Optimaliseren van het sintergedrag voor printbare elektronica

Abstract

De FME-onderzoeksgroep van imo-imomec doet onderzoek naar nieuwe print- en coatingtechnieken voor functionele materialen. Deze masterproef onderzoekt het inktjetprinten van functionele zilvernanodeeltjesinkten. Concreet heeft de masterproef als doel het reduceren van de sintertijden en -temperaturen m.b.v. een near infrared lichtbron. De reductie in temperatuur is vereist voor toepassingen op hittegevoelige substraten zoals bij smart packaging of slimme kledij. De tijdsreductie daarentegen is enerzijds nodig om het totale printproces te kunnen versnellen en anderzijds om de energiekost zo laag mogelijk te houden. Met de Dimatix Materials printer van Fujifilm worden vierkantjes van 64mm² geprint. Deze stalen worden dan gesinterd om finaal een geleidend vlak te bekomen. Het sinteren gebeurt met een near infrared lamp met een golflengtepiek op 900nm en een vermogen van 400W. Op de stalen worden SEM-, FTIR-, profiel- en oppervlakteweerstandmetingen gedaan nodig voor het volledig begrijpen van het sinterproces. Uit de testresultaten volgt dat er een aanzienlijke tijdsreductie wordt behaald t.o.v. het gebruikelijke oven sinteren. Na een tijd van 120s sinteren onder de lamp op een afstand tussen 0,5 en 2cm op een constante temperatuur van 200°C worden dezelfde resultaten behaald als bij 60min in de oven op dezelfde temperatuur. De weerstand van deze prints ligt rond de 60m'/'. Door het NIR-toestel in de flash stand te gebruiken, blijkt ook nog eens dat de temperatuur van het substraat aanzienlijk kan gereduceerd worden tot 185°C.