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在玻璃中集成金属微结构
2022年07月23日    阅读量:6762    新闻来源:中国建材网 cnprofit.com  |  投稿

在恶劣的环境条件下安全,导电和导热,并具有很高的光刻分辨率:在玻璃中嵌入薄金属微结构有望在一系列应用中获得优异的性能。该技术可用于制造耐腐蚀、尺寸稳定、即使在极其恶劣的环境中也能可靠工作的传感器组件。Fraunhofer IZM开发的一种技术提供了一种将导电元件集成到玻璃中的新方法,金属微结构不是沉积在表面上,而是嵌入并封装在玻璃本身中。

玻璃作为电路基板越来越受到人们的青睐。这是由于其特殊的材料特性:它在很大的温度范围内保持其尺寸,甚至在大尺寸(例如全尺寸24x18英寸面板)中也可用,并且它具有高电阻、光滑表面和高介电常数(例如77 GHz下的5.0)。这些特性已经促使开发人员在一段时间内将导体等电结构构造为玻璃基板上或穿过玻璃基板的薄金属层。接触不仅可以在单层上创建,还可以通过玻璃通孔(TGV)在成品设计的几层上创建。

Fraunhofer IZM的研究人员开发了一种将金属导体集成到玻璃中的新方法。亮点:该技术保持了玻璃的光滑表面完好无损,避免了玻璃和金属层之间的粘结问题,金属层完全嵌入玻璃本身。无额外粘合剂鈥攖典型的另一种金属鈥攊需要。

研究人员设法开发了一种控制薄玻璃中金属结构形成的工艺。为了在玻璃表面附近制造均匀的导电体,他们测试了一系列材料和加工技术,以找到可能的最佳方法。他们成功的关键在于材料的选择和新的加工技术:金属层可以非常薄,可以达到几百纳米,或者在微米厚的情况下肉眼可见,因为强烈的反射会在玻璃表面产生镜面效果。该技术可以创建长度从几毫米到十厘米不等的金属层,并且用途广泛,足以集成非常特殊的金属结构,并在玻璃本身中创建电导体。

EOCB团队(电光电路板)的研究助理菲利普·瓦霍尔茨(Philipp Wachholz)说:“现在,电信号可以通过导体传输,而不用担心环境因素,如侵蚀性液体、气体、腐蚀等化学反应或简单的机械磨损。这些结构完全被玻璃包围,而不是简单地放在上面。”。

将导电体嵌入玻璃内部而非玻璃上的新功能为许多新应用打开了大门。在不影响其密封性的情况下,可以将玻璃微真空室与电触点相匹配。玻璃集成导线也可用于表面安装导线无法承受的不利条件,例如用于坚固的传感器。微型微电极可用于电化学生物传感器,以记录酶反应或抗原抗体相互作用等生化过程。采用玻璃集成结构,可轻松应对高达200℃的温度掳C、 极为强大的传感器的可能性似乎是无限的。

Fraunhofer IZM的研究人员已经准备好测试这些限制:在成功的可行性研究之后,他们希望与科学和工业界的合作伙伴合作,积极利用这项新技术。为此,他们目前正在寻找并等待感兴趣的行业合作伙伴分享他们的玻璃专业知识。

玻璃集成电金属结构相对于表面气相沉积的优势:

标签:建材应用技术中心墙体幕墙装饰玻璃玻璃制品
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