Ink-jet printed dielectric layers containing BaTiO3 nanopowders

• Autorzy: Słoma М. , Lenkiewicz K. , Wróblewski G. , Młożniak A. , Jakubowska М.

Warianty tytułu

PL

Warstwy dielektryczne zawierające nanoproszki ВаТiO3 otrzymywane techniką druku strumieniowego

• Konferencja: International Microelectronics and Packaging IMAPS-CPMT Poland Conference (37 ; 22-25.09.2013 ; Kraków, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Elaboration of new dielectric ink which contains barium titanate powder is presented in this paper. Ink-jet printing drop-on-demand technique was used on single nozzle laboratory stand specially adapted for evaluation of synthesized inks. Electric parameters of control signal, like amplitude, width and frequency has a big influence on drop generation from BaTiO₃ inks. Linear relationship between signal amplitude and velocity was observed. Distance of following drops has an impact on quality of prints, especially linearity and quality of the edges. Distance between printed dots and their dimensions are dependent on appropriate droplet formation. We have investigated some phenomena of ink such as “coffee ring” effect, “stacked coins” and “first drop problem”. Obtained drops were smaller than 60 μm with line width less than 100 μm. Morphology of printouts was evaluated with white light interferometry and contact profilometer. Influence of substrate temperature on line morphology was also evaluated. Temperature up to 80°C was used to increase solvent evaporating. Different types of lines were observed, including desirable uniform line, bulging effect, scalloped line and “stacked coins’’ structure.

PL

Niniejszy artykuł przedstawia proces opracowania nowego atramentu dielektrycznego, zawierającego proszek tytanianu baru. Użyto specjalnie przygotowanego stanowiska do druku strumieniowego metodą pojedynczej kropli, przeznaczonego do badania opracowywanych atramentów. Parametry elektryczne sygnału sterującego, jak amplituda, szerokość impulsu i częstotliwość mają duży wpływ na poprawne tworzenie kropli z atramentu zawierającego BaTiO₃. Obserwowano liniową zależność między amplitudą sygnału i prędkością kropli. Odległość między następującymi kroplami wpływa na jakość wydruków, szczególnie na prostoliniowość i jakość krawędzi. Odległość między drukowanymi punktami i ich wymiary zależą od odpowiedniego uformowania kropli. Badaliśmy kilka typowych zjawisk, takich jak efekt plamy kawy, czy efekt stosu monet a także problemy związane z tworzeniem pierwszej kropli. Otrzymano krople mniejsze niż 60 mikronów, pozwalające uzyskać linie o szerokości mniejszej niż 100 μm. Morfologię wydruków oceniano metodami interferometrycznymi i profilometrem stykowym. Zaobserwowano również wpływ temperatury podłoża na morfologię ścieżek. Stosowano temperatury do 80°C w celu przyspieszenia odparowania rozpuszczalnika. Otrzymano różne rodzaje linii, o pożądanej jakości, niejednorodnej szerokości oraz struktury schodkowej (efekt stosu monet).

Słowa kluczowe

EN

printed electronics; ink-jet printing; nanomaterials; barium titanate

PL

elektronika drukowana; druk strumieniowy; nanomateriały; tytanian baru

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 55, nr 1
• Strony: 35--37
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Słoma М.

• Politechnika Warszawska, Wydział Mechatroniki
• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, Warszawa

autor

Lenkiewicz K.

• Politechnika Warszawska, Wydział Mechatroniki

autor

Wróblewski G.

• Politechnika Warszawska, Wydział Mechatroniki

autor

Młożniak A.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, Warszawa

autor

Jakubowska М.

• Politechnika Warszawska, Wydział Mechatroniki
• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, Warszawa

Bibliografia

• [1] Meier H., Loffelmann U., Mager D. et al., Inkjet printed, conductive, 25 μm wide silver tracks on unstructured polyimide, Physica Status Solidi (A), 206 (2009) 1626.
• [2] Xia Y. Friend R. H., Controlled chase Separation of polyfluorene blends via inkjet printing, Macromolecules, 38 (2005) 6466.
• [3] Meyer W., Inkjet Printing of Bio-Materials, coatings and Polymers, DPI Inkjet Workshop, Eindhoven 2007.
• [4] Weng B., Shepherd R.L., Crowley K. et al., Printing conducting polymers, Analyst, 135 (2010) 2779.
• [5] Wallace D. B., Ink-Jet Technology for Manufacturing and Instrument Applications, 20th Workshop on Micromachining, Micromechanics and Microsystems, Touluse, September 2009.
• [6] Subramanian V., Chang P. C., Lee J. B. et al., Progress Toward Development of All-Printed RFID Tags: Materials, Processes, and Devices, Proceedings of the IEEE, 93 (2005) 1330.
• [7] Calvert P., Inkjet Printing for Materials and Devices, Chemistry of Materials, 13 (2001) 3299.
• [8] Bidoki S. М., McGorman D., Lewis D. М., Ink-jet Printing of Conductive Patterns on Textile Fabrics, Journal of Micromechanics and Microengineering, 17 (2005) 967.
• [9] Famili A., Palkar S.A., Baldy J.W.J., First drop dissimilarity in drop-on-demand inkjet devices, Physics of Fluids, 23 (2011) 012109.