Conexiones eléctricas menos caras
Tradicionalmente, las pymes activas en el campo de la electrónica impresa obtienen sus tintas a partir de nanopartículas de plata. La materia prima y los costes de procesamiento son bastante elevados, y suman casi la mitad de los costes totales del producto. Los investigadores del proyecto «Enhancing printed electronics applications by SMEs» (CLIP), financiado por la Unión Europea, se dedicaron a reducir los costes asociados a los dispositivos utilizando tintas conductoras. Desarrollaron tintas conductoras económicas a partir de mezclas de copos de cobre de bajo coste y una pequeña cantidad de nanopartículas de cobre para la impresión mediante serigrafía y flexografía. Con el fin de acelerar la velocidad del proceso y facilitar el desarrollo de productos para mercados que, de otro modo, no serían accesibles, se utilizó sinterizado o curado fotónico El sinterizado fotónico es un proceso a alta temperatura que utiliza pulsos de luz en lugar de calor constante como el que se aplica en un horno. Permite utilizar temperaturas apreciablemente mayores que las que toleraría un sustrato normalmente, lo cual amplía la gama de posibles sustratos al plástico o el papel, flexibles y económicos. El sinterizado fotónico de las tintas de cobre de bajo coste dio como resultado un rendimiento (resistencia superficial) comparable a las tintas de plata en lámina gruesa y sinterizadas térmicamente para pantallas electroluminiscentes (planas). Los científicos estimaron que el coste de estas tintas para el usuario final se reduciría por lo menos en el 50 %. Además, estas tecnologías allanan el camino hacia mercados anteriormente inaccesibles, que incluyen los dispositivos de identificación mediante radiofrecuencia (RFID) de frecuencia ultra alta que facilitan la lectura a largas distancias. El equipo también desarrolló tintas para impresión mediante chorro de tinta y chorro de aerosol a partir de nanopartículas de plata de distintos tamaños (distribución de tamaños multimodal), que incluían dos tamaños de partículas mucho menores que los cuarenta nanómetros de referencia. Las partículas más pequeñas se sinterizan a temperaturas menores, con lo cual, a las mismas temperaturas de sinterización que para una distribución multimodal, se obtienen estructuras más densas y con una conductividad mayor. Esto significa que se pueden reducir el grosor del material y los costes asociados para lograr una misma conductividad. Las tintas multimodales se pusieron a prueba en nuevas aplicaciones, incluidas etiquetas RFID sin chip económicas y sensores para envases inteligentes. Tal como se había deseado, CLIP ha aportado dos alternativas económicas a las tintas conductoras con nanopartículas de plata convencionales en la electrónica impresa. Las fórmulas a base de cobre y las fórmulas multimodales con plata podrían reducir los costes de las tintas entre un 40 % y un 50 % y abrir las puertas a nuevos mercados para las pymes que las fabrican.
Palabras clave
Tintas conductoras, electrónica impresa, cobre, sinterización fotónica, tintas multimodales
