Abstract
지난 10 년간, 금속 잉크 또는 기타 기능성 물질을 인쇄 비 리소그래피 방법 1-3 많이 개발되고있다. 잉크젯 3 및 레이저 유도 앞으로 전송 (LIFT) 4 이러한 과정의 대부분은 성장 인쇄 전자 및 무 마스크 패턴에 대한 관심이 점점 인기를 끌고있다. 전통적인 반도체 처리 기법에 비해 이러한, 제조 공정이 환경 친화적 인 저렴하고 신속한 프로토 타이핑에 적합 첨가제. 가장 직접적인 쓰기 프로세스가 두 차원 구조에 국한되고 점도가 높은 (특히 잉크젯)와 자료를 처리 할 수 있지만 제대로 수행 한 경우, LIFT는 모두 제약을 초월 할 수 있습니다. 또한, 레이저 전사 트랜스퍼 (LDT) 5-9로 지칭 삼차원 화소 (호출 복셀)의 합동 전송은 최근 LIFT 기술은 고점도의 Ag nanopast를 사용하여 입증되었다ES는 자립 상호 복잡한 복셀 모양 및 고 종횡비의 구조물을 제조한다. 본 논문에서는 마이크로 및 거시적의 Ag 다양한 구조를 제조하기위한 간단하면서도 다양한 과정을 보여줍니다. 구조는 상업적인 프로젝터, DMD (Digital Micromirror Device) 칩을 이용한 간단한 전기 접점을 패터닝하기위한 모양, 가교 및 캔틸레버 구조, 높은 종횡비 구조 및 단발, 큰 면적의 전송을 포함한다.
Introduction
첨가제 프린팅 기술은 다양한 기판 상에 기능성 재료의 패턴에 대한 상당한 관심이있다. micropen 10, 직접 기록 조립체 (11), 잉크젯 (12) 및 LIFT 4 포함한 소위 "직접 기록"프로세스는 서브 - 마이크론에서 1,2- 거시적 범위 기능 다양한 크기의 제조에 적합 . 이러한 기술의 주요 장점은 저렴한 비용, 환경 친 화성, 그리고 프로토 타입 개념에서 빠른 처리합니다. 사실, 신속한 프로토 타입은 프로세스에 대한 기본 사용이다. 이러한 프로세스에서 사용 된 물질은 일반적으로 용매 내에서 나노 입자 현탁액으로 구성하고, 일반적으로 그 기능성을 실현하기 위해 증착 단계 후 경화 가열을 필요로한다. micropen 및 직접 기록 조립체는 상대적으로 구현이 간단하지만, 모두 수용 기판과 연속 필라멘트의 접촉에 의존분배시. 잉크젯 간단한 비접촉 직접 기록 방법이지만, 통상은 분배 노즐의 막힘 및 / 또는 부식을 방지하기 위해 낮은 점도 화학적 양성 나노 입자 현탁액의 양도 제한된다. 또한, 잉크젯에 의해 잘 정의 된 에지 기능 인쇄 패턴 때문에 습윤 효과 (13)에 서로 다른 표면과 그 결과의 불안정성에 유체의 가변 동작 주어진 매우 어렵다. 에 관계없이, 잉크젯은 지금까지 연구에서 가장 관심을 즐겁게하고있다.
LIFT, 다른 한편으로는, 잘 정의 된 가장자리 고점도 페이스트를 전사 할 수있는 비접촉 노즐 프리 첨가 공정이다. 이 공정에서, 복합 재료의 제어 된 양의 고점도 페이스트를 사용하는 경우. 그것은 POSS 인도 1에 도시 한 바와 같이, 레이저 펄스 (4)를 이용하여 수신 기판 (또는 "리본") 도너 기판으로부터 전사입사 레이저 펄스의 단면 (5)의 크기 및 형상에 맞도록 인쇄를위한 복셀 ible. 이 처리는, 레이저 전사 트랜스퍼 (LDT) 라하고, 같은 다양한 애플리케이션을위한 구조의 비 리소그래피 생성을 가능 복셀 형상 및 크기를 쉽게 제어 파라미터되는 직접 기입하는 독특한 방법을 제공하고있다 회로 수리 (14), 메타 물질 (7), 상호 (8), 무료 - 서 구조 15. 하나의 전송 단계에서 복잡한 형상을 증착 할 수있는 능력은 매우 처리 시간을 감소시키고 다수의 복셀 대부분의 디지털 인쇄 기술의 일반적인 문제의 병합에 관련된 문제를 피할 수있다. 동적 개별 레이저 펄스 (17)의 공간적 프로파일을 조절하는 능력은 다른 레이저 직접 기록 (LDW) 기법에 비해 LDT의 기록 속도를 증가시키는 역할을한다. 것으로서 이러한 처리 효과의 결과로서, 우리는 LDT 프로세스 참조그것은 하나의 병행으로 복수 직렬 기록 단계들의 조합 할 수 있으므로 "부분적으로 병렬". 병렬화 정도는 최종적으로 빠르게 레이저 단면 프로파일을 변경하는 능력 때문에 얻어진 복셀의 형상에 의존하고, 리본과 기판을 번역 할 수있는 속도에.
프로세스를 시각화하기 위해 리프트 프로세스 동안 물질의 동작은 세 가지 페이스트 점도에 대해도 2A, 2C 및 2E에 개략적으로 도시되어있다. 저점도 잉크에 대한 (도 2A)도 9를 참조하면, 전송 처리가 둥근 반구 복셀 (도 2b)의 형성의 결과로 문제를 분사 다음과 18.도 2c는 토출 복셀은 것과 유사한 단편화가 발생하는 매우 높은 점도 현탁액의 전송을 도시 정도의 LIFT 관찰뚜껑 세라믹 층 (19).도 2e는 방출 된 복셀은 표면 장력 효과로 인해 변형 형상에 적용되지 않고, 그대로 수용 기판에 도달 상기 적합한 중간 점도와 nanopaste의 LDT 전송을 도시한다. 전사 복셀의 형상에 점도의 효과는도 2B, 2D, 2F와의 원자 힘 현미경 (AFM) 사진에 도시되어있다. 도 2F는 입증 된 바와 같이, 일반적으로, 점도가 적절한 범위 샤프 잘 정의 복셀을 얻을 수있다 ~ 100 · 파의 Ag nanopaste 5 초.
전체적으로 마이크론 해상도 3D 구조물 전위 비접촉 인쇄를 결합하는 방법의 몇 가지보고가 있었다. LDT 방법은 울트라 파인 피치 접합 기능을 커넥터를 제조 할 수있는 자유형 프로세스를 제공한다. 민감한 전자 장치, 유기 전자를 포함하는 응용 프로그램의 수및 마이크로 전자 기계 시스템 (MEMS)는 이러한 공정에서 유익 할 수있다. 여기에서 우리는 고점도의 Ag nanopaste의 비접촉, 입체 인쇄뿐만 아니라 (DMD 칩을 통해) 단일 레이저 총, 대 면적 인쇄하는 방법을 보여줍니다.
Protocol
1. 기증자 기판을 만들기
- 테이프가 노출 된 유리의 중앙 영역을 떠나있는 유리 슬라이드의 에지 마스크.
- 3-15 분 (물에 물 40 % NH 4 F의 1의 비율로 48 %의 HF 6) 버퍼 HF에서 슬라이드 잠수함. 주 :이 잘 만들어 마스킹 인 슬라이드의 중심을 에칭한다. 제조자의 지침을 사용하여 스타일러스 프로파일로 또는 AFM으로 측정 할 수있는, 1 ㎛ 내지 5 웰의 깊이가 있어야한다.
- 테이프 마스크를 제거합니다.
2. 잉크 리본 만들기
- 웰의 일측에 Ag 페이스트 소량의 확산. 약 10 mg의 범위에서, 우물을 채우기에 충분가 있는지 확인하십시오. 그러나 그것은 먼저 양을 측정 할 필요가 없다.
- 단단히 전체에 걸쳐 페이스트의 얇은 층을 확산, 잘 가로 질러 직선 금속 블레이드를 끕니다. 균일 어떤 얇은 반점없이 붙여 넣기를 배포 할 수 있습니다. 생의 마지막 제품의 과정 - 작은 잘 포함의 Ag 잉크 -은 "리본"라고합니다.
- 닦아 랩으로 잘 외부에 확산하는 페이스트를 닦아.
3. 리본을 건조
- 낮은 습도 환경에서 리본면이 위로를 놓습니다. 건조 질소로 가득 상자가 가장 잘 작동합니다.
- 실온에서 적어도 2 시간 동안 리본을 둡니다. 이때, 잉크의 점도를 인쇄하기에 충분히 높아야한다.
참고 : 충분한 건조 후, 잉크 리본은 다른 유리 슬라이드에 잘 얼굴이 아래로 향하도록하고 건조 질소 환경에서 저장하여 약 한 달 동안 저장 될 수있다. 이 방법으로 저장되면, 그것은 오랜 기간 동안 무인 잉크 리본을 떠나 괜찮아.
4. 인쇄 복셀
- 진공 척 또는 양면 테이프를 이용하여 XY 스테이지 병진 수신기 기판을 부착. 수신기 기판이 평평해야하지만 다른 제한이 없습니다 : 있습니다. 실리콘 웨이퍼, GL엉덩이 슬라이드, 또는 200 ° C 호환 폴리머는 모두 허용 수신기 기판이다.
- 수신기 기판에 따라 잉크 리본면이 아래를 놓습니다.
- 웰 내의 잉크의 배면 상에 상기 도너 기판의 후면을 통해 광학적 셋업 초점.
주 :이 프로세스 광학계를 배치하는 방법은 여러 가지가 있지만, 다음 단계 / 부품이 필요하다 :- (가우시안 대조적으로) "탑 햇"공간적 에너지 분포를 갖는 빔 펄스 UV 레이저를 사용한다. 제어 가능 음향 광학 변조기를 요구할 수있다 개별 펄스를 발사 할 수있는 레이저를 사용합니다. 음향 광학 변조기는 사용자가 개별 펄스의 연소를 제어 할 수있다.
- 원하는 형태로 상기 빔의 단면을 형성, 개구부를 통해 상기 빔을 전달한다. 개구의 형상은 복셀의 형상을 결정합니다. 즉, 상기 개구는 실질적으로 도너 기판 상에 묘화된다 말할 MAS 유사K 투영합니다.
- 인쇄 된 복셀의 크기를 결정하는 빔의 단면의 크기를 감소시키기 위해 현미경 대물 렌즈를 사용한다. 예를 들어, 50 ㎛의 폭 치수를 갖는 10X 대물 수율을 사각형 복셀은 다음 50X 목적은 동일한 형상 (사각형)을 인쇄 할 경우에 10 ㎛의 측면 치수 복셀.
- 미세한 목적으로 (빔 스플리터를 통해) 라인에 비디오 카메라를 배치합니다. 이 잉크 리본의 활성 모니터링 할 수 있습니다.
- 상기 도너 기판 상에 하나의 레이저 펄스를 발생. 레이저 플루 언스위한 합리적인 시작 값은 40-60 엠제이 / cm 2의 범위이다. 복셀 토출 된 레이저 빔의 단면의 모양에 볼 구멍이 있는지 확인. 구멍이 보이지 않으면, 몇 가지 이유가 있습니다 :
- 초점이.
- 초점 목적의 높이를 조정합니다. 이 초점에 구멍을 가져올 수 있습니다.
- 낮은 에너지.
- 천천히의 increase 60-80 엠제이 / ㎠의 플루 언스의 레이저 최대의 에너지. 두꺼운 잉크 리본이 높은 플루 언스 값을 필요로 할 수있다.
- 잉크의 점도가 너무 낮음.
- 복셀 토출 된 잉크 리본의 구멍 바로 다음 잉크 점도가 여전히 너무 낮 리필되는 경우, 따라서 3 단계의 지시에 기초하여 또 다른 30 분 동안 리본 건조 후 다시 4 단계를 시작한다.
- 초점이.
- 는 X를 따라 XY의 번역 단계를 이동하고 Y는 새로운 자리에 축.
- 복셀 토출하고 복셀이 잉크 리본로부터 토출 된 크게 정의 구멍을두고 다시 도너 기판 상에 하나의 레이저 펄스를 발생.
5. 인쇄 복잡한 구조
- 다음과 같은 방법으로 인접 복셀을 함께 연결하여 라인을 만들기 :
- 4.1-4.4에 설명 된대로 복셀을 전송합니다.
- 은 X 또는 Y 방향을 따라 병진 XY 스테이지 하나 복셀 길이 이동.
- 4.1-4.4에 설명 된대로 복셀을 전송합니다.
- 충분히 긴 줄을 얻을 때까지이 과정을 반복합니다.
- 다음과 같은 방법으로 구조를 해소 또는 캔틸레버 만들기 :
- 빔 정렬 토출 복셀은 도너 기판의 형상 격차 것 같은 OR 복셀의 일부분이 간극 형상의 가장자리를지나 오버행되도록한다.
- 4.1-4.4에 설명 된대로 복셀을 전송합니다. 주 : 페이스트의 점도가 너무 낮 으면, 복셀이 대신 아래 다리 또는 캔틸레버를 작성하는 기능에 부합 할 수있다.
- 다음과 같은 방법으로 고 종횡비 구조를 생성 :
- 4.1-4.4에 설명 된대로 복셀을 전송합니다.
- 수신기 기판을 이동시키지 않고, 잉크 리본의 새로운 지점에 상기 도너 기판을 이동.
- 4.1-4.4에 설명 된대로 복셀을 전송합니다.
- 반복 충분한 평의 기능까지 5.3.2와 5.3.3 단계GHT 얻는다. 구조 3-5 ~ μm의보다 키가 내장되어있는 경우 복셀 스택 및 잉크 리본이 직접 접촉하지 않도록 주기적으로 상기 도너 기판 및 수신기 사이에 스페이서를 삽입한다. 도너 기판 높이의 변화를 고려하여 4.4.1 절에 설명 된 것처럼 광학 재 집중 될 필요가 있습니다.
DMD 칩을 통해 6 인쇄 복잡한 이미지
- 그리거나 원하는 복셀 형태의 이미지를 업로드 할 수 있습니다. 이미지 파일의 형식은 비트 맵인지 확인. 주 : 복셀의 크기 도면을 확장 할 수있는 광학 시스템의 인쇄하는 사이즈 축소 비율을 사용하는 것이 중요하다. DMD 본질적 투영 마스크 개구 걸려 있기 때문에 본질적으로 무엇 빔 이미징 대체 마이크로 미러 어레이는 상기 빔을 형성하기 위해 사용된다.
- 적절한 레이저 (UV 또는 녹색)을 선택합니다.
- DMD를 켜고 DMD 소프트웨어를 엽니 다.
- "이미지 열기"로드 비트 맵 patte을 클릭RN. 로드를 선택하고 재설정합니다.
- "추가"를 클릭합니다. 비트 맵 파일의 이름 오른쪽 패널에 나타납니다.
- "한 번 실행"을 클릭합니다. 비트 맵 패턴은 현재 DMD에로드된다.
- 단계 4.3-4.1에 설명 된대로 기증자와 수신기 기판을 정렬합니다. 단계 4.6-4.4에 설명 된대로 잉크를 전송합니다.
- 전송이 성공하면 필요한 경우 반복 6.4 6.3 단계; 다음 7 단계로 진행합니다.
7. 전기로
모든 복셀가 인쇄되면, 노에서 그들을 치료.
- 노의 수신기 기판면이 위로를 놓습니다.
- 2 시간 동안 180 ° C에서 치료 둡니다.
Representative Results
그림 3은 그 중심에 잘와 대표 도너 기판을 보여줍니다. 표준 유리 슬라이드는 도너 기판에 사용하고,이 경우에는 우물의 깊이는 1 ㎛이다 하였다. 용 Ag nanopaste 모두 직사각형 웰에 한정되고, 기판의 나머지는 깨끗한 있습니다. 거의 균일 한 페이스트 두께를 나타내는 착색이 균일주의하는 것도 중요하다. 가벼운 착색와 지역에 가장 피할 수있다 얇은 지점을 나타냅니다. 4 × 20 μm의 광장 복셀가 배출 한 20 ㎛의 좁은 배열 한 후 도너 기판의 20 배 광학 이미지를 보여줍니다. 이 이상적인 경우, 갭에는 페이스트 잔류 물이없는 모든 복셀은 완전히 리본에서 배출되었다. 에너지가 부족이나 빔 프로파일의 상당한 핫스팟이있는 경우, 복셀 일부만 분리하며 리본의 배면에 붙어 남아 있으면.
복셀은 파에서 배출상이한 점도는 즉, 페이스트 점도가 낮은도 5-9.에서 찾을 수있다와 STES 충분히 복셀 발생할 표면 장력도 5A 및 B에 도시 된 바와 같이 (원래 형상을 잃고 더 둥글게되고, 건조되지 않은 ). 도 5b에서 복셀의 모양 (그림 5B의 삽입에 표시) 빔 형태는 다른 방법을합니다. 페이스트 점도, 즉 높은 경우 다른 극단에서, 건조 오버, 복셀은도 5C 및 D에 도시 된 바와 같이 토출 때 파괴하는 경향이있다. 따라서,도 5E 및 F에 도시 된 바와 같이, 빔 프로파일의 형상을 유지 unfractured 복셀의 전송을 허용하는 중간 점도 범위가있다. 우리는 긴 도전성 라인을 형성 복셀 체인의 두 가지 종류를 보여줍니다. 첫번째 whic에서 단순 종단 체인이었다H는 40 X 60 ㎛의 2 복셀은 서로 (도 6A 및 B) (20)에 인접하여 옮겼다. 일반적으로,이 결합 방법은, (도 6B에 도시 된 바와 같이) 100 ℃에서 소프트 경화 후 나타나는 부분적으로 또는 완전히 파손 인터페이스 다소 불안정했다. 사용 된 두 번째 방법은 엔드 - 투 - 엔드 (도 6C 및 D) 전사 복셀 물리는, 노치. 인터페이스의 높은 품질을 시각적으로 각각의 모양을 해결하기가 어려워로도 6c의 점선은 복셀의 원래 모양을 설명합니다. 이 효과는 복셀 사이의 이음매가 거의 보이지 않는 그림 6D, 매우 분명하다. 절결 형상은 거의 모든 인터페이스가 100 ° C의 경화 후에 연속 남은 단순 종단보다 더 안정적이다. (7) 적층 다양한 기하학, 패턴 및 종횡비를 보여주고있다. 싱글100 ㎛ 폭 실리콘 트렌치 이송 복셀은 적절한 점도를 구하기 늘어짐이나 리시버 기판의 형상에 부합로부터 복셀을 방지하기 위해 브리지 또는 자립 애플리케이션에 매우 중요하다.도 7a에서 찾을 수있다. 복합 다중 층 구조는 두 개의 적층 된 피라미드 고 종횡비 미세 기둥 포함한도 7b-D에서 볼 수있다. 이러한 형상은 수직 및 걸친 상호 연결을 필요로하는 애플리케이션에 중요하다. 마지막으로,도 8a는 도면에 "디지털 미러 디바이스"로 지칭되는 상업적 DMD 칩을 사용하는 다른 광학 구성도. 단계 6에서 설명한 바와 같이 크고 복잡한 이미지가 컴퓨터로 로딩되고 단일 레이저 펄스가 전달 될 수있다. 성공적으로 인쇄 NRL 로고도 8b에서 찾을 수 있습니다. 우리는 단일 샷으로, 우리는 길이 1mm 특징 R은 페이스트 구조를 전송할 수 있습니다~ 20 ㎛, esolution.
그림 LDT 설정의 도식도이다. 복셀 모양은 고점도 잉크에 대한 단면 빔 형상에 의해 결정된다합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
도 2 회로도 복셀 토출. 다이어그램 (A) 낮은 점도 (C) 점도 및 (E)의 중간 점도 이전의 진화를 나타낸다. 얻어진 복셀 AFM 플롯은 각각, (B), (D) 및 (F)에 설치되어있다. 이 그림은 수정 된 [9]에서. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
의 Ag nanopaste 도너 기판의 그림 3. 그림은. 기판 자체가 깊은 우물 중앙에 1 μm의 유리 슬라이드입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
복셀 전송. 샤프 후 리본 (도너 기판)에 페이스트 층 4. 20 배 광학 이미지 그림, 잘 정의 된 가장자리와 잔류 물 부족은 충분한 페이스트 건조 및 리본에서 물질의 완전한 전송을 나타냅니다.jove.com/files/ftp_upload/53728/53728fig4large.jpg "대상 ="_ 빈 ">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
도 여러 복셀 제 주사 전자 현미경 (SEM) 이미지. 빔 프로파일은 인셋 (B)에 도시되어있다. 세 가지 다른 형태 복셀은 낮은 점도 (A, B), 점도 (C, D), 및 중간 점도 (E, F)에서 인쇄 하였다. 높은 점도 복셀 골절로 연결하면서 저점은 모양과 복셀 선명도의 손실로 연결합니다. 이 수치는 [9].에서 수정 된 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
.도 연결형 복셀 체인 제 SEM 이미지 두 링크 형상이 도시되어있다 : 간단한 엔드 - 투 - 엔드 (A, B) 및 (C, D)를 노치-연동. 일반적으로, 노치-연동 종단 간단한 노 단계 동안의 수축으로 인한 균열되는 경향이있는 반면 형상보다 안정적인 것으로 밝혀졌다. 이 그림은 [20]에서 수정되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
. 그림 7. SEM의 여러 복잡한 복셀 구조의 이미지 기하학은 다음과 같습니다 : 100 μm의 넓은 트렌치 (A)을 가교 직사각형 복셀, 다층들 caffold (B), 높은 종횡비 피라미드 (C), 및 여러 높은 종횡비 마이크로 필러 (D). 이 수치는 [8].에서 수정 된 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
도 8 도식과 DMD 칩 통해 LDT의 결과. 개략도 (A)에서, 레이저 개구 마이크로 미러의 큰 조립체 인 DMD 칩으로 대체되었다. 이미지 파일로부터 패턴 충실 단일 샷 복셀 패턴의 정확한 복제를 토출하는, 상기 도너 기판 상에 이미징 될 수있다. 일례로서, NRL 로고 (B)는 단일 레이저 총에 의해 전달되었다.ig8large.jpg "대상 ="_ 빈 ">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
Discussion
본 논문에서는 높은 점도의 Ag nanopaste의 비접촉, 입체 인쇄뿐만 아니라 (DMD 칩을 통해) 단일 레이저 총, 대 면적 인쇄하는 방법을 설명했다. 잉크젯 다른 직접 기록 기술과는 달리, 여기서 설명 LDT 기술은 하나의 단계에서, 하나의 레이저 펄스, 즉 복셀 복잡한 모양의 프린팅을 허용한다. 절차의 여러 측면이 간단 보일 수도 있지만, 최적화하기 위해 반복적 인 테스트를 요구하는 여러 단계가 있습니다. 첫째, 페이스트 건조 및 점도가 성공적으로 전송을위한 가장 중요한 요소입니다. 이러한 점은 이미 텍스트 반복되어 강조 하였지만, 우리는 중요성을 강조하기 위해 여기 점을 유지한다. 잉크 점도가 너무 낮은 경우는 날카 롭고 잘 정의 복셀 모양을 인쇄 불가능하다. 복셀을 배출 할 때 잉크의 점도가 너무 낮은 폭로하는 기호가 발생합니다. 레이저 펄스가 실행되면복셀 순간적 토출 나타나지만 잉크 도너 기판에 남아있는 구멍 위로 빠르게 채울 것이다. 이 경우, 사용자는 레이저 발사 중지해야하고 단계 3.1 및 3.2에서 설명하는 바와 같이, 잉크는 또한 처리되어야한다. 잉크 점도가 너무 높은 경우, 복셀 전사 공정 리본 성공적인 나타날 것이다. 수신기 기판상의 복셀 검사하는 경우에는, 상당한 인열, 파쇄하거나, 이물질이있을 것이다. 이 경우, 사용자는 현재 리본 처분 복셀 전송 시도의 품질을 평가함으로써 달성되어야 잉크 점도 및 건조 시간의 최적화 부 (2)에 설명 된대로 새로운 리본을 만들 필요가있다. 우리는 어떤 시점에서 페이스트의 점도를 측정하려고하지 않는 것이 좋습니다. 둘째, 레이저 플루 언스 프로세스에 상당한 영향을 미칠 수있는 잉크의 점도와 플루 언스의 매우 작은 변화만큼이나 중요하다. 에너지가 너무 낮을 때, 매우 명확해야 - 복셀도너 기판에서 배출되지 않습니다. 이 단계 4.4에서 제시된 플루 언스 범위로 시작하는 것을 권장하고 매우 증분 값을 증가한다. 전체 전송 결과 가장 낮은 에너지는 "임계 플루 언스"라고합니다. 종종 높은 플루 언스 값은 복셀을 파괴 또는 파열시키는 경향이 있기 때문에 한계 플루 언스에서 또는 근처에서 동작 할 최상이다. 마지막으로, 프로세스에 사용되는 레이저의 종류에 따라 레이저 프로파일의 핫 스폿이 될 수있다. 이 빔의보다 균일 한 영역을 샘플링 조리개의 조정이 필요할 수 있습니다. 토출 된 복셀의 형태는 변형 된 또는 잘못 빔 단면의 형상과 일치하는 경우, 레이저 핫스팟 또는 잉크 층 두께 또는 균일 성을 담당 할 수있다.
문제 해결을 넘어, 기술에 대한 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 최종 가열 경화 공정은 어렵거나 불가능한 비 고 t의 원하는 기능적 특성을 갖는 복셀을 실현할 수있다호환 기판 럼 온. 일반적으로,이 논문에서 사용의 Ag nanopaste 합리적인 전도도 값을 얻기 위해서는 적어도 150 ℃의 경화 온도를 필요로한다. 도너 기판상의 잉크 층의 제조는 또한 막 두께 균일 성, 및 면적에 따르면, 처리 시간을 향상시키기 위해 최적화 될 필요가있다. 잉크 층 두께는 20 μm의 × 20 μm의보다 작은 복셀 전사, 특히 전사 공정을 어렵게 만들 수있는 한계 플루 언스 및 전송 품질, 불균일 두께에 큰 영향을 미친다. 상기 도너 기판에 대한 현재 디자인 때문에 대 면적의 처리량을 제한 cm의 10S보다 큰 리본을 생성 할 수있다. 따라서, 이러한 릴 릴 또는 회전 디스크 등의 다른 도너 기판 디자인의 발달은 향상된 자동화 큰 영역 처리에 필요한 것이다.
LDT 기술의 높은 강도와 유체를 전달하는 능력에 달려다른 드롭 온 디맨드 기술이 처리 할 수없는 점도. LDT의 장점은 첫째, 인쇄 고점도 페이스트 고점도 페이스트를 인쇄 저점 인쇄에 액세스 할 수없는 구조를 가능 상황에서, 품질의 향상을 제공하거나 둘째 저점도 페이스트를 인쇄 과속 두 가지 경우로 구분 될 수있다 . 첫 번째 범주의 장점의 예는 다음과 같습니다 다른 LIFT 과정 (따라서 낮은 전송 속도)에 비해 습윤 효과, 치료 기간 동안 복셀의 모양과 크기, 최소한의 수축 제어의 높은 수준, 낮은 레이저 에너지에서 최소 복셀 변화. 두 번째 범주의 예는 다음과 같습니다 높은 종횡비 구조의 인쇄, 가교 구조, 캔틸레버, 좋은 복셀 형상 보존을 필요로하는 다른 구조입니다. DMD 칩으로 LDT 프로세스를 결합함으로써, 복잡한 형상과 패턴의 병렬 인쇄는 크게 전체 프로세스를 가속화하는, 사용할 수 있습니다. 또한, t그 복셀을 형성하는 DMD의 사용 있도록 설계 동적 재구성 복셀 빠른 인쇄를 가능 레이저 펄스 사이 사이에 업데이트된다. 일반적으로, DMD (33 KHZ)의 리프레시 레이트는 레이저 (100 kHz 또는 그 이상)의 최대 반복 속도보다 약간 느리지 만, 인쇄 속도의 인자 속도 제한 스테이지 변환이다.
LDT 시스템과 발전을위한 주요 도로는 리본 제조 공정을 개선하고, 같은 DMD 칩으로 디지털 라이트 프로세싱 (DLP) 기술을 통합을 통해 프로세스를 확장 계속, 추가 자료의 지속적인 개발이다. 금속 및 절연 재료가 성공적이 과정을 통해 이동 하였지만, 몇몇 활성 물질이 개발되어왔다. 엄청난 기술적 가능성을 열어 수있는 LDT 과정, 압전 자기 또는 광전자 재료를 인쇄 할 수있는 기능. 이것은, 도너 SUBST의 형상 약자로서속도 제한 확장 성을 제공합니다. 릴 투 릴 또는 디스크 도너 기판을 회전시키는 현상이 현저하게 공정을 간소화한다. 마지막으로, DLP 기술 LDT의 조합은 고도의 병렬 프로세스에 이전에 일련의 과정을 선회, 디지털 제조 분야에 대한 잠재적으로 파괴적인 개발이다. 이 목표를 향한 중요한 과제는 여러 규모에서 좋은 기능 해상도 복셀을 인쇄 할 수있는 기능입니다. 즉, 말을 10 초 ~ 5 μm의 순서에 μm의 포함 기능의 100 초 정도의 횡 방향 치수 복셀. 함께 찍은, 이러한 발전은 전자 부품의 대 면적 첨가제 생산을위한 중요한 기회를 제공합니다.
Disclosures
저자는 공개 아무것도 없어.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Silver Nano-paste for Screen Printing | Harima Chemicals Group, http://www.harima.co.jp/en/ | NPS Type HP | Store at 10 °C, do not allow to freeze; before using, wait 1 hour for paste to reach room temperature. |
| Buffered HF Solution | http://transene.com/sio2/ | BUFFER HF IMPROVED | Etch rate may vary depending on material structure |
References
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