Nanofeuilles de BaTiO3 pour la formulation d’encres diélectriques possédant des propriétés remarquables répondant aux exigences techniques de l’électronique imprimée

CHALLENGES

Avec le développement des dispositifs électroniques imprimés, les performances des encres diélectriques sont constamment challengées. Ces encres sont utilisées pour créer des couches isolantes entre les éléments conducteurs, permettant l'impression de circuits complexes, de capteurs et de condensateurs diélectriques dans une large gamme d'applications, notamment les transistors flexibles, les antennes d'identification par radiofréquence (RFID), les écrans tactiles et les systèmes solaires.

Les encres diélectriques sur le marché actuel manquent de stabilité électrique et chimiques, ne sont pas compatibles avec tous les substrats ni toutes les techniques d’impression.

SOLUTION INNOVANTE

L’innovation de cette formule réside dans sa morphologie 2D obtenue par chimie douce avec un rendement de 100% et un rapport surface/épaisseur élevé. Cette morphologie octroie à la formule des propriétés isolantes intéressantes, comme une tension de claquage élevée.

Applications

• Isolation dans l’électronique imprimée (automobile, dispositifs médicaux, aérospatial et défense)
• Internet des objets
• stockage d’énergie

Avantages

• Constante diélectrique élevée
• Formulation en chimie douce
• Compatible avec diverses techniques d’impression
• Haute résolution et flexibilité optimisée

DÉVELOPPEMENT : TRL 2

• Amélioration du taux de cristallinité des nanofeuillets
• Augmentation de la permittivité
• Formulations de nanofeuillets dispersés dans des solvants non-aqueux utilisé dans l’industrie

LA TECHNOLOGIE

Synthèse des nanofeuillets de BaTiO3 :

Un précurseur TiO2 est d’abord synthétisé sous forme de nanofeuillets 2D dans des conditions solvothermales optimisées. Mélangé avec une solution aqueuse de Ba(OH)2 lors d’une réaction hydrothermale, les nanofeuillets de BaTiO3 sont alors produits. Le contrôle de la taille et la forme de ces feuillets sont possibles, et directement liés aux quantités de réactifs.

Formulation de l’encre :

Les nanofeuillets de BaTiO3 ainsi obtenues sont purifies puis dispersés dans l’eau à l’aide d’additifs polymères.

Impression de films composites diélectriques :

Après dépôt sur un substrat en PMMA, des mesures diélectriques ont été effectué avec les résultats prometteurs suivants :

• Permittivité réelle entre 15 et 100
• Pertes (Loss Tan) entre 0,02 et 0,1