Лазерная обработка пергаментной бумаги для создания биоразлагаемых электронных схем

Принцип действия основан на избирательном удалении силиконового слоя с поверхности бумаги. Лазер создаёт гидрофильные каналы в местах будущих проводников, обнажая целлюлозные волокна. Эти каналы направляют проводящие чернила на водной основе, формируя резисторы, конденсаторы, межсоединения и аналоговые фильтры.

Разработка является результатом более чем десятилетних исследований в области «папертроники» — электроники на бумажной основе. Предыдущие методы с использованием восковых барьеров ограничивали минимальный размер элементов схемы примерно миллиметром из-за растекания расплавленного воска. Новый лазерный подход позволил достичь ширины элементов 250 микрометров и расстояния между ними 300 микрометров. «Мы не просто улучшили разрешение — мы изменили физический принцип его определения, — отметил Чой. — При использовании нашего лазерного подхода рисунок определяется размером лазерного пятна и остается точно там, куда вы его нанесли».

Проектирование печатных плат на бумажной основе требует учёта гидрофильных и гидрофобных свойств подложки. Команда продемонстрировала изготовление резисторов с регулируемым сопротивлением, межсоединений с сопротивлением листа около одного ома на квадратный сантиметр, а также конденсаторов и RC-фильтров. Для изготовления печатных плат используются чернила на водной основе без токсичных металлов и органических растворителей.

Готовые схемы биоразлагаемы — разлагаются в почве в течение нескольких недель либо сжигаются за секунды. Для продления срока службы предусмотрен тонкий силиконовый защитный слой, предохраняющий устройства от влажности и механических повреждений без влияния на электрические характеристики.

По материалам: https://russianelectronics.ru