Home Industrie nScrypt gelingt die Mikrodosierung im 50-Mikron-Bereich für 3D-gedruckte Elektronik

nScrypt gelingt die Mikrodosierung im 50-Mikron-Bereich für 3D-gedruckte Elektronik

nScrypt, ein Hersteller von hochpräzisen Mikrodispensern, hat den erfolgreichen 3D-Druck von Löt- und Klebepunkten im 50-Mikrometer-Bereich präsentiert. Hierfür kam die neue kegelförmige Stiftspitze SmartPump zum Einsatz, mit der die Menge des aufgetragenen Materials präzise gesteuert werden kann.

Es wird erwartet, dass diese Entwicklung die Herstellung von 3D gedruckter Elektronik und flexibler Hybridelektronik voranbringen wird, indem Lötpunkte direkt und präzise auf flache und unregelmäßig geformte Elektronikplatinen gedruckt werden können.

Unter Mikrodosierung versteht man den 3D-Druck von Pasten, Tinten und anderen Flüssigkeiten in außergewöhnlich kleinen Mengen, typischerweise im Pikoliter- oder Nanoliterbereich. Mechanisch gesehen ist es ähnlich wie die Jetting-Technologie, aber hierbei werden Flüssigkeiten viel näher an der Trägeroberfläche aufgetragen. Dadurch entstehen wesentlich feineren und präziseren Druckstrukturen.

Die Mikrodosierung ist bei der direkten digitalen Fertigung oder bei der Herstellung von 3D-gedruckter Elektronik von wesentlicher Bedeutung. Dies umfasst sowohl das Drucken auf flachen Oberflächen (z.B. Leiterplatten) als auch auf nicht ebene Oberflächen (z.B. gedruckte Schaltungsstrukturen). Gedruckte Schaltungsstrukturen werden so konstruiert, dass das eigentliche Elektronikgehäuse neben den auf der Oberfläche befindlichen Klebepunkten ebenfalls von Grund auf in 3D gedruckt wird. Die additive Fertigung bietet hierbei große Gestaltungsfreiheit, was bei gedruckte Schaltungsstrukturen zu unregelmäßigen Formen führt.

SmartPump von nScrypt

Zu der großen Erneuerung bei der Technologie gehört auch die neue SmartPump von nScrypt. Das Mikrodosierwerkzeug hat einen Durchmesser von 10 Mikron. Damit ist es laut dem Hersteller der kleinste Durchmesser für ein Mikrodosiergerät dieser Art. Die in seinem Gehäuse untergebrachte Ventilstange unterscheidet es von anderen Werkzeugköpfen und ermöglicht eine präzise Steuerung der volumetrischen Extrusion. Die SmartPump kann mehr als 10.000 kommerziell erhältliche Materialien mit einer Vielzahl von mechanischen Eigenschaften drucken. Das reciht von Wasser bis Erdnussbutter.

Das nScrypt-Team setzte sich zum Ziel, konsistente und wiederholbare 50-Mikron-Löt- und Klebepunkte vom Typ IX zu drucken. Das Experiment ergab einen durchschnittlichen Punktdurchmesser von 51,24 Mikron mit einer Standardabweichung von 6,42 Mikron oder 13%. Das Ergebnis wird angesichts der extrem kleinen Volumenmengen, die in 3D gedruckt werden, als Erfolg gewertet.

Die Ergebnisse des Tests wurden in der Arbeit “High-Density Microdispensing Solder And Adhesives Onto FHE And Conformal Substrate Assemblies” veröffentlicht. Diese wurde vom nScrypt Sam LeBlanc, Jasmine Hammonds und Mike Newton mitverfasst.

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