impression numérique de pâtes sérigraphiques, 3D...
Ultrafine line screen printing: emerging application and competing technologies
TechBlick a préparé cette présentation pour l'atelier de sérigraphie avancée organisé par Asada Mesh (20 juin 22, Chicago). Vous pouvez regarder et lire la présentation complète ici. Vous pouvez également consulter les diapositives. Le thème est
Applications existantes et émergentes pour des largeurs de ligne de sérigraphie toujours plus fines (inférieures à 15 microns) : Métallisation photovoltaïque | Électrodes de bord enveloppantes MicroLED | Structure en éventail pour électronique hybride flexible | IHM transparentes | Écrans tactiles transparents | Électrodes de bord | MLCC | LTCC
Technologies d'impression hybride et directe (non numérique) pour des largeurs de ligne inférieures au micron : Sérigraphie hybride (impression + gravure/abrasion) | Impression flexo R2R | Impression offset hélio R2R | Impression offset S2S | Impression offset inversée S2S | Impression offset inversée R2R | Impression offset inversée R2R Impression et remplissage R2R | Photolithographie R2R
Vous pouvez télécharger les diapositives au bas de ce blog. Il suffit de faire défiler vers le bas
RFFE 5G à ondes millimétriques basé sur LTCC et métallisation Ag imprimée
Le LTCC avec métallisation Ag imprimée est un excellent choix pour l'intégration hétérogène de l'électronique, notamment pour les hautes fréquences (mmWave et 5G) et les conditions environnementales difficiles. En effet, cela montre que notre électronique imprimée peut jouer un rôle dans l'infrastructure de communication 5G/6G. Dans cette étude, DuPont fait la démonstration d'une antenne en boîtier (AiP) qui intègre un réseau d'antennes orientables par faisceau dans un module frontal de radiofréquence (RFFE) fonctionnant à 28 GHz et incorporant un circuit intégré Anokiwave avec un réseau d'antennes patch 2 x 4.
Le diélectrique céramique (appelé GreenTape) présente d'excellentes propriétés diélectriques jusqu'à 100 GHz tout en maintenant un Dk de 7,1 et un Df de <0,0010. Il présente également des propriétés stables dans une plage de températures extrêmes (-50°C à 150°C).
Dans cette étude, une métallisation en Ag fritté sérigraphié a été utilisée pour les plans de masse, les remplissages de via, les lignes de signaux et les plots soudables. Les données de cette étude montrent la viabilité de la CCLT pour les applications mmWave et 5G. Il s'agit d'une solution intéressante avec une faible mise à jour de l'humidité, une bonne stabilité de la température, etc.
Au fur et à mesure que la densité des pièces dans les systèmes hétérogènes basés sur la CCLT augmente, la sérigraphie devra également passer à des lignes plus fines pour soutenir cette densification, mais c'est une histoire pour un autre jour.
Impression numérique de pâtes sérigraphiables pour le prototypage rapide !
La sérigraphie nécessite un outillage qui limite le prototypage et l'itération rapide des produits. L'impression numérique utilise des nano-pointes qui ont un menu plus limité d'options de matériaux et sont plus coûteuses, et dans tous les cas ne sont pas toujours le matériau ultime choisi dans la production finale en volume. Cela laisse un vide sur le marché de l'impression numérique de matériaux et de pâtes sérigraphiques disponibles dans le commerce.
Voltera est en train de mettre au point une machine de table de prototypage destinée à résoudre ce problème. Ce produit sera lancé lors du salon TechBlick à Eindhoven (12-13 OCT 2022). Il permet aux utilisateurs d'imprimer rapidement de manière numérique en utilisant différentes pâtes à trame. Le processus d'impression numérique s'auto-approuve en grande partie, ce qui permet aux utilisateurs d'expérimenter différents matériaux et formulations sans avoir à passer par la courbe d'apprentissage complète et le processus d'optimisation de l'impression à chaque fois. La taille de l'appareil permet également de le garder dans le laboratoire et de réaliser rapidement des prototypes. La tête d'impression numérique à fil direct permet d'imprimer sur différents matériaux de substrat ainsi que sur des formes plates et 2,5D/3D.
Applications présentées ici : (1) capteur de pression pour semelle souple sur TPU | (2) chauffage portable intégré dans un vêtement (denim) | (3) chauffage de tasse thermoformé.
Traitement numérique par laser de l'électronique 3D
La combinaison de l'impression numérique (jet d'encre, aérosol, etc.) avec le frittage numérique rapide par laser spécifique au site présente de nombreux avantages. Dans l'exposé ci-dessous, vous verrez divers exemples provenant de Fraunhofer ILT à Aix-la-Chapelle, en Allemagne.
Actionneurs piézoélectriques multicouches : La structure est multicouche [(PZT (140nm)-->LNO (30nm)--> PZT (140nm)-->LNO (30nm)--> PZT (140nm)-->LNO (30nm)]. Par conséquent, il est essentiel d'avoir un frittage rapide, sinon le temps de TACT sera trop long. Fraunhofer ILT suggère ici que le frittage laser (jet d'encre couche 1 --> frittage laser --> répétition) peut être une excellente solution.
Capteurs de contrainte sur et dans un composant bionique imprimé en 3D : ici, la couche isolante est d'abord appliquée. Les matériaux des capteurs de contrainte sont ensuite imprimés numériquement (jet d'encre) sur la surface de la pièce 3D, puis frittés numériquement au laser. La possibilité d'imprimer numériquement et de fritter signifie que seules les pièces requises seront métallisées et soumises à un traitement thermique.
En tant que telle, elle permet de gagner du temps, d'imprimer sur des formes non planes et de maintenir l'intégrité des pièces mécaniques imprimées en 3D. Dans une autre variante du même dispositif, ils peuvent arrêter le processus d'impression 3D pour imprimer numériquement (en aérosol cette fois) et fritter numériquement au laser les composants électroniques avant de reprendre le processus d'impression 3D. De cette façon, la fonctionnalité électronique sera intégrée à la structure elle-même.
Impression de tampons sur des surfaces en 3D : antenne 5G pour téléphones intelligents
La métallisation de structures 3D a de nombreuses applications. Les approches technologiques courantes sont la LDS (structuration directe par laser) ou l'impression numérique en aérosol. Le premier est un processus en plusieurs étapes avec une empreinte machine relativement importante, mais il offre une adhérence élevée et une conductivité de masse avec une facilité de soudure. Le second est un procédé numérique en deux étapes avec une petite machine compacte. Cependant, il offre une conductivité au niveau de l'encre, qui peut être faible, notamment sur les substrats à faible température.
Henkel a récemment fait la démonstration de la tampographie - une technique ancienne - pour l'électronique 3D. Cette technologie permet d'imprimer des encres sur des structures plastiques 2,5 et 3D, offrant ainsi une alternative aux LDS et aux aérosols. Il s'agit d'un procédé plus simple que les deux autres. Le procédé ne crée pas de structure fine mais peut imprimer des lignes plus épaisses (donc plus conductrices) en utilisant des pâtes à haute viscosité. Il s'agit également d'un procédé robuste et relativement peu sophistiqué par rapport au LDS et à l'aérosol.
Comme le montre l'illustration, dans ce procédé, un tampon en silicone conforme prélève d'abord l'encre sur une plaque métallique. La formulation de l'encre doit garantir une bonne adhérence au tampon en silicone. Le tampon tamponne ensuite la surface 3D. Comme le tampon est conforme, il suit la forme du substrat cible, ce qui permet d'obtenir un revêtement non plat ou 3D.
Les exemples d'application présentés ici ont été développés avec les partenaires chinois de Henkel :
antenne 5G imprimée sur le cadre extérieur en polycarbonate d'un téléphone mobile, atteignant 10mOhm/sqr/mill
conducteur imprimé sur la face intérieure du plastique pour se connecter à la carte mère
[This is automatically translated from English]
