Die derzeitigen Substrattechnologien schränken das Potenzial der dehnbaren oder flexiblen Hybridelektronik stark ein. Dies liegt daran, dass (a) sie häufig die Aushärtungstemperatur von leitfähigen Tinten begrenzen, wodurch die Leitfähigkeit weit unter der von Bulk-Metall liegt, und (b) sie die Kompatibilität mit Standard-SMT-Prozessen und -Materialien wie dem Reflow-Löten ausschließen.
Die nachstehende Tabelle enthält einen Vergleich der gängigen flexiblen und dehnbaren Substrate. Das gebräuchlichste "flexible" Substrat ist PET, das kostengünstig und chemikalienbeständig ist und eine gute Oberflächenenergie für den Druck von Druckfarben bietet. Es hat jedoch eine schlechte Wärmebeständigkeit, was es im Allgemeinen mit SMT-Verfahren inkompatibel macht und Temperaturbeschränkungen für die Aushärtung der Tinte mit sich bringt, wodurch die erreichten Leitfähigkeitsstufen begrenzt werden können.
Das gebräuchlichste "dehnbare" Substrat ist TPU, das sich hervorragend dehnen lässt und eine gute Oberfläche zum Bedrucken bietet, aber sehr hitze- und feuchtigkeitsunempfindlich ist und die Verarbeitungstemperaturen für Tinte und Lot/Leitkleber noch stärker einschränkt als PET.
Daher besteht ein Bedarf an einem Substrat, das flexibel und dehnbar ist und mit SMD- und Hochtemperaturprozessen kompatibel ist. Panasonic entwickelt ein solches Produkt auf der Grundlage eines neuartigen, patentierten, vollständig vernetzten duroplastischen Polymersystems.
Unten sehen Sie einen Dehnungsvergleich, der zeigt, dass das neue Duroplast-Substrat im Gegensatz zu TPU einen 100%igen Dehnungszyklus ohne Verformung übersteht. Auf der nächsten Folie ist zu sehen, wie dieses Substrat einen Lötflotationsvorgang (1m@260C) übersteht, während PET und TPU vollständig beschädigt werden. Dies zeigt deutlich die bessere Kompatibilität mit Standard-SMT-Verfahren. Als Nächstes sehen Sie die thermische Stabilität der Folie - sie behält ihre Dehnungs- und Zugeigenschaften auch nach 1000 Wärmezyklen (-55 C bis 125 C) bei.
Um einige Anwendungen zu demonstrieren, haben sie Cu-Tinten bei 230 °C gesintert, um hochleitende Kupfertinten herzustellen. Sie demonstrierten auch eine dehnbare LED-Folie zusammen mit dehnbaren Ag-Tinten.
Dies ist natürlich ein relativ frühes Stadium. Kosten- und Mengenfragen müssen noch geklärt werden, die Pastenhersteller müssen möglicherweise die Pastenformulierungen anpassen, um dieses Substrat gut bedrucken zu können, und die Drucker müssen lernen, wie sie dieses Substrat verarbeiten können.
Nichtsdestotrotz ist dieses Substrat vielversprechend, da es leitfähigere Pasten und SMT-Verfahren ermöglichen kann. Es ist keine Lösung, die nach einem Problem sucht, und entspricht eindeutig einem Marktbedarf. [This is automatically translated from English]
