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【24h】

Low-power printed micro-hotplates through aerosol jetting of gold on thin polyimide membranes

机译：通过在聚酰亚胺薄膜上气雾喷镀金来形成低功率的微型微炉

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摘要

We report on patterning of miniaturized gold (Au) based micro-hotplates reaching high temperature at lower power consumption than ever reported using aerosol jet printing. Efficient heating (i.e. -12 degrees C/mW) was achieved by reducing the effective heating area and the thickness of the polyimide substrate. Au nanoparticles solution was used for printing heaters of two different sizes, i.e. 500 x 500 mu m(2) and 150 x 150 mu m(2). These double meander heaters were patterned on a 50 mu m-thick polyimide substrate implementing 5 pm-thick membranes using laser etching. Finite element simulations were used to optimize the thermal design of the devices. They exhibit a power consumption at 250 degrees C of 39 mW and 22 mW for the larger and smaller heater design, respectively. These results indorse the significance of aerosol jet printing process at high resolution to realize high temperature and power efficient micro-hotplates on foil for applications such as; in portable gas and chemical sensors, thermal metrology and mapping, localized heating, thermal actuators and microfluidics etc.
机译：我们报告了基于微型金（Au）的微型热板的图案化，该图案以比使用气溶胶喷射印刷所报告的更低的功耗达到了高温。通过减小有效加热面积和减小聚酰亚胺衬底的厚度，可以实现有效的加热（即-12℃/ mW）。金纳米颗粒溶液用于两种不同尺寸的印刷加热器，即500 x 500μm（2）和150 x 150μm（2）。这些双曲加热器在采用激光蚀刻的，厚度为5 pm的膜的50微米厚的聚酰亚胺基板上进行图案化。有限元模拟被用来优化器件的热设计。对于较大和较小的加热器设计，它们在250摄氏度时的功耗分别为39 mW和22 mW。这些结果背离了高分辨率的气溶胶喷射印刷工艺的重要性，从而在诸如以下的应用中在箔上实现了高温和省电的微型热板。应用于便携式气体和化学传感器，热计量和制图，局部加热，热执行器和微流体等。

著录项

  • 来源
    《Microelectronic Engineering》 |2018年第7期|71-78|共8页
  • 作者

    Khan S.; Nguyen T. P.; Lubej M.; Thiery L.; Vairac P.; Briand D.;

  • 作者单位

    Ecole Polytech Fed Lausanne, Soft Transducers Lab, Neuchatel, Switzerland;

    Univ Franche Comte, CNRS, ENSMM, FEMTO ST Inst,UMR 6174,UTBM, Besancon, France;

    Ecole Polytech Fed Lausanne, Soft Transducers Lab, Neuchatel, Switzerland;

    Univ Franche Comte, CNRS, ENSMM, FEMTO ST Inst,UMR 6174,UTBM, Besancon, France;

    Univ Franche Comte, CNRS, ENSMM, FEMTO ST Inst,UMR 6174,UTBM, Besancon, France;

    Ecole Polytech Fed Lausanne, Soft Transducers Lab, Neuchatel, Switzerland;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
  • 关键词

    Aerosol jet; Printing; Flexible; Micro-hotplate; Gold;

    机译：气溶胶喷射;印刷;柔性;微热板;金;

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