Aerosol Jet Druck

Aerosol Jet Druck ist eine kontaktlose, direktschreibende Drucktechnologie, die das Abscheiden verschiedenster funktionaler Materialien erlaubt. In der Abteilung System Packaging wird diese kontaktlose Materialtransfertechnologie vor allem hinsichtlich ihrer Einsatzmöglichkeiten zur Erweiterung der Bereiche Kontaktierung und Bonden untersucht.

Vom Fluid  zur Struktur in nur drei Prozessschritten

Das Funktionsprinzip des Aerosol Jet Drucks wird in drei wesentliche Prozessschritte untergliedert: (i) Zerstäubung des Fluids, wobei femto-liter kleine Tropfenvolumina mittels Ultraschall oder Pneumatik erzeugt werden, (ii) Führen des zerstäubten Materials zum Druckkopf, (iii) Abscheiden des zerstäubten Materials auf dem Substrat durch die Druckkopfdüse. Im Druckkopf wird das zerstäubte Material durch ein sogenanntes Mantelgas aerodynamisch fokussiert, was zu einem konvergierenden, auf hohe Geschwindigkeit beschleunigten Aerosolstrom  führt.

Große Vielfalt an druckbaren Materialien ohne Einsatz einer Maske

Der selektive und additive Materialtransfer kann mit einer großen Vielfalt an Materialien auf zahlreichen Substraten durchgeführt werden, ohne das konventionelle Maskentechnologie oder anderes Dünnschichtequipment notwendig wird. Vor allem der Druck von leitfähigem  Material kann mittels dieser Technologie über 3-dimensionale Topographien und Oberflächen erfolgen. Materialien wie Metalle, Polymere, Kleber, Ätzmedien, Keramiken oder biofunktionalisierte Materialien können gedruckt werden.

Nachbehandlung direkt nach dem Druck

Im Department System Packaging mit dem Aerosol Jet System prozessierten Materialien basieren in den meisten Fällen auf  metallischen Nanopartikeln. Selektives Lasersinter kann direkt nach dem Druck der Materialen in der Maschine durchgeführt werden, da bereits ein Infrarot Laser parallel zum Druckkopf montiert ist.

Einzigartige Funktionalität zum Mischen von Material

Durch Kombination von zwei pneumatischen Zerstäubern wird das Mischen von verschiedenen Materialien möglich. Durch diesen einzigartigen Mischprozess können zum Beispiel graduierte Schichtabscheidungen funktionaler Materialien bewerkstelligt werden. Der Mischprozess wird durch Regulierung der Zerstäubungsrate und Impactor für beide Zerstäuber separat eingestellt. Beide Aerosolströme werden mittels Y-Weiche zum Druckkopf geführt.

 

Breit gefächerte Druckauflösung

Die Möglichkeit, druckbare Strukturen mit lateralen Größen zwischen 10 und 200 µm in Abhängigkeit der gewählten Drückkopfdüse zu erzeugen, ermöglicht den Einsatz des am Department System Packaging verfügbare Aerosol Jet System in einem breit gefächerten Anwendungsfeld. Durch das involvierte, vektorbasierte Motion Control System können komplexe Strukturen innerhalb verlässlicher Prozesszeiten gedruckt werden.

Anwendungsbeispiele:

  • Kontaktierungen
  • Fügetechnik
  • Gedruckte Elektronik
  • Graduiertes Abscheiden gemischter Materialien