The future of printed electronics involves advancements not only related to full system integration, but also lean process manufacturing. A critical aspect of this progress is developed in this study, which evaluates a highly flexible screen printed through-hole-via using silver microparticle inks, for applications in energy harvesting and storage modules. The printed vias’ fabrication and durability are evaluated by means of a double sided screen-printing method and repetitive (cyclic) bending tests. Vias, through 125-µm-thick PET foil, were laser cut (nominally 50, 100, 150, and 200 µm diameters) then filled, and simultaneously connected to adjacent vias by screen printing. To investigate the use of the printed via in a monolithic energy module, the vias were used for the fabrication of a flexible printed supercapacitor containing aqueous electrolyte and carbon electrodes. The results indicate that the lower viscosity silver ink (DuPont 5064H) fills the via less effectively than the higher viscosity ink (Asahi LS411AW), and as the via size increases (≥150 µm diameter) via walls are coated rather than filled. Conversely, the more viscous ink fills the via thoroughly and exhibited a 100% yield (1010 vias; 100 µm nominal via diameter) with the two-step direct screen-printing method. The 10-mm radius bending test showed no signs of via specific breakdown after 30,000 cycles. The results indicate that this via filling process is likely roll-to-roll compatible to enable multi-layered printed electronic devices.

印刷电子的未来不仅涉及与完整系统集成有关的进步，而且还涉及精益工艺制造。本研究开发了此进展的关键方面，该研究评估了使用银微粒墨水的高度灵活的丝网印刷通孔，用于能量收集和存储模块。印刷过孔的制造和耐用性通过双面丝网印刷方法和反复（循环）弯曲测试进行评估。激光切割过厚度为125 µm的PET箔（直径分别为50、100、150和200 µm），然后通过丝网印刷将其连接到相邻的过孔。为了研究在整体式能量模块中印刷过孔的使用，通孔用于制造包含水性电解质和碳电极的柔性印刷超级电容器。结果表明，与高粘度油墨（Asahi LS411AW）相比，低粘度银油墨（杜邦5064H）填充通孔的效率较低，并且随着通孔尺寸的增加（直径≥150µm），通孔壁被涂覆而不是被填充。相反，使用两步直接丝网印刷方法，粘度更高的墨水将彻底填充通孔，并显示出100％的合格率（1010个通孔；标称通孔直径为100 µm）。半径10 mm的弯曲测试表明，在30,000次循环后，没有通过特定击穿的迹象。结果表明，这种通孔填充工艺可能卷对卷兼容，以实现多层印刷电子设备。结果表明，与高粘度油墨（Asahi LS411AW）相比，低粘度银油墨（杜邦5064H）填充通孔的效率较低，并且随着通孔尺寸的增加（直径≥150µm），通孔壁被涂覆而不是被填充。相反，通过两步直接丝网印刷方法，粘度更高的墨水会完全填充通孔，并显示出100％的合格率（1010个通孔；标称通孔直径为100 µm）。半径10 mm的弯曲测试表明，在30,000次循环后，没有通过特定击穿的迹象。结果表明，这种通孔填充工艺可能卷对卷兼容，以实现多层印刷电子设备。结果表明，与高粘度油墨（Asahi LS411AW）相比，低粘度银油墨（杜邦5064H）填充通孔的效率较低，并且随着通孔尺寸的增加（直径≥150µm），通孔壁被涂覆而不是被填充。相反，使用两步直接丝网印刷方法，粘度更高的墨水将彻底填充通孔，并显示出100％的合格率（1010个通孔；标称通孔直径为100 µm）。半径10 mm的弯曲测试表明，在30,000次循环后，没有通过特定击穿的迹象。结果表明，这种通孔填充工艺可能卷对卷兼容，以实现多层印刷电子设备。两步直接丝网印刷方法使粘度更高的墨水彻底填充通孔，并显示出100％的合格率（1010个通孔；标称通孔直径为100 µm）。半径10 mm的弯曲测试表明，在30,000次循环后，没有通孔发生特定击穿的迹象。结果表明，这种通孔填充工艺可能卷对卷兼容，以实现多层印刷电子设备。两步直接丝网印刷方法使粘度更高的墨水彻底填充通孔，并显示出100％的合格率（1010个通孔；标称通孔直径为100 µm）。半径10 mm的弯曲测试表明，在30,000次循环后，没有通孔发生特定击穿的迹象。结果表明，这种通孔填充工艺可能卷对卷兼容，以实现多层印刷电子设备。