Estudio de procesos de transferencia de material inducida por láser para la impresión de líneas de plata

Luna Jiménez, Alejandro (2019). Estudio de procesos de transferencia de material inducida por láser para la impresión de líneas de plata. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Industriales (UPM).

Description

Title: Estudio de procesos de transferencia de material inducida por láser para la impresión de líneas de plata
Author/s:
  • Luna Jiménez, Alejandro
Contributor/s:
  • Morales Furió, Miguel
  • Moreno Labella, Juan José
Item Type: Final Project
Degree: Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales
Date: September 2019
Subjects:
Faculty: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Department: Física Aplicada e Ingeniería de Materiales
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

Full text

[img] PDF - Users in campus UPM only - Requires a PDF viewer, such as GSview, Xpdf or Adobe Acrobat Reader
Download (8MB)

Abstract

El presente trabajo habla sobre la aplicación del proceso LIFT (Laser Induced Forward Transfer) en la creación de líneas continuas y conductoras con pasta de plata. LIFT se basa en la transferencia de un material desde un sustrato donante o donor hasta un receptor mediante la energía aportada por un pulso láser. La influencia de cada parámetro de entrada en el resultado final no es del todo conocido. Por ello se realiza un trabajo experimental donde se busca clarificar la influencia de cada parámetro de entrada del láser en la formación de líneas óptimas para cada aplicación. Las aplicaciones donde este trabajo puede tener una gran repercusión es la microfabricación, la microelectrónica o incluso con los materiales adecuados en la biomedicina. Se pueden realizar desde circuitos hasta barras colectoras de células solares. Todo esto en con tama˜nos de micrómetros, lo que aporta mayor dificultad al proceso y supone un reto más atractivo. Para la realización de las medidas se ha utilizado un microscopio confocal, el cual nos hace un escaneado y solape a distintas alturas de la muestra y nos aporta un perfil en 2D y en 3D. Esto nos permite realizar las mediciones de los parámetros de salida. Estos son la anchura de la línea (B) medida sobre la base, y la altura sobre el pico máximo (H). Además se a˜naden dos datos que provienen de estos últimos que son la relación de aspecto y el área transversal de la línea. El primero se define como la relación que existe entre la base y la altura; siendo en algunos artículos del orden de las 0,5. Y el área transversal nos permite optimizar el paso de corriente para favorecer el valor de la conductividad eléctrica. Este área es variable en toda la línea y los cálculos se realizaron sobre el menor área siendo el factor limitante para el paso de la corriente. Además se ha aproximado por un área triangular, ya que la forma obtenida en las líneas se asemeja a esta. Los parámetros de entrada en el proceso son el gap, la energía del pulso láser y la separación entre pulsos. El gap es la separación entre la pasta de plata y el sustrato receptor. La energía láser depende fundamentalmente de la intensidad de excitación del láser y ronda las decenas de J. La separación entre pulsos es la distancia que recorre el láser entre pulso y pulso, siendo de 300 m para puntos separados completamente hasta los 50 m donde los disparos se producen muy cercanos entre sí. Con estos parámetros de entrada se realizaron ensayos con dos tipos de pasta de plata diferentes. Cada uno con viscosidad distinta a la original, a˜nadiendo un 5%o un 10%de disolvente. En cada experimento se varió cada parámetro en función de lo que se queríaa estudiar. El estudio se llevó a cabo con Excel, después de la toma de datos se pueden ver las tendencias y la influencia de cada parámetro de entrada en los de salida. El objetivo con cada pasta era lograr encontrar las relaciones entre los parámetros que optimizasen los parámetros de salida para conseguir lineas continuas. El estudio de la pasta del 5% nos quedaron resultados adecuados, con poca influencia del gap y separaciones de pulsos intermedias (75m a 150m) y un amplio rango de energías. En la pasta con un 10% de disolvente no conseguimos llegar a alcanzar los objetivos marcados. La gran influencia del gap llevando a regímenes parecidos a LIFT líquidos con deposiciones explosivas, la variabilidad de los datos medidos perdiendo la posibilidad de la repetitibilidad y la imposibilidad de obtener líneas continuas llevaron a descartarlo como posible solución. Todo el estudio desembocó en una parametrización de líneas continuas con los mejores parámetros de la pasta de plata con 5% de disolvente.Sobre vidrio se lograron relaciones de aspecto de 0,2. Además existía una alta la repetitividad exigida en cualquier aplicación industrial. Pero lo que cumplió los objetivos marcados y con lo que podemos acabar el estudio es la gran relación de aspecto obtenido en una oblea texturada, llegando a relaciones de aspecto de 0,45. Además las líneas tenían una anchura de menos de 100m, dato competitivo para las posibles aplicaciones que puede tener este proceso.

More information

Item ID: 56795
DC Identifier: http://oa.upm.es/56795/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:56795
Deposited by: Biblioteca ETSI Industriales
Deposited on: 10 Oct 2019 11:52
Last Modified: 10 Oct 2019 11:52
  • Logo InvestigaM (UPM)
  • Logo GEOUP4
  • Logo Open Access
  • Open Access
  • Logo Sherpa/Romeo
    Check whether the anglo-saxon journal in which you have published an article allows you to also publish it under open access.
  • Logo Dulcinea
    Check whether the spanish journal in which you have published an article allows you to also publish it under open access.
  • Logo de Recolecta
  • Logo del Observatorio I+D+i UPM
  • Logo de OpenCourseWare UPM