Millist rolli mängivad kuumutatud plaadid painduvatel klaasalustel olevate juhtivate tintide kõvenemisel?

Uue põlvkonna paindlikud rullitavad ekraanid ja õhukese{0}kileandurid on ehitatud uudsele aluspinnale: klaas on juuksekarvast õhem, paindumiseks piisavalt painduv, kuid samas täiesti selge. Selle pajuklaasi elektrooniline lülitus on trükitud ainulaadse juhtiva tindiga, mis on valmistatud hõbeda või vase nanoosakestest. Tint tuleb paagutada-küpsetada kindlal mõõdukal temperatuuril-, et sulatada metalliosakesed tahkeks juhtivaks jäljeks, ilma et see õrn, üli{5}}õhuke klaas sulaks, väänduks ega praguneks. See tundlik termiline kõvenemine toimub kuumutatud plaadil. See on tuleviku elektroonika pehme ja kuum lava.

Juhtivate tindi paagutamine painduval klaasil
Kuidas soojendusega plaati kasutada
Prinditud painduv klaasleht asetatakse tasasele kuumutusplaadile. Plaat on tavaliselt valmistatud väga väikese soojuspaisumisteguriga materjalist (nt Invar või klaaskeraamikast, nagu Zerodur) ja see tekitab täiesti ühtlase temperatuurivälja, sageli vahemikus 150–250 kraadi. See mahe ja ühtlane kuumus paagutab tindi ilma termošoki või klaasi moonutamiseta. Plaadi pind peab olema sile ja osakestevaba. Tavaliselt kaetakse plaadi pind mittenakkuva PTFE kihiga, et vältida prinditud mustri kleepumist plaadile ja võimaldada kõvenenud substraadi hõlpsat eemaldamist. Tulemuseks on painduv, läbipaistev ja täisfunktsionaalne elektrooniline lülitus aluspinnal, mida saab purunemata painutada sada tuhat korda.

Termilise ühtluse ja stabiilsuse oluline roll
Plaat on veatult tasane, termiliselt pehme ülipuhas alus, mis muudab vooluringi paigutuse paberist õhemale klaaslehele. Kuumutatud plaadil juhtiva tindiga painduva klaasi tootmismeetod nõuab erakordset temperatuuri ühtlust kogu plaadi pinnal, tavaliselt ±2 kraadi piires. Kohalik kuumpunkt moonutab klaasi või paagutab tindi üle. Külm asukoht jätaks tindi alla paagutatud ja mittejuhtiva. Plaadi madal -termiline-struktuur tagab, et tasasus ei muutu temperatuuri tõustes, hoides tihedat kontakti klaasi ja plaadi pinnaga. Plaat on paigaldatud aktiivselt summutatud raamile, et minimeerida vibratsiooni ja mehaanilist lööki, kuna paagutamise ajal liikumine võib määrida õhukesed juhtivad jooned.

Protsessi märkus: inertgaasi atmosfäär vase nanoosakeste tindi jaoks
Kui juhtiv tint põhineb vase nanoosakestel (odavam ja juhtivam kui hõbe), on paagutamiskambris vaja inertgaasi atmosfääri (lämmastik või argoon). Kõrgetel temperatuuridel oksüdeerub vask kiiresti, tekitades nanoosakeste pinnale mittejuhtiva vaskoksiidi katte. See oksüdatsioon takistab osakeste õiget sulamist ja tõstab oluliselt elektritakistust. Selle vältimiseks ümbritseb kuumutatud plaat kambriga, mida loputatakse kõrge puhtusastmega lämmastikuga (hapnikusisaldusega<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.

Tehniline täpsus: täpne temperatuuri juhtimine ja vibratsiooniisolatsioon
Paagutamise temperatuurivahemik
Paagutamistemperatuur on ülioluline ja seda tuleb kontrollida väga tihedas aknas, tavaliselt ±2 kraadi. Hõbedast nanoosakestest tinte on kõige parem paagutada optimaalsel temperatuuril vahemikus 150–200 kraadi, samas kui vasest tindid vajavad veidi kõrgemat temperatuuri, umbes 200–250 kraadi, et võtta arvesse vase tulekindlamat olemust, jäädes samas alla mis tahes polümeeri kattekihi klaasistumistemperatuuri. Kuumutatud plaat on varustatud mitme sisseehitatud termopaariga (tavaliselt üks 100 cm2 pindala kohta) ja PID-regulaatoriga elektriliste kütteelementide (nt kassettküttekehad või söövitatud fooliumkuumutid) reguleerimiseks, mis asuvad plaadi tagaküljel.

Mehaaniline isolatsioon ja vibratsioon
The platen should be constructed to minimise any vibration or mechanical shock. Even micro-scale vibrations (amplitude >0,5 µm) võib paagutamisprotsessi ajal esile kutsuda vedela tindi ebaühtlase voolu enne tahkumist, mille tulemuseks on jälgede katkemine või joone serva teravuse vähenemine. Seetõttu eraldatakse plaadisõlm hoone vibratsioonist, kasutades pneumaatilisi isolaatoreid või aktiivseid piesoelektrilisi amortisaatoreid. Täielik kütteaste on paigaldatud raskele graniidist alusele, et summutada madalsageduslikke häireid.

Järeldus: paindliku elektroonika tuleviku toiteallikas
Kuumutatud plaat on õrn ja täpne termiline tööriist, mis paagutab elektroonilised ahelad läbimurdelistele painduvatele klaasalustele, võimaldades järgmise põlvkonna painduvaid, purunematuid kuvareid ja andureid. Plaat varustab täpselt ühtlast, madala temperatuuriga kuumust hoolikalt kontrollitud, vibratsioonivabas-ja (vajadusel) inertses atmosfääris, et muuta prinditud nanoosakeste tindid usaldusväärseteks ja väga juhtivateks metallijälgedeks ilma üliõhukest klaasi hävitamata. Paindliku elektroonika tulevikku küpsetab klaasil veatult tasane ja soe plaat - pehmelt, täpselt ja ilma ühegi katkestuse või kõveruseta.