Hvaða hlutverki gegna upphitaðar plötur við herðingu á leiðandi bleki á sveigjanlegu glerundirlagi?

Ný kynslóð sveigjanlegra, rúllanlegra skjáa og þunnra-filmuskynjara er smíðuð á nýju undirlagi: gler þynnra en mannshár, nógu sveigjanlegt til að beygja sig, en samt alveg skýrt. Rafeindarásin á þessu víðigleri er prentuð með einstöku leiðandi bleki úr silfri eða kopar nanóögnum. Blekið þarf að herða-við tiltekið, meðalhitastig-til að bræða málmagnirnar í fastan, leiðandi snefil án þess að bráðna, vinda eða sprunga viðkvæmt, ofur-þunnt glerið. Þessi viðkvæma hitameðferð er gerð á upphitaðri plötu. Það er mjúkt, heitt stig fyrir rafeindatækni framtíðarinnar.

Ferlið að sintra leiðandi blek á sveigjanlegt gler
Hvernig á að nota upphitaða plötuna
Prentaða sveigjanlega glerið er sett á flata heita plötu. Platan er almennt byggð úr efni með mjög lágan varmaþenslustuðul (td Invar eða gler-keramik eins og Zerodur) og framleiðir fullkomlega einsleitt hitasvið, oft á milli 150 gráður og 250 gráður. Þessi mildi, jafni hiti sindar blekið án hitalosts eða brenglunar á glerinu. Yfirborð plötunnar ætti að vera slétt og agnalaust. Yfirleitt er yfirborð plötunnar húðað með non- PTFE-lagi til að koma í veg fyrir að prentaða mynstrið festist við plötuna og til að auðvelda fjarlægingu á hertu undirlaginu. Útkoman er sveigjanleg, gagnsæ og fullvirk rafrás á undirlagi sem hægt er að beygja hundrað þúsund sinnum án þess að brotna.

Nauðsynlegt hlutverk varmajafnvægis og stöðugleika
Platan er gallalaus flatt, varmamilt, ofur-hreint rúm sem bakar hringrásarskipulag á glerplötu sem er þynnri en pappír. Framleiðsluaðferð upphitaðs plötuleiðandi bleks, sveigjanlegs glers, krefst einstaks hitastigs yfir allt plötuflötinn, venjulega innan ±2 gráður. Staðbundinn heitur punktur myndi skekkja glerið eða herða blekið yfir. Kaldur staðsetning myndi skilja blekið eftir undir hertu og óleiðandi. Lítil-varma-þenslubygging plötunnar tryggir að flatleikinn breytist ekki við hækkun hitastigs, heldur í nánu sambandi við glerið og yfirborð plötunnar. Platan er fest á virkan dempaðan ramma til að lágmarka titring og vélrænt högg, þar sem hreyfing meðan á sintrun stendur gæti strokað þunnu leiðandi línurnar.

Aðferðarathugasemd: Óvirkt gas andrúmsloft fyrir kopar nanóagna blek
Ef leiðandi blek er byggt á kopar nanóögnum (ódýrari og leiðandi en silfur), þarf óvirkt gasloft (köfnunarefni eða argon) í hertuhólfinu. Við háan hita oxast kopar hratt og myndar húð af ó-leiðandi koparoxíði á yfirborði nanóagnanna. Þessi oxun hindrar rétta samruna agnanna og eykur rafviðnámið verulega. Til að koma í veg fyrir þetta er hituð platan umkringd hólfi sem er skolað með mjög hreinu köfnunarefni (súrefnisinnihaldi)<50 ppm) before and throughout the sintering cycle. This same inactive environment also shields the pliable glass substrate from the stress generated by moisture. For silver-based inks a nitrogen atmosphere is optional but is commonly used anyway to maintain a clean, contamination-free environment.

Tæknileg nákvæmni: Nákvæm hitastjórnun og titringseinangrun
Sintering hitastigssvið
Hertuhitastigið skiptir sköpum og þarf að stjórna því innan mjög þétts glugga, venjulega ±2 gráður. Silfur nanóagna blek er best að herða við kjörhitastig á milli 150 gráður og 200 gráður, en koparblek þarf aðeins hærra hitastig, um 200–250 gráður, til að gera grein fyrir eldföstari eðli kopars, á meðan það er enn undir glerhitastigi hvers kyns fjölliða yfirhúðlaga. Upphitaða plötunni fylgir fjöldi innbyggðra hitaeininga (venjulega einn á hverja 100 cm2 yfirborðsflatarmáls) og PID-stýringu til að stjórna rafmagnshitunareiningum (td skothylkihitara eða ætaðri filmuhitara) sem staðsettir eru á bakhlið plötunnar.

Vélræn einangrun og titringur
The platen should be constructed to minimise any vibration or mechanical shock. Even micro-scale vibrations (amplitude >0,5 µm) meðan á sintunarferlinu stendur gæti valdið ójafnri flæði fljótandi bleksins áður en það storknar, sem leiðir til brotinna ummerkja eða minnkaðrar línukantsskerpu. Þess vegna er plötusamsetningin aðskilin frá titringi byggingar, með því að nota loftvirka einangrunarbúnað eða virka piezoelectric dempara. Heildarhitunarstigið er komið fyrir á þungum granítbotni til að draga úr lágtíðnistruflunum.

Ályktun: Kveikir á framtíð sveigjanlegra raftækja
Upphitaða platan er milt, nákvæmt hitauppstreymi sem hertar rafrásirnar á byltingarkenndan sveigjanlegan glerhólf, sem gerir næstu kynslóð beygjanlegra, óbrjótanlegra skjáa og skynjara kleift. Platan gefur nákvæmlega einsleitan, lág-hitahita í vandlega stýrðu, titringslausu- og (þar sem þess er þörf) óvirku andrúmslofti til að breyta prentuðu nanóagnableki í áreiðanlegar, mjög leiðandi málmspor án þess að eyðileggja ofurþunnt glerið. Framtíð sveigjanlegrar rafeindatækni er bökuð á gleri með gallalausri flatri, heitri plötu - mjúklega, nákvæmlega og án nokkurs brots eða skekkju.