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Utilisation de l'encre avec des nanoparticules d'argent offre une capacité pour les nouveaux circuits hybrides rigides et flexibles

Aujourd'hui, en électronique, il existe deux approches principales pour les circuits de construction: la rigide (circuits de silicium) et la nouvelle, plus attrayante, flexible, basée sur des substrats en papier et en polymère pouvant être combinés avec l'impression 3-D. À ce jour, les puces sont utilisées pour atteindre les performances électriques fiables et élevées nécessaires pour des fonctions spécialisées sophistiquées. Cependant, pour les systèmes de plus haute complexité tels que les ordinateurs ou les téléphones mobiles, les puces doivent être liées ensemble. Une équipe de chercheurs espagnols à l'Université de Barcelone ont démontré une nouvelle technique de liaison pour ces puces, appelées SMD ou dispositifs montés en surface, qui utilise une imprimante à jet d'encre avec de l'encre qui intègre des nanoparticules d'argent.



La technique, décrite cette semaine dans le Journal of Applied Physics, de AIP Publishing, a été développée en réponse à la nécessité industrielle pour un processus de fabrication rapide, fiable et simple et dans le but de réduire l'impact environnemental des procédés de fabrication standard. Les nanoparticules d'argent pour l'encre à jet d'encre ont été sélectionnées en raison de leur disponibilité industrielle. L'argent est facilement reproduit comme nanoparticules dans une encre stable qui peut facilement être frittée. Bien que l'argent n'est pas bon marché, l'am Le montant utilisé était si faible que les coûts étaient maintenus faibles.

Le défi pour l'équipe de recherche était de «tout faire avec le même équipement», selon Javier Arrese, un membre de l'équipe de recherche, l'amélioration ou la confirmation de la performance de la fabrication standard en utilisant la technologie d'impression jet d'encre pour les circuits et le collage des puces.

"Nous avons développé plusieurs circuits électroniques avec impression jet d'encre, et plusieurs fois nous avons dû insérer une puce SMD pour atteindre les objectifs", a déclaré Arrese. "Notre approche était d'utiliser la même machine pour le collage qui a été utilisé pour le circuit imprimé."

Le plus grand défi était d'obtenir des valeurs de contact électrique élevées pour toutes les familles de taille SMD. Pour ce faire, l'équipe a proposé l'utilisation d'encre d'argent, imprimée par jet d'encre comme solution d'assemblage / brasage. Les gouttelettes d'encre d'argent ont été déposées près de la zone de chevauchement entre les plages du dispositif SMD et les chemins conducteurs inférieurs imprimés, l'encre passant par l'interface par capillarité. Ce phénomène fonctionne comme une éponge: Les petits vides de la structure du spon ge absorbent le liquide, ce qui permet à un fluide d'être étiré d'une surface dans l'éponge. Dans ce cas, l'interface mince agit comme les petits vides dans l'éponge.

En tirant parti des énergies de surface existantes à l'échelle nanométrique, l'encre nanoparticules d'argent (AgNP) assure une conductivité électrique élevée après un processus thermique à très basses températures, ce qui permet d'obtenir une interconnexion électrique de haute conductivité. En utilisant cette méthode proposée, un circuit hybride intelligent flexible a été démontré sur le papier, où différents SMD ont été assemblés par l'encre AgNP, démontrant la fiabilité et la faisabilité de la méthode.

"Il y avait beaucoup de surprises dans nos recherches. L'une d'entre elles était à quel point les puces SMD étaient collées aux précédents circuits imprimés jet d'encre en utilisant notre nouvelle méthode par rapport à la technologie standard actuelle", a déclaré Arrese.

Les applications et les implications de ce travail pourraient être de grande envergure.

«Nous croyons que notre travail améliorera les balises RF existantes, stimulera et favorisera l'emballage intelligent, améliorera l'électronique portable, l'électronique flexible, l'électronique papier ... nos résultats nous font croire que tout est possible», a déclaré Arrese.


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