Hoy en día, en electrónica existen dos enfoques principales para la construcción de circuitos:el rígido (circuitos de silicio) y el nuevo, más atractivo, flexible a base de papel y sustratos poliméricos que se puede combinar con la impresión 3D. Hasta la fecha, Los chips se utilizan para alcanzar el alto rendimiento eléctrico confiable y necesario para funciones especializadas sofisticadas. Sin embargo, para sistemas de mayor complejidad como ordenadores o teléfonos móviles, los chips deben estar unidos entre sí. Un equipo de investigadores españoles de la Universidad de Barcelona ha demostrado una nueva técnica de unión para este tipo de chips, llamados SMD o dispositivos de montaje en superficie, que utiliza una impresora de inyección de tinta con tinta que incorpora nanopartículas de plata.

La técnica, descrito esta semana en el Revista de física aplicada , fue desarrollado en respuesta a la necesidad industrial de un rápido, proceso de fabricación fiable y sencillo, y con miras a reducir el impacto medioambiental de los procesos de fabricación estándar. Se seleccionaron nanopartículas de plata para tinta de inyección debido a su disponibilidad industrial. La plata se reproduce fácilmente como nanopartículas en una tinta estable que se puede sinterizar fácilmente. Aunque la plata no es barata, la cantidad utilizada fue tan escasa que los costos se mantuvieron bajos.

El desafío para el equipo de investigación fue "hacer todo con el mismo equipo, "según Javier Arrese, un miembro del equipo de investigación, mejorar o confirmar el rendimiento de la fabricación estándar mediante el uso de tecnología de impresión por inyección de tinta para los circuitos y la unión de los chips.

"Desarrollamos varios circuitos electrónicos con impresión inkjet, y muchas veces tuvimos que insertar un chip SMD para alcanzar los objetivos, ", Dijo Arrese." Nuestro enfoque fue utilizar la misma máquina para unir que se utilizó para el circuito impreso ".

El mayor desafío fue obtener altos valores de contacto eléctrico para todas las familias de tamaños SMD. Para hacer esto, el equipo propuso usar tinta plateada, impreso por inyección de tinta como solución de ensamblaje / soldadura. Las gotas de tinta plateada se depositaron cerca del área de superposición entre las almohadillas del dispositivo SMD y las rutas conductoras inferiores impresas. con la tinta fluyendo a través de la interfaz por capilaridad. Este fenómeno funciona como una esponja:los pequeños huecos de la estructura de la esponja absorben líquido, permitiendo que un fluido se extraiga de una superficie a la esponja. En este caso, la interfaz delgada actúa como los pequeños huecos en la esponja.

Aprovechando las energías superficiales existentes a nanoescala, La tinta de nanopartículas de plata (AgNP) garantiza una alta conductividad eléctrica después del proceso térmico a temperaturas muy bajas. y así se puede lograr una interconexión de alta conductividad eléctrica. Usando este método propuesto, se demostró en papel un circuito híbrido flexible inteligente, donde se ensamblaron diferentes SMD con tinta AgNP, demostrando la confiabilidad y viabilidad del método.

"Hubo muchas sorpresas en nuestra investigación. Una de ellas fue lo bien que se unieron los chips SMD a los circuitos impresos de inyección de tinta anteriores utilizando nuestro nuevo método en comparación con la tecnología estándar actual, "Dijo Arrese.

Las aplicaciones e implicaciones de este trabajo podrían ser de gran alcance.

"Creemos que nuestro trabajo mejorará las etiquetas de RF [radiofrecuencia] existentes, impulsar y promover los envases inteligentes, mejorar la electrónica portátil, electrónica flexible, electrónica de papel ... nuestros resultados nos hacen creer que todo es posible, "Dijo Arrese.