Painetun elektroniikan valmistus

Abstract

Insinöörityö tehtiin kirjallisuusselvityksenä, ja siinä tutkittiin painetun elektroniikan valmistusta. Painetun elektroniikan ala on jatkuvassa muutoksessa, kun uusia älytuotteita ja tekniikoita kehitetään koko ajan, mutta tuotannon perusteet pysyvät pääosin samoina, ja tämän insinöörityön tarkoituksena oli tutkia niitä. Työssä perehdyttiin painomateriaalien, painomenetelmien sekä jälkikäsittelymenetelmien ominaisuuksien ja toimintamallien tutkimiseen. Insinöörityön tavoitteena oli selvittää työn tilanneelle ammattikorkeakoululle, mitä kaikkea pitää ottaa huomioon, kun aletaan valmistaa painettua elektroniikkaa.

Insinöörityön tutkimuksessa saatiin selville painettuun elektroniikkaan sopivien painomateriaalien, kuten painoalustojen ja johtavien painovärien, erilaisia ominaisuuksia. Tutkittujen materiaalien ominaisuuksia vertailtiin toisiinsa, ja vertailussa huomattiin, että yksikään materiaali ei ollut huomattavasti parempi kuin muut. Niillä kaikilla oli omat hyvät ja huonot puolensa.

Insinöörityössä tutkittiin ja vertailtiin myös erilaisia paino- ja jälkikäsittelymenetelmiä. Painomenetelmät jaettiin kontaktittomiin ja kontaktillisiin painomenetelmiin sen mukaan, tapahtuuko painovärin siirto painoalustalle käyttäen esimerkiksi painolevyä vai suihkutetaanko painoväritippoja painoalustalle. Tutkimusta tehdessä selvisi myös, että painetun elektroniikan jälkikäsittelyyn kuuluvat ainoastaan erilaiset kuivaus- ja sintrausmenetelmät.

Vastauksena työn tavoitteeseen saatiin selville, että kaikki, mitä painetun elektroniikan valmistuksessa pitää ottaa huomioon, määräytyy valmistettavan älytuotteen perusteella. Pitää selvittää, mitkä ominaisuudet ovat tärkeimpiä valmistettavalle tuotteelle, ja sen perusteella valitaan käytettävät painomateriaalit. Painomateriaalien valinta taas vaikuttaa siihen, mitä paino- ja jälkikäsittelymenetelmiä voidaan käyttää älytuotteen valmistuksessa.

The thesis was made as a literature review and the objective was to research the manufacturing of printed electronics (PE). The field of printed electronics is changing quickly and new ideas for products and advances in technology are made all the time, but the basics of the manufacturing stay the same and this thesis tried to shed light on that subject. The aim of the thesis was to study the properties of different materials, printing methods and post processing techniques used in printed electronics. The aim of the thesis was to clarify for the University of Applied Sciences, what must be considered, when manufacturing printed electronics.

While researching the subject of the thesis, the properties of the different materials suitable for printed electronics, such as the substrates and conductive inks, were discovered and compared with each other. It was noticed in the comparison, that none of the materials were significantly better than the rest, and all of them had their good and bad sides. It’s the manufacturers job to decide, which properties are the most important for the PE product, that they are manufacturing.

Different printing and post processing methods were also studied and compared in the thesis. The printing methods were classified in two categories: non-contact and contact printing. This classification was made based on how the ink is transferred to the substrate. In the contact printing the ink is transferred to the substrate via a printing plate and in the non-contact printing the ink is for example ejected as small droplets to the substrate. While researching the subject of post processing, it was discovered that only different types of curing and sintering techniques are used in manufacturing PE products.

As an answer for the aim of the thesis, it was discovered, that the PE product determines what must be taken into consideration, when manufacturing printed electronics. The most important features of the PE product define the materials, that can be used in the manufacturing, and the materials define, which printing and post-processing techniques are the most suitable for the manufacturing process.