Collegamenti elettrici meno costosi
Le piccole e medie imprese (PMI) attive nel campo dell’elettronica fabbricano tradizionalmente i loro inchiostri dalle nanoparticelle di argento. Il materiale grezzo e i suoi costi di elaborazione sono piuttosto elevati, rappresentando circa la metà dei costi totali dei prodotti. I ricercatori del progetto CLIP (“Enhancing printed electronics applications by SMEs”), finanziato dall’UE, si sono concentrati sull’abbassamento dei costi associati ai dispositivi che impiegano inchiostri conduttivi. I ricercatori hanno sviluppato inchiostri conduttivi non costosi da miscele di schegge di rame a basso costo e una piccola quantità di nanoparticelle per la stampa su schermo e la stampa flessografica. La sinterizzazione o sterilizzazione fotonica è stata usata per velocizzare la procedura e facilitare lo sviluppo di prodotti per mercati altrimenti non accessibili. La sinterizzazione fotonica è un processo a temperatura elevata che utilizza luce pulsata invece di calore costante come in un forno. Consente temperature notevolmente più elevate rispetto a quelle che un substrato potrebbe sopportare normalmente, estendendo l’utilizzo a substrati in plastica o carta flessibile ed economica. La sinterizzazione fotonica degli inchiostri in rame a basso costo ha portato a prestazioni paragonabili (resistenze di superficie) su display elettroluminescenti (superficie piatta) e all’imballaggio intelligente relativo a inchiostri in argento in pellicola spessa e sedimentata termicamente. Gli scienziati hanno stimato che il costo per l’utente finale degli inchiostri verrebbe ridotto di almeno il 50 %. Inoltre, le tecnologie spianano la strada a mercati precedentemente inaccessibili, compresa l’identificazione di frequenza della radio a frequenza ultra elevata (RFID) che facilitano la leggibilità a lunghe distanze Il team ha inoltre sviluppato gli inchiostri per stampa a getto di inchiostro e la stampa aerosol fatta di nanoparticelle in argento di varie dimensioni (distribuzione di dimensioni multimodali), tra cui 2 dimensioni di particelle molto più piccole del riferimento di 40 nm. Le particelle più piccole sinterizzano a temperatura più bassa, rendendo una struttura più densa con conduttività superiore alla stessa temperatura di sinterizzazione rispetto alla distribuzione unimodale. Ciò significa che lo spessore dei materiali e i costi associati possono essere ridotti per la stessa conduttività. Gli inchiostri multimodali sono stati dimostrati in nuove applicazioni, tra cui economiche etichette RFID senza chip e sensori di imballaggio intelligenti. Come promesso, CLIP ha offerto due alternative non costose agli inchiostri convenzionali conduttivi delle nanoparticelle di argento per elettronica stampata. Le formule a base di rame e quelle in argento multimodale potrebbero abbassare i costi degli inchiostri del 40-50 % aprendo contemporaneamente le porte a nuovi mercati per le PMI che li producono.
Parole chiave
Inchiostri conduttivi, elettronica stampata, rame, sinterizzazione fotonica, inchiostri multimodali