Вчені запропонували спосіб, здешевлює технологію виготовлення електропровідних схем на полімерних підкладках у 100 разів

Для розвитку гнучкої електроніки та оптоелектроніки потрібен дешевий і зручний спосіб виготовлення електропровідних схем на полімерних основах. Існуючі методи занадто дороги, однак сьогодні вчені запропонували спосіб, здешевлює технологію в 100 разів, одночасно підвищуючи дозвіл при друці мікросхем.

Для розвитку гнучкої електроніки та оптоелектроніки потрібен дешевий і зручний спосіб виготовлення електропровідних схем на полімерних підкладках.

Хоча дослідники вже запропонували кілька виробничих процесів з використанням чорнила на основі металевих наночастинок, заснованих на струменевого друку, ці методи занадто дороги з-за високої вартості наночастинок для чорнила – чорнило на основі 5-тинанометровых наночастинок срібла коштують близько 30000$/кг. Крім того, є й кілька інших обмежень, в тому числі низький дозвіл, неоднорідне покриття і низька якість поверхні порівняно з вакуумним напиленням електродів.


Рис. 1. а) Схема методу нанесення мікросхем: нанесення чорнила з розчину, відпал з утворенням наночастинок і лазерне лікування з утворенням безперервного проводить масиву. b) Схема експерименту.

Б. Кан, С. Ко, Дж. Кім і М. Ян з Корейського інституту науки і технологій в місті Теджон, Південна Корея, повідомляють про техніку виготовлення микроэлектродов, в якій використовуються металоорганічні чорнило вартістю всього 300$/кг, які в той же час дають більш високу якість мікросхем, ніж у випадку запропонованих раніше.

Металоорганічні чорнило прозорі і спочатку не містять металевих наночастинок. Це робить їх несумісними з процесом лазерного лікування, при якому енергія падаючого лазерного випромінювання поглинається і розплавляє металеві наночастинки, формуючи безперервний їх масив. Дослідники змогли вирішити цю проблему, завдаючи фарби методом спін-коатинг на підкладку, таку як скло, а потім отжигают при температурі нижче температури спікання фарби. Точний контроль короткочасного предотжига призводить до неповного термічного розкладання з утворенням 2-3 нм наночастинок срібла.


Рис. 2. а) фотографія в оптичний мікроскоп і b) фотографія плівки з нанесеної мікросхемою. з) тест на адгезію мікросхеми з рис. 2b).

Наявність наночастинок у відпалених чорнилі дозволяє надалі вже методом лазерного лікування сформувати високоякісні схеми. Сканування сфокусованого на зразку лазерного пучка волоконного лазера, легованого Yb, з довжиною хвилі 1070 нм, призводило до агломерації окремих наночастинок срібла в безперервний масив. Потім відмиванням областей, на які не впливає лазерне випромінювання, вчені отримували бажану електродну мікросхему.

Дослідники стверджують, що шорсткість поверхні і структура профілів виявилися не гірше, ніж при вакуумному осадженні, і набагато краще, ніж при звичайному нанесенні з чорнила з металевими наночастинками.

Результати досліджень опубліковані в статті:

Bongchul Kang, Seunghwan Ko, Jongsu Kim, and Minyang Yang Microelectrode fabrication by laser direct curing of tiny nanoparticle self-generated from organometallic ink. – Optics Express, Vol. 19, Issue 3, pp. 2573-2579 (2011).

nanometer.ru

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *