印刷电子行业中创新的烘干和烧结工艺

        在印刷电子行业，印刷功能材料需要烘干和烧结的工艺，在智能化工业4.0的大势推动下，提高产能、加快生产效率、节约能源，成为众多厂家追逐的目标。

       为了达到高效生产的目的，贺利氏特种光源对用于卷式印刷功能件后置处理的新型红外系统进行了鉴定，针对不同印刷技术进行了大量实验和测试，以获得最佳的烘干和烧结工艺效果，所有实验均通过先进的数字模拟化支持。 

       我们采用光线跟踪计算进行设置几何形状的优化，获得特定工艺所需的基底表面上的红外线功率密度。图1显示的工艺区域分为烘干区（功率密度50 kW/ m2的辐射器产生）和烧结区（功率密度150 kW/ m2的辐射器产生）。

图 1 光线跟踪仿真：PET基底上的红外线功率密度

       对于喷墨测试，采用Dimatix DMP-2831印刷机在PEN薄膜(厚度175 μm )上喷打了纳米银墨水U5603(Suntronic)。采用辐射器功率密度为220kW/m2的贺利氏定制红外系统，样品在一次R2R工艺设置中烘干和烧结，卷筒速度60m/min，相应样品(图2)的干燥层厚度0.9+/-0.2μm，薄板电阻0.32 Ω/sq。

图 2 喷墨印刷机在PEN上喷打的纳米银墨水

       下表列出了使用贺利氏红外技术获得成功的墨水、印刷技术和基底的组合，还包括通常采用紫外光固化的介电材料。通过调节红外系统的参数，达到最佳烘干和烧结条件：

       · 红外线功率密度范围在20至220 kW/m2之间；

       · 峰值辐射波长范围在0.9至2.0 μm之间(对应辐射器灯丝温度1200至3000 °C)；

       · 实现红外烘干和烧结的卷筒速度60m/min，显示了该方法对大规模生产的适用性。