Fotonické vytvrzování - Photonic curing

Fotonické vytvrzování tištěné nanosilverové stopy PET.

Fotonické vytvrzování je vysokoteplotní tepelné zpracování a tenký film pomocí pulzního světla z a žárovka.[1] Když se toto přechodné zpracování provádí na nízkoteplotním substrátu, jako je plast nebo papír, je možné dosáhnout výrazně vyšší teploty než substrát[2] obvykle vydrží pod rovnovážným zdrojem tepla, jako je trouba.[1][3] Protože rychlost většiny procesů tepelného vytvrzování (sušení, slinování, reakce, žíhání atd.) obecně rostou exponenciálně s teplotou (tj. poslouchají Arrheniova rovnice ), tento proces umožňuje vytvrzení materiálů mnohem rychleji než v peci.[3][4]

Stal se transformačním procesem používaným při výrobě tištěné elektroniky, protože umožňuje nahradit levné a flexibilní substráty tradičními skleněnými nebo keramickými substráty. Zpracování vyšší teplotou, které umožňuje fotonické vytvrzování, navíc exponenciálně zkracuje dobu zpracování, často z minut dolů na milisekundy, což zvyšuje propustnost při zachování malé stopy stroje.

Použití

Fotonické vytvrzování se používá jako technika tepelného zpracování při výrobě tištěná elektronika protože umožňuje náhradu skleněných nebo keramických podkladových materiálů za levné a pružné podkladové materiály, jako jsou polymery nebo papír. Účinek lze prokázat běžným bleskem fotoaparátu.[5] Průmyslové fotonické vytvrzovací systémy jsou obvykle vodou chlazené a mají ovládací prvky a vlastnosti podobné průmyslovým lasery. Pulzní frekvence může být dostatečně rychlá, aby umožnila vytvrzení za chodu při rychlostech nad 100 m / min, což je vhodné jako proces vytvrzování pro zpracování roll-to-roll. Rychlost zpracování materiálu může přesáhnout 1 m2/ s.[3][6]

Složitost dospívání moderní tištěné elektroniky pro zákaznické aplikace vyžaduje vysokou propustnost výroby a vylepšenou funkci zařízení. Funkčnost tištěné elektroniky je kriticky důležitá, protože zákazníci požadují od každého zařízení více. Do každého zařízení je navrženo více vrstev, které vyžadují stále univerzálnější techniky zpracování. Fotonické vytvrzování je jedinečně vhodné k doplnění zpracovatelských potřeb při výrobě moderní tištěné elektroniky poskytnutím rychlého, spolehlivého a transformačního kroku zpracování. Fotonické vytvrzování umožňuje nižší rozpočet na tepelné zpracování se současnými materiály a může poskytnout cestu k začlenění pokročilejších materiálů a funkcí do budoucí tištěné elektroniky.

Rozvoj

Fotonické vytvrzování je podobné pulznímu tepelnému zpracování, vyvinutému na Národní laboratoř v Oak Ridge, ve kterém je použita plazmová oblouková lampa. V případě fotonického vytvrzování je zářivý výkon vyšší a délka pulsu kratší. Celková expozice záření na pulz je při fotonickém vytvrzování nižší, ale pulsní frekvence je mnohem rychlejší.[7]

Reference

  1. ^ A b K. A. Schroder, Technical Proceedings of the NSTI Nanotechnology Conference and Trade Show, 2, 220-223, 2011.
  2. ^ „Mechanismy Photonic Curing ™: Zpracování vysokoteplotních filmů na nízkoteplotních substrátech“ (PDF).
  3. ^ A b C K. A. Schroder, S. C. McCool, W. R. Furlan, Technical Proceedings of the 2006 NSTI Nanotechnology Conference and Trade Show, 3, 198-201, 2006.
  4. ^ „Ve flexibilní elektronice jde o ochranu papíru“. výzkum a vývoj. Archivovány od originál dne 25. července 2012. Citováno 24. prosince 2014.
  5. ^ US Pat. 7 7820 097.
  6. ^ „Vítěz ceny NovaCentrix R&D 100, 2009“ (PDF). Archivovány od originál (PDF) 1. října 2011. Citováno 18. července 2011.
  7. ^ „Materials Process Group, OakRidge“. Archivovány od originál 1. října 2011. Citováno 19. července 2011.