印刷电子——英国约克郡研讨会焦点
- 10/26/2010
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电子约克中心位于英格兰北部历史上有名的约克郡利兹市附近。电子约克郡是一个非盈利性组织,其宗旨是为电子行业的发展提供技术上支持、网络和电子培训。印制约克在国内和国际上受到广泛的认可,其目标是促进约克郡的印制和印制包装行业,为印制行业的买家和卖家创造更多的业务机会。
电子约克和印制约克合作组织了一个主题为印制电子——技术和应用的网络研讨会,该研讨会汇聚了多元化的群体,代表电子业、印刷业、学术机构和技术开发,分享电子产品行业内最近的事态发展和信息。

Dave Williams,电子约克业务发展经理,举办了此次研讨会,并介绍了第一位发言者,来自拉夫堡大学创新电子产品制造中心(IeMRC)的Martin Goosey教授,他的演讲题目是“印制电子产品和leMRC”。Goosey教授解释了“印制电子”和“塑料电子”是用来描述基于有机聚合半导体材料的电子产品的一般术语。有机聚合半导体材料通过添加剂或印制技术,具有很多应用程序提供了一种有竞争力的或高级混合的新性能,和制造效益。印刷技术在大面积柔性基底上,以低廉的成本提供了轻型和牢固的电子产品,全世界有3000多个公司、大学和研究机构正在研制。印刷电子市场刚刚才开始出现,2010年印刷和薄膜电子市场有望达到192亿美元。RFID和OLED中的直接应用程序显示了人造有机薄膜晶体管技术。

IeMRC目前支持三个印制电子项目:布鲁内尔大学正在利用平版印制技术在锌-锰二氧化物上制造印制电池结构,通过银电流收集器,由“放大经验”问候卡制造商商业化。布鲁内尔大学目前还正在与一家制药公司合作研制应用程序。萨里大学正在研究聚合物(3,4-乙烯基),PEDOT薄膜,和有机替代铟锡氧化物电沉积形态特征和技术影响。与旋转涂层相比,Inkjetting提供了更好的控制,和更少的材料浪费,但是需要密切注意涂层和干燥条件,以实现类似的电性能。
牛津大学、利兹大学、曼彻斯特和班戈大学正合作研制一个新的在卷到卷真空制程碳基电子IeMRC旗舰项目,配合在食品包装行业已经广泛使用的真空涂层技术,制造技术已经深入在食品包装行业确立为基础的适应真空镀膜技术,作为防伪、品牌保护和产品跟踪应用上大批量低成本的电子设备。已被证明简单晶体管可以通过卷到卷制程高产量和高速度地制造,需要克服的主要技术障碍是有机和无机薄膜多层结构制程沉积的工艺条件优化。
Goosey教授谈到了纳米技术的发展作为印刷电子的关键因素和广泛的潜在应用已被确定为碳纳米管。碳纳米管具有很好的力学、热学和电学性质,使得它在导电复合材料和油墨,和铜纳米线中的广泛使用都非常理想,它可以通过卷到卷制程作为涂层,形成透明导电层,作为一个潜在的铟锡氧化物的替代产品,特别是在柔性显示器及薄膜太阳能电池板的应用上。

英国利兹大学行业协作数字印制中心主任Long Lin教授,他的演讲主要关注印制电子的大货生产应用,印制行业可以很轻易地融入现有的传统印刷技术中。他用医疗诊断传感作为制造中被广泛认可的产品的第一个例子,并介绍了血糖传感器的主要特点。虽然该设备是一个相对复杂的多层次结构,有PVC基板、碳导体、银氯化银参比电极、聚合物膜和介电层,但它的制作成本低,涉及圆网印花大批量序列气溶胶印刷、复合、柔性版印刷与在线质量控制。
其他例子包括血液胆固醇和血液中的酒精和监测食品的新鲜度传感器。零售业中的交互式包装和医疗保健行业,其中都蕴藏着令人兴奋的机会,例如药品智能包装,以改善病人的顺应性。电子产品已开始与医疗、军事、工业、商业和住宅应用的纺织品相结合。主要的挑战是生产具有水洗、穿着和褶皱电阻的导电轨道和互联。

印制电子公司的Steve Jones博士在其演讲中回顾了印制电子最新信息,他的演讲题目是“数码印刷电子”。传统电子产品和印制电子产品最主要的区别是前者在元件功能和可靠性的数据上可以有数百万人年,但是没有印制电子的元件数据库,功能或可靠性方面的信息也很少。“组件”是油墨,通常在载体中以纳米粒子的形式存在,为印制方法提供适当的表面张力和粘度,可以是丝网、柔版、凹版、平版印刷或喷墨印刷。而油墨可以形成导体、电介质、主动或被动元件。
Jones博士主要兴趣的方面是喷墨印刷,一种完全添加的非接触式数字化的过程,无需模具,这是在不规则表面和怪异轮廓上打印功能性油墨的非常灵活的方法,包括在凹形表面上打印。电子功能材料可以和彩色图形制作相结合,例如智能包装应用的活跃的图形。他讨论了打印头,打印机平台和油墨基底的相互作用,尤其是印刷后油墨的functionalisation——一个典型的银纳米粒子油墨金属含量是50%,高导怎么可能实现呢?质量更好的银纳米例子油墨沉积的一个特性是它们的烧结温度低,高电导率可通过烤箱120°C或氙气闪光固化在低成本的纸或塑料基板上实现。Jones博士以一些演示单层纳米银电路的制程效益和成本计算的图片结束了他的演讲。

最后的演讲来自PETEC印制电子技术中心模式设计经理Bela Green。PETEC印制电子技术中心是一个英格兰西南部的设计、开发和原型制造工厂,通过提供客户自身不具备的设备和专家意见,降低客户投资资本和风险,为快速地吧印制电子产品带入市场提供帮助。他们的塞奇菲尔德的网站有一个很大的洁净室面积,由模式和电气测试支持。最初,尽管设备也有助于概念证明固态照明和有机光伏产品的制造,但是工作主要集中在对印制晶体管底板柔性显示器的开发上。用于测试塑胶基板阻隔性能的卷筒到卷筒真空溅射喷料器和设备被覆盖在它们的柔性电子基底设施中,那里还有用于柔性太阳能光伏电池,薄膜晶体管显示器和节能照明制造的高级基板。第三个工厂专门从事原子层沉积薄膜新的应用。格林女士介绍了综合智能系统的概念,这是一个采用传统和印制电子的混合方法,通过传统印刷工艺实现贴近市场的印制电子应用,已在印制、电子和包装结构中存在,并提供了工厂在PETEC上的试验过程,而不是停止现有的生产线。
本次研讨会非常成功地实现了它的主题,让电子人和印制人理解一些印制电子的概念,以及潜在的技术和商机。它使人们开阔了眼界,满足了大家的好奇心,激起了一些建设性的讨论,其中一定会出现一些富有成效的合作。感谢电子约克和印制约克及其伙伴的努力。
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