقةالنافثة للحبروطباعة الشاشة الأفضل للأعمال صغيرة الحجم، وعالية الدقة.الحفر,الإزاحةوطباعة فلكسجربهكالأكثر شيوعاً لإنتاج كميات كبيرة، مثل الخلايا الشمسية، تصل إلى 10.000 متر مربع كل ساعة (m²/h).[4][6]بينما الإزاحة والطباعة flexographic وتستخدم أساسا لغير العضوية[7][8]والعضوية[9][10]الموصلات (وهذه الأخيرة أيضا للعوازل)،[11]الحفرالطباعة مناسبة خاصة للطبقات حساسة لنوعية مثل أشباه الموصلات العضوية وأشباه الموصلات/عازل-الواجهات في الترانزستورات، بسبب طبقة عالية الجودة.[11]إذا كانت هناك حاجة إلى دقة عالية، الحفر أيضا مناسبة لغير العضوية[12]والعضوية[13]الموصلات. العضويةالميدان – تأثير ترانزستوروالدوائر المتكاملةيمكن أن تكون مستعدة تماما عن طريق وسائل الإعلام للطباعة.[11]

طابعات ضخ الحبر مرونة وتنوعاً، ويمكن إعداد مع جهد منخفض نسبيا.[14]ومع ذلك، توفر طابعات ضخ الحبر الإنتاجية أقل من حوالي 100 متر2/h ودقة أقل (ca. 50µm).[4]ومناسب تماما المنخفضةاللزوجة، المواد القابلة للذوبان مثل أشباه الموصلات العضوية. مع مواد اللزوجة العالية، مثل العوازل العضوية وجزيئات متفرقة، مثل الأحبار المعدنية غير العضوية، تحدث صعوبات بسبب انسداد الفوهات. لأنه يتم إيداع الحبر عبر قطرات، هو انخفاض تجانس سمك والتشتت. في نفس الوقت باستخدام العديد من فوهات وهيكله قبل الركيزة يسمح التحسينات في الإنتاجية والقرار، على التوالي. بيد وفي الحالة الأخيرة يجب استخدام أساليب غير قابلة للطباعة للخطوة الزخرفة الفعلية.[15]الطباعة النافثة للحبر الأفضل لأشباه الموصلات العضوية فيمجال العضوية – تأثير ترانزستور(أوفيتس) والعضوية الخفيفة – ينبعث الثنائيات(OLEDs)، ولكنها أظهرت أيضا أوفيتس مستعدة تماما بهذا الأسلوب.[16]فرونتبلانيس[17]وباكبلانيس[18]لقد اخترت-يعرض، الدوائر المتكاملة،[19]الخلايا الضوئية العضوية (أوبفكس)[20]ويمكن إعداد الأجهزة الأخرى مع طابعات ضخ الحبر.

طباعة الشاشة المناسب لاختلاق الكهرباء والإلكترونيات نظراً لقدرتها على إنتاج منقوشة طبقات سميكة من المواد الشبيهة بلصق. يمكن أن ينتج هذا الأسلوب إجراء خطوط من المواد غير العضوية (مثلاً في لوحات الدوائر والهوائيات)، ولكن أيضا العزل وتخميل الطبقات، حيث سمك طبقة أكثر أهمية من دقة عالية. قرارها 50 m²/ح الإنتاجية و 100µm مشابهة لطابعات ضخ الحبر.[4]وتستخدم هذه الطريقة مرنة وبسيطة نسبيا أساسا للطبقات الموصلة والعازلة للكهرباء،[21][22]لكن أشباه الموصلات العضوية أيضا، مثلاً: أوبفكس،[23]وحتى إتمام أوفيتس[17]يمكن طباعة.

الهباء الجوي Jet الطباعة (يعرف أيضا باسم مسكلس ترسب المواد المتوسطة المدى أو M3D)[24]آخر تكنولوجيا ترسب المواد للإلكترونيات المطبوعة. وتبدأ عملية Jet الأيروسول بالانحلال الحبر، والتي يمكن أن تكون ساخنة تصل إلى 80 درجة مئوية، وإنتاج قطرات بناء على أمر واحد إلى اثنين ميكرومتر في القطر. قطرات صغار العالق في تيار غاز وتسليمها إلى رأس الطباعة. هنا، هو عرض تدفق غاز نظيف بشكل حلقية حول تيار الهباء الجوي إلى التركيز القطرات إلى شعاع وتحديدالمنطقه أحكام المواد. تيارات الغاز مجتمعة خروج رأس الطباعة من خلال فوهة التقاء يضغط تيار الهباء الجوي إلى قطر صغيرة مثل 10 μm. الطائرة نفاثة قطرات يخرج رأس الطباعة بسرعة عالية (~ 50 متر في الثانية) ويؤثر على الركيزة. اتصال وصلتي الكهربائية، العناصر السلبية والإيجابية[25]تتشكل عن طريق تحريك رأس الطباعة، مجهزة بمصراع ميكانيكية محطة/ابدأ، بالنسبة إلى الركيزة. أنماط الناتجة يمكن أن الميزات التي تتراوح من 10 μm على نطاق واسع، مع سمك طبقة من عشرات نانومتر إلى أندجت؛ 10 μm.[26]رأس طباعة فوهة واسعة تمكن الزخرفة كفاءة ملليمتر الحجم الميزات الإلكترونية وتطبيقات طلاء السطح. طباعة كافة يحدث دون استخدام دوائر فراغ أو ضغط وفي درجة حرارة الغرفة. سرعة عالية خروج الطائرة النفاثة يمكن فصل كبيرة نسبيا بين رأس الطباعة والركيزة، عادة من 2-5 ملم. القطرات تظل تركيزاً على هذه المسافة، أسفر عن القدرة على طباعة أنماط الامتثالي على ثلاث ركائز الأبعاد. وعلى الرغم من السرعة العالية، عملية الطباعة لطيف؛ لا يحدث تلف الركازة، وهناك عموما لا بقع أو الرش الزائد من القطرات.[27]بمجرد اكتمال الزخرفة، يتطلب الحبر المطبوعة عادة بعد العلاج لبلوغ النهائي الخصائص الكهربائية والميكانيكية. هو يقودها أكثر من الحبر والركيزة تركيبة معينة من العلاج بعد انتهاء عملية الطباعة. قد أودع مجموعة واسعة من المواد بنجاح مع عملية Jet الهباء الجوي، بما في ذلك لصق الفيلم السميك المخفف والبوليمرات ثرموستينغ مثل الايبوكس الأشعة فوق البنفسجية على أساس مذيب البوليمرات مثل البولي وبوليميد، والمواد البيولوجية.[28]

الطباعة التبخر يستخدم مزيجاً من طباعة الشاشة عالية الدقة مع مواد التبخير لطباعة الميزات إلى 5ميكرومتر. هذا الأسلوب يستخدم تقنيات مثل الحرارية وشعاع ه والرش وتقنيات الإنتاج التقليدية الأخرى لإيداع المواد عن طريق قناع الظل عالية الدقة (أو الاستنسل) التي يتم تسجيلها إلى الركيزة لأفضل من 1 ميكرومتر. الدوائر موثوقة وفعالة من حيث التكلفة من طبقات قناع مختلف النماذج و/أو تعديل المواد، يمكن أن يبني ثنائيو، دون استخدام الطباعة الحجرية التصويرية.

أساليب أخرى مع أوجه الشبه للطباعة، بينهاطباعة ميكروكونتاكتونانو-بصمة الطباعة الحجريةتحظى باهتمام.[29]هنا، طبقات ميكرومتر وشمال البحر الأبيض المتوسط الحجم، على التوالي، بإعداد أساليب مماثلة لدمغ مع الأشكال المادية وغير المادية، على التوالي. غالباً ما يتم إعداد الهياكل الفعلية سوبتراكتيفيلي، مثلاً بترسب أحفر أقنعة أو بواسطة عمليات زنتها. على سبيل المثال، يمكن إعداد أقطاب أوفيتس.[30][31]بشكل متقطعلوحة الطباعةويستخدم بطريقة مماثلة.[32]أحياناً تعتبر أساليب نقل ما يسمى، حيث يتم نقل طبقات صلبة من ناقل إلى الركازة، الإلكترونيات المطبوعة.[33]اليكتروفوتوجرافيحاليا لا يستخدم في الإلكترونيات المطبوعة.

المواد[تحرير]

وتستخدم المواد العضوية وغير العضوية على حد سواء للإلكترونيات المطبوعة. يجب أن تكون مواد الحبر متاحة في شكل سائل، للحل، وتشتت أو تعليق.[34]أنها يجب أن تعمل الموصلات وأشباه الموصلات والعوازل، أو عوازل. التكاليف المادية يجب أن تكون صالحة للتطبيق.

وظائف الإلكترونية وبرينتابيليتي يمكن أن تتداخل مع بعضها البعض، التكليف بعناية الأمثل.[5]على سبيل المثال، وزن الجزيئي أعلى في البوليمرات يعزز التوصيل، ولكن يقلل من قابلية الذوبان. يجب أن تسيطر للطباعة، محكم اللزوجة والتوتر السطحي والمواد الصلبة. التفاعلات عبر طبقة مثل التبول، الالتصاق، وقابلية الذوبان، فضلا عن ترسب بعد انتهاء إجراءات التجفيف تؤثر على النتيجة. الإضافات المستخدمة غالباً في أحبار الطباعة التقليدية متوفرة، نظراً لأنهم غالباً ما هزيمة الوظائف الإلكترونية.

خصائص المواد إلى حد بعيد تحديد الاختلافات بين الإلكترونيات المطبوعة والتقليدية. مواد للطباعة توفر مزايا حاسمة بجوار برينتابيليتي، مثل الميكانيكية من المرونة والتكيف الوظيفي بتعديل المواد الكيميائية (مثل لون الضوء في OLEDs).[35]

توفر التوصيل أقل الموصلات المطبوعة وشحن تنقل الناقل.[36]

مع بعض الاستثناءات القليلة، المواد غير العضوية الحبر تشتت من معدني أو الركازات الصغرى-نانو-الجزيئات و. جسيمات نانوية الركازات المستخدمة تشمل السيليكون[37]وأشباه الموصلات أكسيد.[38]تتم طباعة السليكون أيضا كسلائف العضوية[39]التي تم تحويلها بعد ذلك من بيروليسيس والصلب إلى السيليكون البللوري.

بالرصداتولكن لاCMOSمن الممكن في مجال الإلكترونيات المطبوعة.[40]

المواد العضوية[تحرير]

ويدمج الإلكترونيات المطبوعة العضوية المعارف والتطورات من الطباعة، والإلكترونيات، والكيمياء، وعلوم المواد، لا سيما من العضوية وكيمياء البوليمرات. المواد العضوية تختلف جزئيا عن الإلكترونيات التقليدية من حيث الهيكل والعملية والأداء الوظيفي،[41]الذي يؤثر على تصميم الأجهزة والدوائر والتحسين فضلا عن أسلوب التصنيع.[42]

اكتشافالبوليمرات مترافق[36]وتنميتها في المواد القابلة للذوبان المواد العضوية الحبر الأولى. امتلاك المواد من هذه الفئة من البوليمرات مختلفةإجراء,انتشارية,جريدة,الطاقة الشمسيةوخصائص أخرى. وتستخدم البوليمرات الأخرى غالباً ماالعوازل والعوازل.

في المواد العضوية الأكثر، وهو يفضل ثقب النقل عبر النقل الإلكترون.[43]الدراسات الحديثة تشير إلى أن هذا هو سمة محددة للعضوية شبه الموصلات/عازل-الواجهات، التي تضطلع بدور رئيسي في أوفيتس.[44]ولذلك، ينبغي أن تهيمن على أجهزة من نوع ف ن نوع الأجهزة. المتانة (المقاومة للتشتت) وعمر أقل من المواد التقليدية.[40]

وتشمل أشباه الموصلات العضوية موصلالبوليمراتبولي (3 و 4-الإيثيلين ديوكسيتيوفيني)، يخدر مع (بوليستايرينالمشبعة بالفلور أوكتين), (PEDOT:PSS) و (بوليانيلين) (المؤسسة الوطنية للطفولة). كلا البوليمرات المتوفرة تجارياً في صياغات مختلفة وقد تم طباعتها باستخدام النافثة للحبر،[45]الشاشة[21]وطباعة أوفست[9]أو الشاشة،[21]لينة[10]والحفر[13]الطباعة، على التوالي.

تتم معالجة البوليمر أشباه الموصلات باستخدام الطباعة النافثة للحبر، مثلs بولي (ثيوبيني)مثل poly(3-hexylthiophene) (P3HT)[46]وبولي (co 9.9-ديوكتيلفلوريني-بيثيوفين) (F8T2).[47]وكان المواد الأخيرة أيضا الحفر المطبوعة.[11]وتستخدم البوليمرات جريدة مختلفة مع الطباعة النافثة للحبر،[15]فضلا عن مواد نشطةوحدات الطاقة الشمسية(مثل مزيج P3HT معفولرينالمشتقات)،[48]جزئيا أيضا يمكن أن تودع باستخدام شاشة الطباعة (مثل مزيج منبولي (فينيلين الفينيلين)مع فولرين المشتقات المالية).[23]

توجد عوازل العضوي وغير العضوي للطباعة والعوازل، التي يمكن معالجتها بطرق الطباعة المختلفة.[49]

المواد غير العضوية[تحرير]

الإلكترونيات غير العضوية يوفر طبقات مرتبة عالية وواجهات تلك العضوية، ولا توفر المواد البوليمرية.

فضةجسيمات نانوية تستخدم مع لينة،[8]الإزاحة[50]والنافثة للحبر.[51]الذهبتستخدم الجسيمات بنفث الحبر.[52]

ميلانجريدةعرض متعدد الألوان (ش) يمكن أن تغطي العديد من عشرات الأمتار المربعة، أو إدراجها في وجوه يشاهد ويعرض الصك. وهي تشمل ست إلى ثماني طبقات غير العضوية المطبوعة، بما في ذلك من مخدر نحاس، فوسفور على الركازة البلاستيكية.[53]

الخلايا CIGSيمكن أن تطبع مباشرة علىالموليبدينومالمغلفةألواح الزجاج.

المطبوعزرنيخيد الغاليوم الخلايا الشمسية الجرمانيومأظهرت كفاءة التحويل 40.7 في المائة، ثماني مرات من الخلايا العضوية أفضل، تقترب من أداء أفضل من السيليكون البللوري.[53]

ركائز[تحرير]

الإلكترونيات المطبوعة يسمح استخدام ركائز مرنة، مما يقلل من تكاليف الإنتاج ويسمح لتصنيع الدوائر مرنة ميكانيكيا. بينما النافثة للحبر وطباعة الشاشة عادة بصمة ركائز صلبة مثل الزجاج والسليكون، استخدام وسائل الإعلام للطباعة تقريبا حصرا رقائق مرنة والورق.بولي (ايثلين الايثلين)-إحباط (PET) خيار مشتركة، نظراً لاستقرار درجة حرارة منخفضة التكلفة وعالية معتدلة.بولي (الإثيلين نافثالاتي)--(القلم) وpoly(imide)-إحباط (PI) هي الأداء العالي، ارتفاع تكلفة البدائل.ورقة#39; s منخفضة التكاليف وتطبيقات متعددة تجعل من الركيزة جذابة، بيد خشونة عالية وامتصاصيه كبيرة تجعل من إشكالية بالنسبة للإلكترونيات.[50]

الأخرى الهامة هي معايير الركازة خشونة منخفضة ومناسبة ويتابيليتي، التي يمكن ضبطها قبل المعالجة باستخدامطلاءأوكورونا التفريغ. وعلى النقيض من الطباعة التقليدية، امتصاصية عالية غير مؤات عادة.

تطبيقات[تحرير]

الإلكترونيات المطبوعة قيد الاستخدام أو قيد النظر من أجل:

الشركة النرويجيةThinFilmطباعة الواضحة بنجاح إلى اللفة الذاكرة العضوية في عام 2009.[54][55][56][57]

وضع المعايير والأنشطة[تحرير]

المعايير التقنيةويقصد بها تسهيل مبادرات المسارسلسلة القيمةالتنمية (لتقاسم مواصفات المنتج،وصفالمعايير، إلخ.) هذه الاستراتيجية لتطوير معايير تعكس النهج المتبع من قبل على أساس السيليكون للإلكترونيات على مدى الخمسين عاماً الماضية. وتشمل المبادرات:

وقد نشرت ثلاثة معايير للإلكترونيات المطبوعة. وقد نشرت كل ثلاثة في التعاون مع "اليابان التعبئة الإلكترونية" والدوائر رابطة (جبكا):

  • التصنيف/جبكا-4921، متطلبات المواد قاعدة الإلكترونيات المطبوعة

  • التصنيف/جبكا-4591، متطلبات وظيفية مواد موصلة الإلكترونيات المطبوعة

  • التصنيف/جبكا-2291، التصميم التوجيهي للإلكترونيات المطبوعة

هذه المعايير، والبعض الآخر في التنمية، جزء من "مبادرة الإلكترونيات المطبوعة" للتصنيف الدولي للبراءات.


الصفحة الرئيسية | من نحن | المنتجات | أخبار | معرض | اتصل بنا | التغذية المرتدة | الهاتف المحمول | XML | الرئيسية الصفحة

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

قوانغدونغ نانهاى أتيب التكنولوجيا المحدودة