undefined

Wear Reliability and Failure Mechanism of Inkjet-Printed Conductors on Paperboard Substrate

Julkaisuvuosi

2023

Tekijät

Fu, Zhao; Tanninen, Panu; Keskinen, Jari; Lev, Roman; Leminen, Ville; Mäntysalo, Matti;

Abstrakti:

In this research, we conducted a wear test on inkjet-printed silver conductors using different loads and counter materials (two paperboards, brushed steel sheet, and sandpaper) with similar surface roughness values. The conductor's reliability was characterized by resistance measurement, the failures and tested counter materials were analyzed using an optical microscope, profilometer, scanning electron microscope, and energy dispersive spectrometer. It was found that the counter material has a dominant impact on a conductor's reliability and failure mechanism compared with load. The conductors were exceptionally reliable but subject to adhesive wear when tested by paperboards. They were also highly reliable when tested by brushed steel sheet although the silver became severely detached, and the conductivity was lost suddenly when a major scratch was caused by two-body and three-body abrasive wear mechanisms. Sandpaper rubbing caused the most severe silver detachment and quick loss of conductivity, as a large amount of small-size (5–15 µm) silicon carbide particles with sharp edges and corners caused a dense cutting effect via two-body abrasive wear (by cutting) mechanism. Additionally, the failures in almost all samples occurred in the areas in contact with the counter edges, suggesting that failure was accelerated by the edge effect. This study proves that inkjet-printed electronics on the investigated paperboard is exceptionally durable when rubbed by paperboards and steel sheets, and thus provides a reliable solution to intelligent packaging. To promote intelligent packaging, more paperboards, as well as approaches for reducing the edge effect can be investigated.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Tampereen yliopisto

Keskinen Jari Orcid -palvelun logo

Mäntysalo Matti Orcid -palvelun logo

Fu Zhao

Lappeenrannan–Lahden teknillinen yliopisto LUT

Tanninen Panu Orcid -palvelun logo

Lev Roman

Leminen Ville

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli:

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Volyymi

8

Numero

2

Artikkelinumero

025004

Julkaisu­foorumi

82222

Julkaisufoorumitaso

2

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Osittain avoin julkaisukanava

Kustantajan version lisenssi

CC BY

Rinnakkaistallennettu

Kyllä

Rinnakkaistallenteen lisenssi

CC BY

Muut tiedot

Tieteenalat

Sähkö-, automaatio- ja tietoliikennetekniikka, elektroniikka; Kone- ja valmistustekniikka

Avainsanat

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Ei

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1088/2058-8585/accc9b

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä