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Flexible hybrid circuit fully inkjet-printed: Surface mount devices assembled by silver nanoparticles-based inkjet ink

墨水池 材料科学 印刷电子产品 纳米技术 表面贴装技术 银纳米粒子 焊接 纳米颗粒 数码产品 柔性电子器件 光电子学 复合材料 电气工程 工程类
作者
Javier Arrese,Giovanni Vescio,E. Xuriguera,B. Medina-Rodríguez,A. Cornet,A. Cirera
出处
期刊:Journal of Applied Physics [American Institute of Physics]
卷期号:121 (10) 被引量:30
标识
DOI:10.1063/1.4977961
摘要

Nowadays, inkjet-printed devices such as transistors are still unstable in air and have poor performances. Moreover, the present electronics applications require a high degree of reliability and quality of their properties. In order to accomplish these application requirements, hybrid electronics is fulfilled by combining the advantages of the printing technologies with the surface-mount technology. In this work, silver nanoparticle-based inkjet ink (AgNP ink) is used as a novel approach to connect surface-mount devices (SMDs) onto inkjet-printed pads, conducted by inkjet printing technology. Excellent quality AgNP ink-junctions are ensured with high resolution picoliter drop jetting at low temperature (∼150 °C). Electrical, mechanical, and morphological characterizations are carried out to assess the performance of the AgNP ink junction. Moreover, AgNP ink is compared with common benchmark materials (i.e., silver epoxy and solder). Electrical contact resistance characterization shows a similar performance between the AgNP ink and the usual ones. Mechanical characterization shows comparable shear strength for AgNP ink and silver epoxy, and both present higher adhesion than solder. Morphological inspections by field-emission scanning electron microscopy confirm a high quality interface of the silver nanoparticle interconnection. Finally, a flexible hybrid circuit on paper controlled by an Arduino board is manufactured, demonstrating the viability and scalability of the AgNP ink assembling technique.
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