Auf der e-Swiss-Konferenz letzte Woche stießen wir auf eine interessante Technologie, die auf einem Poster vorgestellt wurde. Das Verfahren nennt sich "Multi-metal electrohydrodynamic redox 3D printing" und wurde vom Team um R. Spolenak an der ETH Zürich entwickelt.
Folie eins zeigt das Funktionsprinzip: "Gelöste Metallionen Mz+ werden in der Druckdüse durch Elektrokorrosion einer Metallelektrode M0 erzeugt, die in ein flüssiges Lösungsmittel eingetaucht ist. (2) Die mit Ionen beladenen Lösungsmitteltröpfchen werden durch elektrohydrodynamische Kräfte ausgestoßen. (3) Nach der Landung werden die Mz+-Ionen durch Elektronenübertragung vom Substrat zum nullwertigen Metall M0 reduziert."
Wie gezeigt, werden die Metallionen in einem Lösungsmittel aus einem eingetauchten Draht erzeugt, so dass keine flüssige Tinte für die Abscheidungstechnik erforderlich ist. Darüber hinaus können, wie weiter unten gezeigt wird, mehrere Materialien mit einer einzigen spannungsgesteuerten Düse gedruckt werden, so dass die Chemie und die Zusammensetzung der abgeschiedenen Materialien on-the-fly angepasst werden kann, was nicht nur eine schichtweise Variation der Materialien, sondern auch sehr viel feinere Änderungen in der Zusammensetzung und Legierung ermöglicht
Da es sich um ein elektrohydrodynamisches Druckverfahren handelt - bei dem die Tröpfchen unter Anlegen einer Spannung eingespritzt werden -, liegen die Strukturgrößen im Submikronbereich. Folie 2 zeigt verschiedene Beispiele für gedruckte Cu-Strukturen, bei denen die extreme Kontrolle des Prozesses sowie die hervorragende Fähigkeit, Strukturen zu erzeugen, zum Tragen kommen.
Dies ist eine sehr vielversprechende Technologie mit einem hohen Potenzial für die künftige Entwicklung. Sie befindet sich natürlich noch in einem frühen Stadium, aber könnte sie die Grundlage für einen heiligen Gral sein, der tintenfreie, mikroskalige Merkmale, Digitaldruck und die fliegende Kontrolle der Multimaterialzusammensetzung kombiniert?
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