Вплив попередньої обробки паперової основи коронним розрядом на провідність металевих електродів для друкованої електроніки, нанесених магнетронним напиленням
DOI:
https://doi.org/10.20535/2077-7264.3(85).2024.319104Ключові слова:
обробка коронним розрядом, магнетронне напилення, струмопровідні доріжки, паперові основи, друкована електроніка, поверхня паперу, профіль поверхні, гнучкі основиАнотація
У статті описується дослідження впливу обробки коронним розрядом на електричні властивості струмопровідних доріжок, нанесених методом магнетронного напилення на паперові основи. Це дослідження охоплює два основні аспекти: тип паперу (матовий або глянцевий) та потужність обробки коронним розрядом (1000 Вт і 3000 Вт). Основною метою є визначення ефективних комбінацій цих параметрів для зменшення електричного опору струмопровідних доріжок, що є ключовим показником продуктивності в друкованій електроніці. Показано, що застосування коронного розряду значно покращує адгезію матеріалів до паперових основ, що, своєю чергою, забезпечує вищу стабільність і провідність струмопровідних доріжок. Зокрема, матовий папір, оброблений при потужності 3000 Вт із використанням підшару хрому, демонструє найкращі показники електричного опору для доріжок різної ширини. Окрім цього, дослідження включає детальний аналіз методів нанесення струмопровідних матеріалів, зокрема технології магнетронного напилення, яка дозволяє отримувати однорідні покриття з високою адгезією. Особлива увага приділяється методології вимірювання електричних характеристик доріжок, що включає калібрування обладнання, використання сучасних мультиметрів та контроль відстані між щупами. Дослідження закладає фундамент для подальших розробок у сфері друкованої електроніки, де передбачається інтеграція друкованих технологій із традиційними методами осадження. Отримані результати демонструють перспективність використання паперових основ у виробництві гнучких, екологічно чистих і економічно ефективних електронних компонентів. Це дослідження має велике значення для розвитку технологій, орієнтованих на використання доступних і відновлюваних матеріалів, таких як папір, у створенні інноваційної електроніки.
Посилання
Hu, J., Wang, S., Wang, L., Li, F., Pingguan-Murphy, B., Lu, T. J., & Xu, F. (2014). Advances in paper-based point-of-care diagnostics. Biosensors and Bioelectronics, Vol. 54, 585–597. https://doi.org/10.1016/j.bios.2013.10.075.
He, Y., Wu, D., Zhou, M., Zheng, Y., Wang, T., Lu, C., Zhang, L., Liu, H., & Liu, C. (2021). Wearable Strain Sensors Based on a Porous Polydimethylsiloxane Hybrid with Carbon Nanotubes and Graphene. ACS Applied Materials & Interfaces, 13(13), 15572–15583. DOI: 10.1021/acsami.0c22823.
Khan, Y., Thielens, A., Muin, S., Ting, J., Baumbauer, C., & Arias, A. C. (2020). A New Frontier of Printed Electronics: Flexible Hybrid Electronics. Adv. Mater., 32, 1905279. https://doi.org/10.1002/adma.201905279.
Kyrychok, T. Yu., & Bardovskyi, B. O. (2023). Klasyfikatsiia metodiv druku ta materialiv drukovanoi elektroniky. Tekhnolohiia i tekhnika drukarstva, (4(82), 22–40. https://doi.org/10.20535/2077-7264.4(82).2023.291596 [in Ukrainian].
Chyan, Y., Ye, R., Li, Y., Singh, S. P., Arnusch, C. J., & Tour, J. M. (2018). Laser-Induced Graphene by Multiple Lasing: Toward Electronics on Cloth, Paper, and Food. ACS Nano, 12(3), 2176–2183. DOI: 10.1021/acsnano.7b08539.
Park, S., Lee, J., Kong, D., Choi, J., Jung, H., Park, Y., Park, H., Jung, J., & Lee, M. (2023). Laminating Structure for Interlayer Corona Discharge Treatment Toward Ion‐Based Nanogenerators. Small Methods, 7. https://doi.org/10.1002/smtd.202300097.
Prezas, P., Soares, M., Borges, J., Silva, J., Oliveira, F., & Graça, M. (2023). Bioactivity Enhancement of Plasma-Sprayed Hydroxyapatite Coatings through Non-Contact Corona Electrical Charging. Nanomaterials, 13(6), 1058. https://doi.org/10.3390/nano13061058.
Wilkinson, N. J., Smith, M. A. A., Kay, R. W., & et al. (2019). A review of aerosol jet printing — a non-traditional hybrid process for micro-manufacturing / N. J. Wilkinson. Int. J. Adv. Manuf. Technol., 105, 4599–4619. https://doi.org/10.1007/s00170-019-03438-2.
Torrinha, Á., & Morais, S. (2021). Electrochemical (bio)sensors based on carbon cloth and carbon paper: An overview. TrAC Trends in Analytical Chemistry, Vol. 142, 116324. https://doi.org/10.1016/j.trac.2021.116324.
Morić, M., Majnarić, I., & Barišić, M. (2020). Effect of corona power on the CMY reproduction quality with ElectroInk printed on fine art paper. Cellulose Chemistry and Technology, 54(1–2), 103–111. DOI: 10.35812/CelluloseChemTechnol.2020.54.12.
Li, H., Wang, Z., Yang, L., & Chen, Q. (2019). Insight into the remaining high surface energy of atmospheric DBD plasma-treated polyethylene web after three months’ aging. Plasma Science and Technology, 21(1), 015504. DOI: 10.1088/2058-6272/aae2ad.
Kou, R., Zhong, Y., & Qiao, Y. (2020). Flow electrification of corona-charged polyethylene terephthalate film / R. Kou, // Langmuir: the ACS journal of surfaces and colloids, Vol. 36(32). https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.0c01596.
Gao, W., Ota, H., Kiriya, D., Takei, K., & Javey, A. (2019). Flexible Electronics toward Wearable Sensing. Accounts of Chemical Research, 52(3), 523–533. DOI: 10.1021/acs.accounts.8b00500.
Zhu, S., Lou, C.-W., Zhang, S., Wang, N., Li, J., Feng, Y., He, R., Xu, C., & Lin, J.-H. (2022). Clean surface additive manufacturing of aramid paper-based electrically heated devices for medical therapy application. Surfaces and Interfaces, Vol. 29, 101689. https://doi.org/10.1016/j.surfin.2021.101689.
Yakymenko, Yu. I., Zaiachuk, D. M., Spivak, V. M., Orlov, A. T., Bohdan, O. V., & Koval, V. M. (2016). Osnovy nanoelektroniky: Kn. 2 ‘Materialy i nanoelektronni tekhnolohii’ [Fundamentals of nanoelectronics: in 2 books. Book 2 ‘Materials and nanoelectronic technologies’]. Kyiv: NTUU ‘KPI’, 400 p. Retrieved from http://www.fel.ntukpi.kiev.ua [in Ukrainian].
Kuzmychev, A. I., Pysarenko, L. D., & Tsybulskyi, L. Yu. (2019). Tekhnolohichni osnovy elektroniky. Knyha 1. Tekhnolohiia vyrobnytstva mikroskhem [Technological fundamentals of electronics. Book 1. Microcircuit production technology]. KPI im. Ihoria Sikorskoho, 127 p. [in Ukrainian].
Ivashchuk, A. V. (2019). Syntez ta diahnostyka nanostruktur: Laboratornyi praktykum [Synthesis and diagnostics of nanostructures: Laboratory practical]. Kyiv: KPI im. Ihoria Sikorskoho, 41 p. [in Ukrainian].
(2024). Corona Ahlbrandt Generators. Baldwintech. Retrieved from https://baldwintech.com/corona-ahlbrandt-generators.
Multymetr tsyfrovyi Dnipro-M SM600. DNIPRO-M — Ofitsiinyi internet mahazyn. Instrumenty ta obladnannia [Digital multimeter Dnipro-M SM600. DNIPRO-M — Official online store. Tools and equipment]. Retrieved from https://dnipro-m.ua/tovar/multimetr-czifrovoj-sm600/?campaignid=17724767207&adgroupid=&targetid=&adid=&network=x&keyword=&gad_source=1&gclid=CjwKCAjwmaO4BhAhEiwA5p4YLyJuyl8rAyp9ARB0l0RRy0yDs6D8qoQ7cz0SPiLsmP3KFEL4_5VBPxoCbZgQAvD_BwE [in Ukrainian].
(2018). ISO 209-1:2018. Aluminium and aluminium alloys — Chemical composition and form of wrought products — Part 1: Chemical composition. International Organization for Standardization. Geneva, Switzerland.
(2020). ASTM A481-05. Standard Specification for Chromium Metal. ASTM International. West Conshohocken. PA. Retrieved from https://www.astm.org/a0481-05r20.html.
(2020). ASTM B265-20. Standard Specification for Titanium and Titanium Alloy Strip, Sheet, and Plate. ASTM International. West Conshohocken. PA. Retrieved from https://www.astm.org/b0265-20.html.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Тетяна Юріївна Киричок, Богдан Олександрович Бардовський, Євген Володимирович Авдяков, Михайло Григорович Душейко
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons CC BY для журналів відкритого доступу.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов’язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
