Druk strumieniowy jako metoda wytwarzania elastycznych obwodów drukowanych

• Autorzy: Tomaszewski G. , Potencki J. , Dudek M.

Identyfikatory

DOI

10.7862/re.2015.20

Warianty tytułu

EN

Inkjet printing as manufacturing method of flexible printed circuit

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Nieustanny rozwój przemysłu elektronicznego i opracowywanie coraz nowszych aplikacji sprawiają, że potencjał elektroniki drukowanej, stanowiącej uzupełnienie innych technologii, ciągle rośnie. Elastyczność staje się bardzo pożądaną cechą, która w wielu obszarach nabiera szczególnego znaczenia. Z tego powodu istotną rolę zaczynają odgrywać technologie, które do tej pory były znane w innych sferach aktywności społeczno-gospodarczej, jednak z uwagi na mało rozwiniętą bazę materiałową nie były dostrzegane w dziedzinie elektroniki. Druk strumieniowy, obecny do tej pory w przemyśle poligraficznym, zwiększa swój udział w przemyśle elektronicznym. Produkcja obwodów drukowanych i rozmaitych innych układów/struktur przy użyciu tej techniki pozostaje obecnie przedmiotem wielu badań. Z tego powodu w niniejszym artykule scharakteryzowano podstawową bazę materiałową w odniesieniu do wybranych aplikacji elektronicznych i opisano proces wytwarzania elastycznej elektroniki drukowanej przy użyciu wspomnianej technologii. Zarówno proces technologiczny, jak i materiały, ujęto w kontekście prac badawczych prowadzonych w Laboratorium HYBRID Zakładu Systemów Elektronicznych i Telekomunikacyjnych. W pracy omówiono proces technologiczny realizacji struktur antenowych identyfikatorów RFID przy użyciu systemu drukującego PixDro LP 50, a także wspomniano o problemach jakie występują w tym zakresie. Prezentowane w artykule ujęcie technologii ma charakter poznawczy i stanowi bazę do ukierunkowanych dalszych prac badawczych.

EN

The continual development of the electronics industry and elaborations of newer and newer applications make potential of printed electronics, which complements other technologies, continuously growing. Flexibility is becoming a very desirable feature which is of particular importance in many areas. For this reason technologies which were known so far in other spheres of socialeconomic activities are starting to play the substantial role; however, due to the little developed material base, they were not noticed in the electronics field. Ink jet printing presents so far in the printing industry, but it is increasing its participation in the electronics industry. The manufacturing of printed circuit boards and various other structures using this technique is currently the subject of many researches. For this reason in the presented article, the basic material base in chosen electronic applications was characterized and flexible printed electronics manufacturing processes using the mentioned technology was described. Both technological process and materials were included in the context of researches conducted in the HYBRID laboratory at Department of Electronic and Communications Systems. The technological process for the realization of RFID identifiers antenna structures using PixDro LP50 inkjet printing system was discussed as well as there were mentioned problems which are appearing in this respect. The approach presented in this article has a cognitive character and constitutes the base for further research works.

Słowa kluczowe

PL

druk strumieniowy; elektronika drukowana; elektronika elastyczna; tusz nanosrebrowy; technologia elektroniczna

EN

inkjet printing; printed electronics; flexible electronics; nano-silver ink; electronic technology

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Elektrotechnika
• Rocznik: 2015
• Tom: z. 34 [292], nr 2
• Strony: 259--274
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Tomaszewski G.

• Politechnika Rzeszowska, Zakład Systemów Elektronicznych i Telekomunikacyjnych, al. Powstańców Warszawy 12

autor

Potencki J.

• Politechnika Rzeszowska, Zakład Systemów Elektronicznych i Telekomunikacyjnych, al. Powstańców Warszawy 12

autor

Dudek M.

• Politechnika Rzeszowska, Student Wydziału Elektrotechniki i Informatyki, al. Powstańców Warszawy 12

Bibliografia

• [1] Jakubowska M.: „Techniki drukarskie w elektronice. Materiały i technologie”, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2013
• [2] Nie X., Wang H., Zou J.: „Inkjet printing of silver citrate conductive ink on PET substrate”, Applied Surface Science, vol. 261, 2012, pp. 554-560
• [3] Kamyshny A., Steinke J., Magdassi S.: „Metal-based Inkjet Inks for Printed Electronics”, The Open Applied Physics Journal, vol. 4, 2011, pp. 19-36
• [4] Li Y., Rida A., Vyas R., Tentzeris, M.M.: „RFID Tag and RF Structures on a Paper Substrate Using Inkjet-Printing Technology”, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 55 (12), 2007, pp. 2894-2901
• [5] Janeczek K., Jankowski-Mihułowicz P., Jakubowska M., Kozioł G., Młożniak A., Futera K., Stęplewski W.: „Performance Characterization of UHF RFID Antennas Manufactured with Screen Printing Technique on Flexible Substrates”, Microelectronic Materials and Technologies, vol. 2, 2012, pp. 61-74
• [6] Węglarski M., Jankowski-Mihułowicz P., Tomaszewski G.: Flexible antenna design for HF RFID semi-passive transponder in inkjet technology, XI Symposium of Magnetic Measurements SPM, Częstochowa-Woźniki, 21.10.2014
• [7] Zardetto V., Brown T.M., Reale A., Di Carlo A.: „Substrates for flexible electronics: A practical investigation on the electrical, film flexibility, optical, temperature, and solvent resistance properties”, Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics, vol. 49 (9), 2011, pp. 638-648
• [8] DuPont™ Kapton® HN polyimide film - Technical Data Sheet, 2011
• [9] DuPont™ Mylar® polyester film - Product Information, 2003
• [10] Teijin DuPont Films - Teonex Product Information, 2004
• [11] Felba J., Mościcki A.: „Wykorzystanie druku strumieniowego do tworzenia mikrostruktur przewodzących elektrycznie”, Drukowana elektronika w Polsce (Jakubowska M., Sitek J., red.), Monografia Instytutu Tele- i Radiotechnicznego, 2010
• [12] Harima Chemicals Group: „NanoPaste series – Concept & Electronic Materials”, nota katalogowa pobrana ze strony producenta, 2013, pp. 21
• [13] Amepox Microelectronics: „Nano Ink AX JP-6n Atrament przewodzący do drukowania Ink Jet”, nota katalogowa pobrana ze strony producenta, 2013
• [14] Amepox Microelectronics: „Nano Ink AX JP-60n Low Temperature Conductive Ink for Jet Printing”, nota katalogowa pobrana ze strony producenta, 2014
• [15] Yin Z., Huang Y., Bu N., Wang X., Xiong Y.: „Inkjet printing for flexible electronics: Materials, processes and equipments”, Chin. Sci. Bull., vol. 55 (30), 2010, pp. 3383-3407
• [16] Tomaszewski G., Potencki J., Wałach T., Pilecki M.: „Investigation of ink spreading on various substrates in inkjet technology”, Proceedings of 38th International IMAPS-CPMT Poland Conference & Exhibition, 2014
• [17] Lee D.J., Oh J.H., Bae H.S.: „Crack formation and substrate effects on electrical resistivity of inkjet-printed Ag lines”, Materials Letters, vol. 64 (9), 2010, pp. 1069-1072
• [18] Shi C.W.P., Shan Xuechuan, Tarapata G., Jachowicz R., Weremczuk J., Hui T.H.: „Fabrication of Wireless Sensors on Flexible Film Using Sreen Printing and via Filling", Microsystem Technologies, Springer, vol. 17, 2011, pp. 661-667
• [19] Dziedzic A., Słobodzian P.: „Modern Microelectronic Technologies in Fabrication of RFID Tags”, Radioengineering, vol.20, 2011, pp.187-193
• [20] Soo-Jin Park, Eun-Jung Lee, Kwon Soo-Han: „Influence of Surface Treatment of Polyimide Film on Adhesion Enhancement between Polyimide and Metal Films”, Bulletin of the Korean Chemical Society, vol. 28, 2007, pp. 188-192

Uwagi

PL

Część przedmiotowych prac została zrealizowana w ramach projektu pt. „Synteza autonomicznego identyfikatora półpasywnego, dedykowanego do pracy w wielokrotnych, dynamicznych systemach RFID”, finansowanego przez NCBiR w ramach I PBS (nr PBS1/A3/3/2012). W pracach badawczych wykorzystano także aparaturę zakupioną w wyniku realizacji projektów: a) „Rozbudowa infrastruktury naukowo-badawczej Politechniki Rzeszowskiej”, nr POPW.01.03.00-18-012/09, współfinansowanego ze środków UE w ramach PO RPW 2007-2013, Priorytet I, Nowoczesna Gospodarka, Działanie 1.3, Wspieranie Innowacji; b) "Budowa, rozbudowa i modernizacja bazy naukowo-badawczej Politechniki Rzeszowskiej", nr UDARPPK. 01.03.00-18-003/10-00,współfinanego ze środków UE w ramach RPO WP 2007-2013.