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拜耳材料科技开发出印刷聚合物电子薄膜技术

拜耳材料科技已开发出大量技术专知和多种材料,供客户印制带电子功能的聚碳酸酯薄膜,并采用薄膜内嵌模压工艺将其加工为三维电子零部件使用。拜耳材料科技欧洲、中东、非洲与拉丁美洲区的功能薄膜业务开发经理 Dirk Pophusen解释道:“此印刷聚合物电子技术被视为以低成本方式生产的高度集成的复合成型电子部件的下一代技术。”

据英国市场研究公司IDTechEx预测,全球聚合物电子市场将在2020年增至1000亿美元,并在此五年之后达到2500亿美元。Pophusen说:“我们希望拜耳的薄膜业务能得益于这种市场增长趋势,并致力于同电子模块制造商在各级部件制造上建立起紧密的合作关系。我们的目标是共同协作开发定制化解决方案。”

薄膜在印刷聚合物电子方面拥有多项优势。它可以印制在有限空间内,兼具接线图、制动器、传感器和天线等多项电子功能,而此前薄膜只能用作单独部件。通过集成这些功能,使需安装的零件数和后勤、组装作业量得以减少。利用这些优势,生产出的薄膜不仅结构紧凑、功能齐备,还具有随时安装、空间占用小的优点,满足电子产品日益小型化的趋势。

新型硬涂层薄膜 – 兼具热成型性、耐磨性和耐化学性
可三维成型的硬涂层薄膜,如模克福® HF,就是近期的一项创新产品。该薄膜之所以具有优异的可成型性(这种可成型性使得硬涂层薄膜半径较小,同时拉伸深度较大),是因为它首先只对耐划伤涂层进行预先固化,成型后才用标准紫外线灯进行完全固化。聚碳酸酯薄膜的表面光泽度极高,且具有极佳的耐化学性和耐磨性。与三维显示元件配合使用时,由于结合了“隐藏效果”技术,这种涂层成为日益流行的高光钢琴面漆的理想材料。关闭这些电子部件时,这些光亮符号的轮廓便会立刻消失(黑面板技术)。

人造肌肉和发光三维表面
收购Artificial Muscle公司后,拜耳材料科技拥有了为制动器、传感器等电子产品制造电激活人造肌肉并将其融入系统的技术专知。例如,当触摸显示屏时,人造肌肉会营造出仿真触觉反应,从而使触摸屏领域的产品拥有可触知的使用感受。与常规机械按钮不同的是,它具有高度耐磨的特点。

这项技术在智能手机、游戏手柄、触摸板制造和汽车工程等众多领域创造了巨大的应用前景。通过与合作伙伴通力协作,拜耳材料科技开发出了大型单体三维中央控制台的样机,该样品结合了电容和电力开关作为中央控制元件的杰出特性。在2010年杜塞尔多夫国际塑料及橡胶展(K展)上,拜耳材料科技将在其展台上展出这款部件。

除电子元件外,使用薄膜内嵌模压(FIM)工艺还可将光“功能”与适用的三维薄膜组件结合在一起。传统技术的LED同样可用作光源,因此也可用于大型电致发光系统。与Add-Vision公司合作后,拜耳材料科技目前正在努力将柔性、聚合物有机LED印于聚碳酸酯薄膜上。据预测,这些P-OLED将用于显示屏制造行业,且前景光明。

柔性电路用导电性纳米油墨
拜耳材料科技开发出了导电性可成型纳米油墨BayInk®,可用于印刷聚合物电子等领域。采用喷墨打印等传统印制技术,即可以数字方式涂覆这些油墨。通过采用该工艺,涂覆的油墨线宽分辨率不足30微米,而这一宽度人类肉眼是看不到的。与传统方法相比,采用这种方法涂覆导线轨道、触点和电极更容易也更为有效。而传统方法大多非常复杂,且能源和材料消耗量非常大。这种油墨不仅可以粘附于各种塑料薄膜(如模克福®、Bayfol® 和其它柔性材料)上,还可印制在硬性基板上。因此,它的应用范围极广(例如,可用作人眼不可见的导线轨道,以简化触摸屏的复杂设计)。

定制服务遍布整条工艺链
Pophusen表示:“我们的薄膜技术服务中心在印刷聚合物电子生产的各级FIM工艺链上均配有尖端技术的机械设备,使我们的开发合作伙伴从中受益。”例如,功能薄膜单元使用全自动丝网印刷系统、快速成型和高压成形 (HPF) 组件。借助这些设备,可以对印刷薄膜进行变形量最小化的热成型。最近,一台高压成型机将这些系统功能结合在了一起,它可以处理的薄膜幅面更大,达到500 x 1,000微米。再搭配上具有相关薄膜处理能力的各种尺寸的注塑机和注塑压缩成型机,便构成了整条功能齐备的FIM工艺链。

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