충돌기 제트의 두 가지 모드를 사용 하 여 패턴 고해상도: 수요와 근처-필드 전기에

Summary

여기, 선물이 충돌기 (EHD) 제트 인쇄를 사용 하 여 고해상도 전도성 패턴을 생성 하는 프로토콜. EHD 제트 인쇄의 두 가지 모드를 포함 하는 프로토콜: 연속 근처-필드 전기 (NFES) 및 드롭-온-디맨드 (국방부) EHD 도트 기반 인쇄.

Abstract

충돌기 (EHD) 제트 인쇄 고해상도 및 저가 직접 패터 닝 툴으로 서 사용할 수 있으므로 다양 한 분야에서 관심을 모으고 있다. EHD 인쇄 노즐 팁에서 잉크를 추진 하 여 압출된 초승달 모양 유지 하는 유체 공급 업체를 사용 합니다. 전기 분야는 고해상도 패턴을 생산 하는 기판으로 초승달을 사용 됩니다. EHD 인쇄의 두 가지 모드 미세 패터 닝에 대 한 사용 되었습니다: 연속 근처-필드 전기 (NFES) 및 드롭-온-디맨드 (국방부) EHD 인쇄 도트 기반. 인쇄 모드에 따라 인쇄 장비 및 잉크 점도 대 한 요구 사항이 달라 집니다. 두 가지 모드는 단일 EHD 프린터와 함께 구현 될 수 있습니다, 비록 실현 방법을 크게 잉크, 유체 시스템, 및 운전 전압 차이가 있습니다. 따라서, 처리 요구 사항 및 제한의 적절 한 이해 없이 그것은 원하는 결과 얻기 어렵다입니다. 이 문서의 목적은 경험이 연구원 EHD jet를 사용 하 여 그들의 특정 연구 및 개발 목적에 대 한 시행 착오 노력을 줄일 수 있도록 가이드라인을 제시 하는 것입니다. 설명 하기 위해 미세 패터 닝 구현, 우리는 프로토콜에 전도성 패턴에 대 한 Ag 나노 잉크를 사용 합니다. 또한, 우리는 또한 다양 한 미세 패턴 응용 프로그램에 대 한 잉크의 다른 유형을 위해 사용할 수 있는 일반화 된 인쇄 지침을 제시.

Introduction

EHD 제트 인쇄 널리 사용 되었습니다 인쇄 전자, 생명 공학, 첨단된 소재 응용 등 다양 한 분야에서 고해상도 저가 직접¹패턴화 할 수 있기 때문에. 인쇄 선 두께 또는 인쇄 도트 크기 수 줄일 수 1 µ m는 기존 piezo 기반 잉크젯 인쇄¹의 그것 보다 훨씬 작습니다.

EHD 인쇄 잉크 (또는 초승달 모양)의 작은 부분 밀어 노즐 팁 및 흐름 속도^1,2,3,,45 또는 긍정적인 기 압^{1에 의해 유지 ,,67}. 밀어낸된 초승달 모양 충전 하 고 수 있습니다 쉽게 의해 내려 오게 될 노즐 팁에서 기판에 전기 분야, 그림 1에서 보듯이. 원뿔 초승달 노즐 크기 보다 훨씬 ....

Protocol

전에 어떤 잉크를 사용 하 여 청소 솔루션, 건강 및 안전 목적을 위해 물질 안전 데이터 시트 (MSDS)를 참조 하십시오.

1. 드롭-온-디맨드 충돌기 제트 인쇄 실버 나노 잉크를 사용 하 여

1. EHD 인쇄 시스템의 잉크 저수지에서 필터링 된은 나노 입자 (AgNP) 잉크를 입력 합니다.
   참고: 상용 AgNP 잉크는 잉크젯 목적을 위해 사용할 수 있습니다. 잉크는 약 10의 점도 있어야 cP와 20의 표면 장력 ~ 드롭-온-디맨드 제트기를 40 mN/m.
2. 열 끌어당기는 사람을 사용 하 여 국방부 EHD 인쇄 노즐을 확인 합니다.
   1. 유리 모 세관 [내경 (ID) 1 m m] 열 끌어당기는 사람에 놓습니다.
   2. 열 끌어당기는;의 매개 변수 설정 예를 들어 580-590 ° C와는 당기의 범위에서가 열 온도 약 18 m m/s의 속도.
      참고: 열 끌어당기는 사람에 대 한 매개 변수는 대상 노즐 ID와 주위 조건에 따라 다 한다.
   3. 모 세관의 센터에서 열 및 5 µ m의 ID로 노즐을 그것의 끝의 둘 다에서 당겨 적용할 설정 매개 변수 열 끌어당기는 동작 한다.
      참고: 기판에 대상 점 크기에 따라 노즐 ID의 크기를 결정 합니다. 참고로, 5 µ m의 ....

Results

점 기반 드롭-온-디맨드 인쇄:
국방부 인쇄 한 방울 한 처리 트리거 당 제트기를 기반으로 합니다. 국방부 제트기, 약 10의 점도와 저 점도 잉크를 생산 하기 위해 cP은 사용 해야 합니다. EHD 국방부 인쇄 잉크 요구는 기존의 DOD 잉크젯의 EHD 인쇄 방법으로 기존의 DOD 잉크젯의 그것 비슷합니다. 기존의 잉크젯 인쇄의 경우 래스터 인쇄 기술은 널리 사용 되었습니다, 그것은 다중 노즐 헤드를 사용 하 여 비트맵 이미지 인쇄에 적합 하기 때문에. 그러나, EHD 제트 인쇄의 경우는 제한이 있다 노즐 중 전기 잡담으로 인해 멀티 노즐 머리의 구현에. 따라서, 벡터 인쇄 단일 노즐을 사용 하 여 CAD 기반 선 인쇄에 주로 사용 됩니다. 그럼에도 불구 하 고,는 래스터 또는 벡터 인쇄 모드 인쇄 소프트웨어 인쇄 패턴의 다양 한 종류에서에서 선택 되어야 합니다. 참고 알고리즘 및 구현 인쇄 모드에 따라 달라질 수 있습니다. .......

Discussion

이 프로토콜에서 우리는 두 모드와 AgNP 잉크를 사용 하 여 좋은 패턴을 인쇄에 초점: 국방부 EHD 인쇄 및 NFES. 그러나, 응용 프로그램을 인쇄 하는 EHD 제트 AgNP를 사용 하 여 전도성 잉크에 국한 되지 않습니다. 여기, 우리는 잉크, 시스템 구성 및 다양 한 미세 패턴 응용 프로그램에 대 한 인쇄 EHD jet를 사용 하는 데 필요한 다른 인쇄 매개 변수 선택에 대 한 일반적인 지침을 설명 합니다.

EHD 인쇄에 대 한 첫 번째 그리고 가장 중요 한 단계는 잉크 선택과 준비는 이다. 기존의 잉크젯 인쇄에 사용 하는 잉크는 국방부 EHD 인쇄에 사용할 수 있습니다. DOD 잉크젯 인쇄용 잉크의 점도 1 ~ 50 cP (일반적으로 10 cP)¹⁴. 그러나, 그것은 국방부 EHD 인쇄 공 압 제어 방법은 기존의 DOD 잉크젯 다릅니다 주목 해야한다. 기존의 잉크젯 안으로 떨어지는 어떤 잉크를 방지 하기 위해 노즐 표면 및 노.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
EHD 통합 인쇄 시스템	Psolution Ltd., 대한민국	PS300
Harima Ag 나노 입자 잉크	Harima Inc., 일본	Harima NPS-JL	Ag 고형분 : ~ 53 중량 %, 점도 : ~ 10 cP, 표면 장력 : ~ 30 mN / m
유리 모세관	Narishige Scientific Instrument Lab	G-1	내경 : 1 mm; 써멀 풀러를 사용하여 DOD EHD 제트 인쇄용 노즐을 만드는 데 사용
노즐 써멀 풀러	Sutter Instrument, USA	Sutter P-1000
현미경 슬라이드(유리 subtrate)	Paul-Marienfeld & Co.KG, 독일	10 006 12	치수(L x W x T): 76 mm x 26 mm x 1 mm
마그네틱 교반기	Barnstead Thermolyne Corp., USA	Cimarec SP131635
Vortex Stirrer	Jeiotech, South Korea	Lab Companion VM-96T
Ag 나노페이스트	NPK, 대한민국	ES-R001	Ag 고형분: ~85.5 wt%, 점도: ~11000 cP
폴리에틸렌옥사이드(PEO)	Sigma-Aldrich, 미국	372773-500G	Mw = 400000
에탄올	Sigma-Aldrich, 미국	459836-500ML