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Gedruckte Elektronik Potenzmittel hinausgehende Silber-Nanopartikeln zu erreichen

Mi, 21.02.2018 - 09:00 3 Kommentare von Laura Panjwani - Editor

 

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Dank den letzten Durchbrüche sind Forscher und Hersteller jetzt 3D gedruckte Elektronik mit Silber-Nanopartikel Tinten erfolgreich unter Beweis stellen. Während diese Technologie für niedrigere leistungselektronische Systeme erfolgversprechend erwiesen hat, ist es nicht möglich für Systeme, die hohe Stromdichte, bekannt als erfordernLeistungselektronik.

Die gleichen Eigenschaften, aus denen Silber ansprechende für gedruckte Elektronikdie Fähigkeit, bei niedrigen Temperaturen zu Sintern, weil ess sehr instabil und die Atome zu migrieren, mit niedrigen Temperaturen und niedrigen EnergieverbrauchDies kann zu vorzeitigen Ausfällen führen, wenn Sie höhere Stromdichten durchquert haben,sagte Greg Fritz, materielle Wissenschaftler in der Charles Stark Draper Laboratory.Großteil der Technologie der gedruckten Elektronik wurde bedruckt, niedrigere Spannung gesetzt, dass funktionieren mit Silber-Nanopartikel-Tinten, aber Draper hat Produkte, die hohe Leistung und recht klein so wir nicht in der Lage sind, das gedruckte Silber für diese Produkte zu verwenden.

 

Aus diesem Grund arbeiten Fritz und sein Team von Draper derzeit auf alternative Verfahren für Digitaldruck Hochleistungs-Elektronik.

Fritz vor kurzem diskutiert diese Arbeit auf der 2018 FLEX Conference, Februar 12-15 in Monterey, Kalifornien.

 

Vor seinem Vortragmit dem TitelDie gedruckten Leistungselektronik durch Zusammenarbeit”—Fritz sprach mit Erstellungsvorgangs Magazin über was er und seine Kollegen tun, um gedruckte Leistungselektronik Wirklichkeit werden zu lassen.

 

Erstellungsvorgangs Magazin: Was fällt unter diemachtElektronik-Dach?

 

Fritz: Der Begriffmachtist irgendwie irreführend, da es wirklich hohe Leistungsdichte gemeint ist. Wenn wir macht sagen, meinen wir Einschalten etwas ohne die Größe des Produkts über einen bedeutungslosen Punkt verschlimmern und Beibehaltung der Leistung. Weitere technische lässt sich beschreiben, was wir tun, dass wir versuchen, eine druckbare Material zu schaffen, die hohen Stromdichten verarbeiten kann, ohne eine Hochtemperatur-Verarbeitung.

Erstellungsvorgangs Magazin: Was sind die Anwendungen für gedruckte Leistungselektronik?  Fritz: Wir stellen fest, dass die Drohne Boards sind eigentlich ziemlich high-Power, so dass wir drucken möchten dieMutder Drohne. Zwischen der Batterie und dem Rest der Drohnedie Lichter und die coms und der Lüfter und all die anderen DingeEs ist ein Brett, das die Kraft bekommt. Es kann eine einzelne Amp oder mehr als zehn Ampere Strom, und das erfordern.s eine Menge Energie für Silber zu ertragen, wenn Sie die Größe des Leiters verkleinern.  Wir suchen auch bei Hochleistungs-Antennen. Wir haben 3D Antennen, die wir jetzt mit Draht oder Kupfer oder andere sperrigen Materialien machen, aber es wäre wirklich schön, wenn wir könnten gerade diese Materialien drucken, und heute wir könnent zu tun, die mit den verfügbaren gedruckten Farben.  Erstellungsvorgangs Magazin: Warum sind die aktuell verwendeten Silber-Nanopartikel-Tinten nicht wirksam für High-Power gedruckte Elektronik?  Fritz: Silber eignet sich für gedruckte Elektronik, weil es einen wirklich guten Job von einer Druckfarbe, durchgehende Linien gehen tut. Und zwar deshalb, weil der Oberflächenatome eines silbernen Teilchen bewegen werden, bis sie eine niedrige Energie vor Ort finden. Das bedeutet in der Regel, dass sie ziemlich leicht in diese elektrisch kontinuierlichen Spuren Sintern können. Leider, sobald sie, die kontinuierliche verfolgen, diese Eigenschaft nicht so jetzt geändert wird bilden, wenn ich Energie, in Form von Temperatur oder sogar häufiger Starkstrom hineingesteckt erhalten Sie Migration führt zum Scheitern. Ess öffnet sich Hohlräume die gleichen Eigenschaften, so dass die Atome unter der Oberfläche und es verbreitet werden. Deshalb, dass Silber nicht als Dirigent macht in Ihr Handy oder Ihren Laptop verwendet wirdSilber ist dieser großen Dirigenten, aber es hat dieses Problem des Seins instabil, vor allem mit hohen Strömen.  Erstellungsvorgangs Magazin: Welche Forschungsansätze sind Sie zum Drucken von Leistungselektronik erkunden?  Fritz: Was wir tun möchte, ist in der Lage sein, etwas zu druckenwie Silber, wo es gut gesintertaber sobald es gesintert es aufhört instabil. Das ist ziemlich schwierig, weil wir darüber hinaus auf eine Anforderung hinzufügen, die wir dont wollen Hochdruck-Verarbeitung. Menschen auf der ganzen Welt arbeiten an Drucken mit Kupfer und Gold und anderen Materialien, und um wirklich eine gute Qualität Kupfer oder Gold zu erhalten, musst du auch hohem Druck und hoher Temperatur während des Sinterprozesses weil haben im Gegensatz zu Silber ess immer relativ stabil.  Was wirVe kommen mit ist eine Möglichkeit, diesen Kompromiss zu haben. Wir starten mit einem Material, das Nano-Schichtenso instabil wie eine Tinte, hat es ein Nano-spaced Reaktionspartner. Einmal drucken wir die Tinte und Sintern wir es, wir sind in der Lage, ein neues Material zu bilden ist eine Legierung des Schichtaufbaus begannen wir mit aber nun diese neue Legierung hat ganz andere Eigenschaften. Es ist von Natur aus hohen Temperaturen stabil. WirVe gezeigt, und wirVe Dirigenten dieser Weg gemacht.  Der Nachteil davon ist, dass wir die anderen Eigenschaften weiter zu verbesserndie mechanische Stabilität für flexible Elektronik, der elektronischen Verbindungstechnik, es direkt mit dem verfügbaren Silber wettbewerbsfähig zu machen. Aber wirschon in der Lage, diese neue Tinten und wir sind gerade in alle Arten von kommerziellen Druckern gedruckt. Wir sind ein vielversprechender Anfang.  Erstellungsvorgangs Magazin: Gibt es Hindernisse für diese Technologie erfolgreich machen?  Fritz: Es gibt einige Optimierungen in diesem Bereich getan werden und es gibt einige neue Chemikalien, denen wir beachten müssen. Wir sind bemüht die Widerstandsfähigkeit zu verbessern. Wir verstehen, dass es ein Trade-off. Wir sind nicht Silber in Bezug auf Widerstandsfähigkeit zu schlagen. Aber auch in jedem Handy sie Kupferdrähte verwendet, und Sie trade-off der bessere Widerstandsfähigkeit aus Silber, für die Zuverlässigkeit von Kupfer. Das ist alles was, die fordern wir den Markt, als auch zu tun. Ich ziehet denke, es ist so verrückt, zu sagen, werden wir ein schlechter Widerstand als Silber, mit dem zusätzlichen Vorteil davon ist bedruckbar und Umgang mit high-Power, haben aber wir müssen Sie sicherstellen, dass wir nicht zu viel von einer Strafe in Widerstand erleben. WirVe, die unser Konzept bewährt und ich denke, jetzt müssen wir verstehen, wie viel mehr Verbesserung der Widerstandsfähigkeit, die wir brauchen, um herrenlose gestalten.  Erstellungsvorgangs Magazin: Was sind die größten Vorteile eines druckbaren Konzepts für diese Hochleistungs-Elektronik?  Fritz: Die eigentliche Herausforderung mit einigen unserer Produkte ist, dass wir dont haben eine Menge Platz. Wir müssen etwas drin, die winkeltreue und Fit sein in eine Kuriosität. Es ist einfacher in gewisser Weise zu drucken. Für unsere Unternehmensgröße, eine Menge Zeit, was wir tun ist beginnend mit kommerziell erhältlichen Produkte, die in die Milliarden Einheiten erfolgen, ein Jahr und dann unter ein paar von diesen Chips oder andere Komponenten, die wir wollen und etwas hinzufügen.  Wir wollen auch mehrere Chips auf ein einzelnes Modul in einer Weise zu verbinden, die ein ganzes Modul Mehrwert haben macht. Wir drucken diese Verpackung verbindet, diese Verbindungen zwischen Chips oder kommerzielle Produkte, weil wir in der Lage dazu, schnell, im eigenen Haus, sein wollen und wir wollen es so, dass wir die Qualität vertrauen können. Druck hat die Vorteile der Anschmiegsamkeit und die Fähigkeit, auf kleinere, individuelle Teile, dass Sie arbeitent es sich leisten, in einer Fabrikationsanlage ausgeführt. Die Tatsache, dass Sie es Steuern bedeutet, dass jeder dies tun kann. Wenn wir dies auf den Markt zu liefern kann jeder eigene Schaltungen drucken.  Dieses Interview wurde für Länge und Klarheit bearbeitet.


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