Zusammenfassung
In diesem Beitrag wird ein Verfahren zum Druck leitfähiger Silber-Nanopartikeln mit einem kostengünstigen Inkjet-Drucker auf verschiedenen Substraten präsentiert. Der Fokus liegt auf der Charakterisierung der gedruckten Leiterbahnen auf unterschiedlichen Substraten, die für die Herstellung von resistiven oder auch kapazitiven Sensoren wichtig sind. Es werden Materialparameter wie der Flächenwiderstand, der Temperaturkoeffizient, elektrische Grenzwerte und die piezoresistiven Eigenschaften von gedruckten Silber-Nanopartikel untersucht. Zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit werden außerdem die Impulslicht- und die thermische Sinterung vorgestellt und deren Einfluss auf die elektrische Leitfähigkeit bzw. den Temperaturkoeffizienten beschrieben. Zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit wird der Inkjet-Druck einer Polymerlösung untersucht, mit der die gedruckte Silberschicht geschützt werden kann. Abschließend wird noch eine Langzeitstudie präsentiert, die den Umgebungseinfluss deutlich macht.
Abstract
The procedure of printing silver-nanoparticles with low-cost inkjet-printers to obtain conductive traces is presented. The main focus lies on characterizing material specific parameters, that are important for fabricating resistive or capacitive sensors. Parameters like square-resistance, temperature coefficient, strain-gauge factor and absolute maximum ratings of printed traces on different substrates were determined. Besides improving the conductivity via intense-pulsed-light sintering and thermal sintering, the influence of sintering on the temperature coefficient is described. Improving the mechanical abrasion resistance by overprinting the silver layer by a polymer layer is presented. Finally, a long-term study shows the environmental influences on the electrical conductivity of printed traces.
Über die Autoren
Christoph Beisteiner erhielt sein Diplom im Fachgebiet Mechatronik im Jahr 2013. Er arbeitet als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Elektrische Messtechnik an der Johannes Kepler Universität. Seine Interessengebiete umfassen Energy Harvesting und Inkjet-gedruckte Elektronik.
Johannes Kepler Universität, Institut für Elektrische Messtechnik, Altenbergerstraße 69, 4040 Linz, Austria Tel.: +43-732-24689206, Fax: +43-732-24689233
Richard Gstöttenmayr ist Masterstudent und studentischer Mitarbeiter am Institut für Elektrische Messtechnik an der Johannes Kepler Universität in Linz, Oberösterreich. Er beschäftigt sich mit gedruckter Elektronik.
Johannes Kepler Universität, Institut für Elektrische Messtechnik, Altenbergerstraße 69, 4040 Linz, Austria
Thomas Altmanninger ist Bachelorstudent und studentischer Mitarbeiter am Institut für Elektrische Messtechnik an der Johannes Kepler Universität in Linz, Oberösterreich. Er beschäftigt sich mit Hochleistungs-Impulslichtsinterung für gedruckte Elektronik.
Johannes Kepler Universität, Institut für Elektrische Messtechnik, Altenbergerstraße 69, 4040 Linz, Austria
Professor Zagar leitet das Institut für Elektrische Messtechnik an der Johannes Kepler Universität in Linz, Oberösterreich. Seine Interessen sind im Fachgebiet Messtechnik weit gestreut und decken das Thema vom Sensordesign bis hin zur Signalverarbeitung ab. Besondere Schwerpunkte lagen bisher im Bereich der optischen Messtechnik, der Bildverarbeitung und der Magnettomographie.
Johannes Kepler Universität, Institut für Elektrische Messtechnik, Altenbergerstraße 69, 4040 Linz, Austria, Tel.: +43-732-24689209, Fax: +43-732-24689233
Danksagung
Diese Arbeit wurde durch die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft mbH (FFG) mit der Projektnummer 843499 und durch die Firma WimTec Sanitärprodukte GmbH finanziert.
©2016 Walter de Gruyter Berlin/Boston
