Печатная электроника рассматривает в качестве оснований многие материалы, что позволяет обеспечить одно из ключевых её преимуществ — гибкость. Так, в качестве оснований могут быть использованы различные полимеры и «классические» материалы — стеклотекстолит, керамика и т.д.
Так же в качестве оснований могут применяться любые твердые основания, такие как стеклотекстолит, стекло, керамика, пластик и др. Основное требование к применяемым материалам – величина шероховатости. Если после двойного нанесения токопроводящих серебряных чернил (Silverjet Anapro) суммарная толщина отвержденного рисунка не превышает 0,5 мкм, то поверхность с высоким уровнем шероховатости просто не даст качественно сформировать рисунок за счет собственного рельефа. Возможности использования различных гибких оснований для изготовления изделий приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Применение различных оснований в изделиях органической и печатной электроники (Источник: OE-A)
Стекло |
Металл |
Бумага |
PET |
PEN |
PC |
PI |
PES |
PEEK |
Ткань |
|
Освещение (OLED) |
++ |
+ |
(+) |
+ |
+ |
(+) |
х |
х |
х |
(+) |
Гибкие дисплеи |
+ |
(+) |
(+) |
++ |
+ |
х |
х |
х |
х |
х |
Гибкие батарейки |
+ |
+ |
(+) |
+ |
+ |
х |
+ |
+ |
х |
х |
Пассивные компоненты |
- |
- |
(+) |
++ |
(+) |
(+) |
-х |
х |
(0) |
х |
Активные компоненты и логика |
- |
- |
(+) |
++ |
(+) |
(+) |
- |
х |
(0) |
х |
Печатная память |
- |
- |
х |
++ |
+ |
(+) |
х |
х |
х |
х |
«Умные» объекты |
- |
- |
++ |
++ |
+ |
х |
х |
х |
х |
+ |
Датчики |
- |
- |
(+) |
++ |
(+) |
(+) |
- |
х |
(0) |
(+) |
«Умный» текстиль |
- |
- |
х |
+ |
(+) |
(+) |
- |
х |
х |
++ |
++ |
стандарт |
+ |
подходит |
0 |
альтернатива, широко не используется |
- |
не подходит |
х |
неизвестно |
( ) |
только для выбранного применения |
Возможно нанесение на комбинированные основания. Так, японские разработчики используют струйную печать токопроводящими чернилами для формирования токопроводящих соединений между контактными площадками керамического корпуса и установленного в него кристалла. В данном примере нанесение производится на три типа твердых оснований:
Для гарантированного качества нанесения на любые виды оснований требуется контролировать их уровень шероховатости и использовать очистку непосредственно перед запуском в печать, с целью минимизации влияния загрязнений и активации поверхности.
Каждый тип материалов обладает индивидуальным набором характеристик, в качестве растворителей в чернилах могут использоваться различные органические и неорганические вещества. Пример сравнения стойкости PEN и PET к различным видам растворителей приведен в таблице 2.
Таблица 2 – Химическая стойкость PET и PEN
Группы |
Q65 |
PET |
PC |
PES |
|
Кетоны |
Ацетон |
хорошее |
хорошее |
приемлемое |
плохое |
Метлиэтилкетон |
хорошее |
хорошее |
приемлемое |
- |
|
Спирты |
Метанол |
хорошее |
хорошее |
хорошее |
- |
Этанол |
хорошее |
хорошее |
хорошее |
хорошее |
|
Изопропанол |
хорошее |
хорошее |
хорошее |
- |
|
Бутанол |
хорошее |
хорошее |
хорошее |
- |
|
Эфиры |
Этилен уксусной кислоты |
хорошее |
хорошее |
хорошее |
хорошее |
Углеводороды |
Формалин |
хорошее |
хорошее |
плохое |
- |
Тетрахлорэтан |
хорошее |
хорошее |
- |
хорошее |
|
Кислоты |
10% HCl |
хорошее |
хорошее |
- |
хорошее |
10% HNO3 |
хорошее |
хорошее |
- |
хорошее |
|
10% H2SO4 |
хорошее |
хорошее |
- |
хорошее |
|
Уксусная кислота |
хорошее |
хорошее |
- |
- |
|
Щёлочи |
10% NaOH |
хорошее |
плохое |
- |
хорошее |