Summary
Her præsenterer vi en protokol for fabrikation af inkjetprintede multilayer sensor strukturer på additively fremstillede substrater og folie.
Abstract
En metode til at kombinere additively fremstillede substrater eller folier og multilayer inkjet print for fabrikation af sensor enheder er præsenteret. Første, tre substrater (acrylat, keramik og kobber) er forberedt. Bestem de resulterende materiale egenskaber af disse substrater, er profilometer, kontakt vinkel, scanning elektron mikroskop (SEM) og fokuseret ion beam (FIB) målinger færdig. Opnåelige udskriftsopløsning og egnet drop volumen for hver substrat er, så fandt gennem drop størrelse tests. Derefter er lag af isolerende og ledende blæk inkjet udskrives skiftevis for at fabrikere target sensor strukturer. Efter hver udskrivning skridt behandles de respektive lag individuelt af fotoniske hærdning. Parametrene bruges til hærdning af hvert lag er tilpasset afhængigt af de trykte blæk, samt på de respektive substrat overflade egenskaber. At bekræfte den resulterende ledningsevne og bestemme kvaliteten af den udskrevne overflade er fire-punkts sonde og profilometer målinger udført. Endelig, en måling set-up og resultater af sådan en all-trykt sensorsystem er vist at vise den opnåelige kvalitet.
Introduction
Additive manufacturing (AM) er standardiseret som en proces, hvor materialer er medlem af gøre objekter fra 3D modeldata. Dette sker oftest i lag på lag, og således står i kontrast til subtraktiv fabrikationsteknologier, såsom fremstilling af. Synonymer omfatter 3D-udskrivning, additiv fabrikation, additiv proces, additiv teknikker, additiv lag fremstilling, lag fremstilling og freeform fabrikation. Disse synonymer er gengivet fra standardiseringen af American Society for Testing og materialer (ASTM)1 til at give en entydig definition. I litteraturen omtales 3D-udskrivning som den proces, hvor tykkelsen af de trykte objekter er i rækken af centimeter til selv meter2.
Mere almindelige processer, såsom stereolithography3, muliggør udprintningen af polymerer, men 3D-udskrivning af metal er også allerede er kommercielt tilgængelige. AM af metaller er ansat på mangfoldige områder, såsom for bilindustrien, flyindustrien4og medicinsk5 sektorer. En fordel for aerospace strukturer er mulighed for at udskrive lysere enheder gennem enkle strukturelle ændringer (f.eks.ved hjælp af en honeycomb design). Derfor materialer med, for eksempel, større mekanisk styrke, der ellers ville tilføje en betydelig mængde af vægt (fx, titanium i stedet for aluminium)6, kan være ansat.
Mens 3D-udskrivning af polymerer er allerede veletableret, metal 3D-print er stadig en levende forskningsemne, og en lang række processer er blevet udviklet til 3D-udskrivning af metalkonstruktioner. Dybest set, de tilgængelige metoder kan kombineres i fire grupper7,8, nemlig 1) med en laser eller en elektronstråle til beklædning i en wire-fed proces, 2) sintring systemer ved hjælp af en laser eller en elektronstråle, 3) selektivt smeltende pulver ved hjælp af en laser eller electron stråle (pulver bed fusion), og 4) bindemiddel jetting proces hvor almindeligt, en inkjet printhovedet bevæger sig over et pulver substrat og dispenserer bindemiddel.
Afhængigt af processen, vil de respektive fremstillede prøver udstille forskellige overflade og strukturelle egenskaber7. Disse forskellige egenskaber må betragtes som yderligere bestræbelser på at yderligere functionalize de udskrevne dele (f.eks.ved opdigte sensorer på deres overflader).
I modsætning til 3D-print, trykning processer for at opnå sådan et functionalization (fx., skærm og inkjet print) dækker kun begrænset objekt højder fra mindre end 100 nm9 op til nogle få mikrometer og kan dermed, ofte også omtalt som 2.5 D-udskrivning. Alternativt, laser-baserede løsninger til høj opløsning mønstret er også blevet foreslået10,11. En omfattende gennemgang af de trykprocesser, termisk afhængige smelte temperatur af nanopartikler, og ansøgningerne er givet ved Ko12.
Serigrafi er veletableret i litteratur13,14, indeholder inkjet print en forbedret upscaling evne, sammen med en øget opløsning for udskrivning af mindre funktion størrelser. Ud over, at er det en digital, noncontact udskrivningsmetode muliggør fleksibel aflejring af funktionelle materialer på tre-dimensionelle. Derfor er vores arbejde fokuseret på inkjet print.
Inkjet print teknologi har allerede været ansat i fabrikation af metal (sølv, guld, platin, etc.) sensing elektroder. Anvendelsesområder omfatter temperatur måling15,16, pres og stamme sensing17,18,19, og biosensing20,21, såvel som gas eller dampe analyse22,23,24. Hærdning af sådanne trykte strukturer med begrænset højde forlængelse kan være sker ved hjælp af forskellige teknikker, baseret på termisk25, mikrobølgeovn26, elektriske27, laser28, og fotoniske29 principper.
Fotoniske hærdning for inkjetprintede strukturer gør det muligt for forskere at bruge højenergi, helbredes, ledende blæk på substrater med en lav-temperatur modstand. At udnytte denne omstændighed, kombinationen af 2,5 kan D og 3D udskrivning processer anvendes til at fremstille meget fleksible prototyper inden for smart emballage30,31,32 og smart sensing.
Ledningsevne af 3D trykte metal substrater er af interesse for rumfartssektoren, samt for den medicinske sektor. Det forbedrer ikke bare mekanisk stabilitet af visse dele, men er gavnlig i nær-felt samt Kapacitive sensorer. Et 3D-trykt metalkabinet giver yderligere afskærmning/bevogtning af sensorens front-end-da det kan være elektrisk forbundet.
Formålet er at fabrikere enheder ved hjælp af AM teknologi. Disse enheder bør give en tilstrækkelig høj opløsning i den måling, de er ansat i (ofte på mikro- eller nanoskala), og på samme tid, skal de opfylde høje standarder for pålidelighed og kvalitet.
Det har vist sig at AM teknologi præsenterer brugeren med tilstrækkelig fleksibilitet til at fabrikere optimeret design33,34 , forbedre den samlede måling kvalitet, der kan opnås. Derudover er kombination af polymerer og enkeltlags inkjet print blevet præsenteret i tidligere forskning35,36,37,38.
I dette arbejde, tilgængelige undersøgelser er udvidet, og en anmeldelse om de fysiske egenskaber af AM substrater, med fokus på metaller, og deres kompatibilitet med flerlaget inkjet print og fotoniske hærdning er fastsat. En eksemplarisk multilayer coil design er fastsat i tillægs figur 1. Resultaterne anvendes til at give strategier til inkjet printning af flerlaget sensor strukturer på AM metal substrater.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Forsigtig: Før du bruger betragtes som blæk og klæbemiddel, skal du kontakte det relevante materiale sikkerhedsdatablade (MSDS). Erhvervsdrivende nanopartikel trykfarve og klæbemidler kan være giftige eller kræftfremkaldende, afhængig af fyldstof. Kan du bruge alle passende sikkerhedspraksis, når du udfører inkjet print eller forberedelse af prøver og sørg for at bære passende personlige værnemidler (sikkerhedsbriller, handsker, laboratoriekittel, fuld længde bukser, lukket tå sko).
Bemærk: Protokollen kan være midlertidigt efter ethvert trin undtagen trin 6.3-6.6 og trin 9.2-9,5.
1. forberedelse af 3D-trykt substrater
- Forberede computerstøttet design (CAD) tegninger, ideelt med formatet stereolithography .stl.
Bemærk: De anvendte design er illustreret i tillægs figur 2 og supplerende figur 3. - Vælg AM proces baseret på de materialeegenskaber, der kræves af destinationsprogrammet (Se tabel 1 for de respektive proces begrænsninger).
Bemærk: I dette arbejde brugte vi prøver af 3D-trykt kobber, samt 3D-trykt keramik. - Fremstil kobber underlaget af 3D-udskrivning med voks og tabte voks støbning39.
- Fremstil det keramiske underlag af litografi-baserede keramik produktion (LCM) teknologi40 (Se Video 1).
- Fremstil acrylat underlaget med en høj opløsning polymer 3D-printer37 og fjerne den understøttende voks fra den udskrevne side.
- Sætte den trykte del inde i en ovn ved 65 ° C i 1 time til at smelte den understøttende voks.
- Efter fjerner den udskrevne del af ovnen, sætte det inde i et ultralyds oliebad ved 65 ° C til at fjerne voks fra huller, små åbninger, osv.
- Ren de substrater, ved hjælp af en visker chloroformvædet med acetone, som muligt overflade urenheder i høj grad påvirke den senere inkjet print kvalitet.
Bemærk: Forberedelse af AM substrater kan gøres ved hjælp af forskellige udstyr og processer. Afhængigt af fabrikation strategi, kan overflade og bulk egenskaberne variere så godt. Det er derfor afgørende for at kontrollere disse egenskaber ved hjælp af inspektionsteknikker anbefales senere (se, for eksempel, afsnit 4 i denne protokol).
2. fabrikation af forbindelser
Bemærk: Fabrikation af forbinder varierer afhængigt af typen (ledende/ledende) af substrat.
- Fremstil forbinder på ledende (keramisk) substrater.
- Importafgiftsystemet et tidspres microdispenser monteret på en microassembly station til den passende vias af de udskrevne dele lav temperatur helbredes ledende limen.
- Efterlad den opdigtede forbinder til tørre i 10 min. ved 23 ° C og med barometerstanden.
Bemærk: For keramisk substrat, det forbinder kan også være opdigtet benytter lodde pasta og høj temperatur hærdning.
- Fremstil forbinder på ledende substrater.
- Undvære den isolerende blæk over vias' (huller/hullerne i bærematerialet) omkreds via et tidspres microdispenser.
- Udføre fotoniske hærdning ved hjælp af intenst pulserende lys som foreslået af blæk leverandør.
- Åbn bakke af den fotoniske hærdning udstyr, der indeholder tabellen substrat.
- Flytter kobber prøven til tabellen substrat i den fotoniske hærdning udstyr og ordne det ved hjælp af de medfølgende magnetiske inventar.
- Justere højden på det udstyr substrat tabel flytte prøven til fokus flyet hærdning udstyr.
- Luk skuffen og justere den hærdning profil som anbefalet af det materiale leverandør til det trykte materiale i det udstyr software interface og tryk på start-knappen.
- Udfylde den via med lav-temperatur hærdning ledende pasta (Tabel af materialer).
Bemærk: I almindelighed, det er muligt at bruge alle former for one-komponent, epoxy-baserede ledende klæbemidler, som er temperaturen aktiveret. - Tør den opdigtede forbinder i 10 min ved 23 ° C.
3. forberedelse af Inkjet udskrivning System
- Ren/purge skrivehovedets dyser med purge indstilling i printersoftwaren, ved hjælp af de relevante kemiske for de respektive blæk: bruge isopropanol til isolering af trykfarver; Brug triethylene mellem glykolæter for ledende blæk. Rense dyserne ved at trykke på knappen Fjern i printerens software interface, indtil løsningen bortvist fra de respektive dyser er klar.
Bemærk: Mængden af kemiske nødvendige afhænger af printeren, dyse og kemiske. I dette eksperiment, blev ca. 2 mL brugt. - Fyld blæk containere med ca. 1,5 mL nanopartikler sølv blæk med 50 wt.% metal lastning og en gennemsnitlig partikelstørrelse på 110 nm ved hjælp af en sprøjte, for eksempel, med en 3 mL tønde og en 18 G Luer lock udlevering nål.
- Bruge en skrivehovedet til jet blæk ved at trykke på knappen Start hoved i printerens software interface.
- Bruge den pre justeret jetting profil af printeren til jetting den ledende blæk.
- Flyt skrivehovedet til positionen dropview ved hjælp af indstillingen gå til dropview placering i printerens software interface og observere jetting af blæk.
- Ændre parametrene for profilen spænding, der er forudinstalleret af skrivehovedet og skrivehovedet temperatur for at justere henlægge hastighed, form og volumen. Justere blæk pres at undgå ethvert spild af blæk og reducere dannelsen af satellit-dråber.
Bemærk: For udskrivningssystemet bruges i denne protokol, den maksimale jetting driftsspænding blev sat til 40 V og en jetting profil 1 µs stigning/fald tid med 10-14 µs hold tid blev brugt. Sølv blækket var paspolerede ved 45 ° C. Den optimale trykfarve pres er afhængig af blæk niveau. Spænding i profilen spænding må forhøjes eller nedsættes afhængigt af tilstand (f.eks., temperatur, viskositet) blæk og den aktuelle temperatur af hovedet samt statslige af brugte skrivehovedet. For at opnå ordentlig jetting, anbefaler vi, at ændre spændingen opad i små trin 1 V. Hvis der ikke er nogen forbedring i figuren drop, reducere spændingen i små trin 1 V. følge denne procedure indtil en stabil slippe er opnået.
- Justere udskriftsparametre for den isolerende blæk på samme måde som gjort for sølv blæk.
- Bruge en anden skrivehovedet til jet lav-k dielektrisk materiale, som er en blanding af acrylat-type monomerer.
Bemærk: Igen, en jetting driftsspænding 40 V og 1 µs stigning/fald tid med 8 µs hold tid blev brugt i denne protokol. Dielektriske blækket kunne være paspolerede ved 50 ° C. Den optimale trykfarve pres er afhængig af den faktiske blækniveauet. Generelt, de anvendte parametre meget afhængige egenskaber af blæk samt substrat eller lag som det skal udskrives. Under fabrikationsproces muligvis de udskriftsparametre tilpasses dynamisk. Der henvises til brugervejledningen til udskrivningssystemet om, hvordan man korrekt justere printer parametre.
- Bruge en anden skrivehovedet til jet lav-k dielektrisk materiale, som er en blanding af acrylat-type monomerer.
4. inspektion af de respektive substrater for trykproces overflade egenskaber og justering af Printer parametre for det første lag
- Udføre profilometer målinger for at bestemme den overfladeruhed.
- Sæt prøven på tabellen substrat (fase) af profilometer.
- Hvis ikke homed, hjem scenen ved hjælp af knappen hjem i software interfacet.
- Vælg den respektive opløsning og området, som er tilknyttet i software interfacet.
- Placere måling hovedet på startposition og start måling ved hjælp af indstillingen jog og start-knappen i software interfacet.
- Når målingen er færdig, tjek resultatet for sammenhæng (f.eks.er de vist højder plausible for antallet af udskrevne lag) og gemme data.
- Udføre SEM inspektioner som pr brugervejledning til at analysere den overfladekvalitet.
- Udføre kontakt vinkel målinger som beskrevet i brugervejledningen til SEM station befugtningen egenskaber.
- Fix underlaget på substrat tabel ved hjælp af klæbebånd og markere dens position korrekt.
- Justere dyse og udskriftsparametre i indstillingerne for software interface ved at redigere egenskaberne for skrivehovedet i printerens software interface.
- Igen, flytte skrivehovedet til positionen dropview ved hjælp af indstillingen gå til dropview placering i printerens software interface og observere jetting af blæk. Hvis det er nødvendigt, justere udskriftsparametre for at optimere den jetting.
- Vælg en dyse, der skubber veldefinerede og homogene dråber af blæk til udskrivning.
- Angiv antallet af det valgte dyse i printerens indstillinger.
- Udføre drop størrelse tests for at bestemme størrelsen af en trykt dråbe på den respektive substrat.
- Udskrive en dråbe mønster, ved hjælp af en kendt printerkonfiguration.
- Bestemme den opnåede drop størrelse ved hjælp af en kalibreret mikroskop eller indbygget kamerasystem af printeren.
- Sikre, at den efterfølgende brugte udskriftsopløsning er passende for den observerede blæk befugtning til at fabrikere en homogen og lukket overflade (fxvælge en udskriftsopløsning på 900-1,000 dpi for et drop størrelse på 40-50 µm).
- Udføre en FIB analyse (Tabel af materialer), som pr fabrikantens anvisninger, at sikre en tilstrækkelig bulk ensartethed for ledende substrater.
5. hærdning Parameter justeringer for det første lag
- Udskrive flere strukturer, ved hjælp af et lag af blæk anvendes til den første enhed lag, på en dummy substrat (dvs., en prøve af det samme materiale, som senere kan bortskaffes og bruges til testformål kun).
- Brug termisk hærdning i ovn ved 130 ° C i mindst 30 min på barometerstanden for de trykte ledende sølv mønstre på et keramisk underlag.
Bemærk: Afhængigt af stikprøvens størrelse brug en pod til at afholde prøven inde i ovnen. - Bruge den fotoniske kurere for den isolerende blæk på den metal substrat.
- Åbn bakke af den fotoniske hærdning udstyr, der indeholder tabellen substrat.
- Flytte prøven til tabellen substrat i den fotoniske hærdning udstyr og ordne det i overensstemmelse hermed (bruger, for eksempel, forudsat magnetiske inventar).
- Justere højden på det udstyr substrat tabel, ved hjælp af tabel spindel for at flytte prøven til fokus flyet hærdning udstyr.
- Luk skuffen og justere den hærdning profil som anbefalet af leverandøren for den trykte materiale i det udstyr software interface og tryk på start-knappen.
- Kontrollere homogeniteten af overfladen kvalitativt ved hjælp af et mikroskop og kvantitativt ved hjælp af en profilometer.
- Sæt prøven på tabellen substrat (fase) af profilometer.
- Hvis ikke homed, hjem scenen ved hjælp af knappen respektive i softwaren.
- Vælg den respektive beslutning og område, der skal tilknyttes.
- Placere måling hovedet i startposition og start måling.
- Når målingen er færdig, tjek resultatet for konsistens og gemme data.
- Gentag fotoniske eller termisk hærdning procedurer ved hjælp af vedtaget hærdning parametre om nødvendigt.
- Øge den anvendte fotoniske energi i små skridt af, for eksempel, 5 V i softwaregrænseflade fotoniske hærdning udstyr, hvis den opnåede modstand er for høj. Mindske den brugte energi, hvis prøven viser tegn på afbrænding.
- Justere parametrene udstyr til hærdning af laget første funktionelle enhed, således at en ledningsevne tilstrækkeligt til anvendelse ved hånden er nået, men endnu ingen afbrænding af den udskrevne struktur opstår.
6. Inkjet print og hærdning af laget første enhed
- Fix underlaget på substrat tabel ved hjælp af klæbebånd og markere dens position korrekt.
- Som det første lag er ledende, keramik og acrylat type substrat, bruge substrat tabel opvarmning på 60 ° C.
Bemærk: Temperaturen må ikke overstige en temperatur, der kan påvirke de respektive substrat (f.eks.acrylat tåler kun op til 65 ° C). Denne tilpasning kan ske i printerindstillingerne. - Justere dyse og udskriftsparametre i indstillingerne for software interface.
- Flyt skrivehovedet til dropview position og observere jetting af blæk.
- Vælg en dyse, der skubber veldefinerede og homogene dråber af blæk til udskrivning.
- Angiv antallet af det valgte dyse i printerens indstillinger.
- Justere den anvendte opløsning af skrivehovedet til at deponere et ensartet lag af blæk ud tidligere beregnede substrat egenskaber: for lav-befugtningen substrater, for eksempel, en stor kontakt vinkel og lille dråbe størrelse øge udskrivning opløsning. Sænk opløsning til høj-befugtningen substrater.
Bemærk: Tilpasning af parametrene udskrivning kan gøres i printerindstillingerne. - Vælg den passende referencepunkt udskrive mønsteret og gemme sine koordinater.
- Indlæse filen respektive scalable vektor grafik (.svg) og vælge en passende opløsning og størrelse, afhængig af det ønskede mønster og dimensioner af substrat i printersoftwaren.
- Udføre udskrivning. Gentag udskrivning af et lag af blæk, indtil homogeniteten af print er tilfredsstillende.
- Kontrollere homogeniteten af det trykte lag ved hjælp af en kalibreret mikroskop eller ved hjælp af den indbyggede kamerasystem af printeren.
- Bevµg kamera af printeren til den udskriftsposition og observere kvaliteten af udskriften i printerens software interface.
- Helbrede det første lag ved hjælp af de parametre, der er fastsat i punkt 5 i denne protokol.
- For sølv blæk på en polymer substrat (acrylat, folie), bruge en 1 ms puls på 250 V med et reduceret beløb af energi (525 mJ/cm2).
- Sølv blæk på et keramisk substrat, bruge varme hærdning i ovn som anbefalet med blæk (f.eks.130 ° C i 30 min).
- Helbrede den trykte dielektrisk blæk på 200 V med 1 ms impulser og Gentag pulser 8 x på hyppigheden af 1 Hz.
Bemærk: Spektre af det udsendte lys bruges i fotoniske hærdning er ganske bred (ultra violet-nær-infrarød [UV-NIR]). Stadig, mængden af UV-lys er tilstrækkelig til at indlede photopolymerization og helbrede den isolerende lag.
7. inspektion af de respektive substrater for trykproces overflade egenskaber og justering af Printer parametre for efterfølgende lag
Bemærk: Der henvises til brugervejledningerne af måleapparatur til at udføre profilometer målinger og mikroskopi inspektioner.
- Udføre profilometer målinger til at bestemme ruhed og tykkelsen af laget trykte.
- Sæt prøven på tabellen substrat for profilometer.
- Hvis ikke homed, hjem scenen ved hjælp af knappen respektive i softwaren.
- Vælg den respektive beslutning og område, der skal tilknyttes.
- Placere måling hovedet i startposition og start måling.
- Når målingen er færdig, tjek resultatet for konsistens og gemme data.
- Udføre kontakt vinkel målinger for at bestemme befugtningen egenskaber.
Bemærk: Henvise til brugervejledning af måleudstyr ved hånden om, hvordan man korrekt udføre kontakt vinkel målinger. - Udføre drop størrelse tests for at bestemme størrelsen af en trykt dråbe på den respektive substrat.
- Udskrive en dråbe mønster ved hjælp af en kendt printerkonfiguration.
- Bestemme den opnåede drop størrelse ved hjælp af en kalibreret mikroskop eller printerens indbyggede kontrolordningen.
- Justere den anvendte opløsning af skrivehovedet til at opnå et ensartet lag af blæk: for lav-befugtningen substrater, for eksempel, en stor kontakt vinkel og lille dråbe størrelse øge den udskriftsopløsning. Sænk opløsning til høj-befugtningen substrater.
- Styrer de elektriske egenskaber af det første lag: for en ledende første lag, bruge fire-punkts sonde til at bestemme den opnåede ledningsevne.
- Sæt prøven på tabellen substrat.
- Lavere måling hovedet ind på ledende banen, og sørg for sonden har god kontakt med de udskrevne struktur, der skal analyseres.
- For en isolerende første lag, sørge for overfladen homogen måde dækker dirigent nedenfor. Brug et mikroskop for at bekræfte. Kontrollere de isolerende egenskaber ved hjælp af et multimeter.
8. hærdning Parameter justeringer for efterfølgende lag
- Udskrive flere strukturer, ved hjælp af et lag af den blæk, der bruges til den næste enhed lag, på en dummy bærematerialet med en tilsvarende foregående lag.
- Brug kun fotoniske hærdning for alle substrater.
- Efter hærdning, styrer den elektriske og strukturelle egenskaber af det trykte lag: for at fastslå, hvis ledningsevne er tilstrækkelig, bruge en fire-punkts sonde måling.
- Kontrollere homogeniteten af overfladen kvalitativt ved hjælp af et mikroskop og kvantitativt ved hjælp af profilometer.
- Gentag fotoniske hærdning procedurer, hvis nødvendigt.
- Justere parametrene udstyr til hærdning af laget efterfølgende funktionelle enhed.
9. Inkjet print og hærdning af efterfølgende enhed lag
- Fix underlaget på tabellen substrat korrekt på den tidligere markerede holdning.
- Justere parametrene dyse og udskrivning, som bestemmes ud fra det forrige trin.
- Vælg den passende referencepunkt at udskrive mønsteret og sørg for de trykte mønstre er godt afstemt med hinanden for at sikre korrekt funktionalitet af enheden bagefter.
- Indlæse filen respektive .svg med passende opløsning og størrelse.
- Udføre udskrivning. Gentag udskrivning af et lag af blæk, indtil homogeniteten af print er tilfredsstillende.
- Kontrollere homogeniteten af det trykte lag under et mikroskop (her, indbygget kamerasystem af printeren bruges).
- Bruge fotoniske hærdning kun for hærdning af dette lag. Bruge parametre bestemmes på forhånd til et isolerende lag eller et ledende lag på isolatoren.
- Efter hærdning, styrer den elektriske og strukturelle egenskaber af det trykte lag: for at afgøre, om rækken ledningsevne af det ledende lag er acceptabel, bruge et multimeter.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Fra SEM billeder vist i figur 1, kan der drages konklusioner på trykproces på de respektive substrater. Skala barer er anderledes på grund af de forskellige serier af den overfladeruhed. I figur 1a, er overfladen af kobber underlaget vist, som er langt den blødeste. Figur 1 c, på den anden side viser stål, et substrat, som ikke er anvendelige til inkjet print på grund af den høje porøsitet og ustabilt kontakt vinkel (Se også tabel 2). Et SEM billede af bronze underlaget er vist i figur 1b, og i figur 1 d, titanium prøveoverfladen er illustreret.
I figur 2 og figur 3gives resultaterne af målingerne, profilometer. Disse evalueringer er nødvendigt at fastlægge de respektive substrater overfladeruhed. De metal substrater med en ruhed godt over ~ 1 µm (aluminium, titanium og stål) er ikke brugbar inkjet print, som blækket har tendens til at blive absorberet på grund af den høje porøsitet og derfor hæmmer fabrikation af homogent lag og reproducerbar strukturer. Alumina-baserede keramiske substrater har en sammenlignelig ruhed, men på grund af de forskellige fabrikationsproces udviser ikke sådan høj overflade glasårer og kan således anvendes.
Drop størrelse tests, såsom illustreret kvalitativt i figur 4 og samlet kvantitativt i tabel 3, give den opnåelige drop størrelse og dermed også befugtningen egenskaberne for de respektive substrat og blæk kombination. Substrater hvor ingen særskilte dråber er dannet enten har for lidt befugtningen (dette er sandt for AM metaller med et lavt overfladeruhed), eller de er for porøst (dette er sandt for AM metaller med en høj overfladeruhed [f.eks. figur 4 d]). I figur 4a, er udskrivning resultatet på bronze illustreret. Figur 4b viser kobber, figur 4 c viser keramik, og figur 4 d illustrerer stål prøve resultatet.
I figur 5, er mikroskopiske billeder af resultater efter hærdning af et ledende lag af 1 mm bredde på isolerende blæk givet. Baseret på disse billeder, kan integriteten af udskrifter vurderes. For ledende blæk på kobber (figur 5b), kan det bedste resultat opnås; den ledende spor på aluminium (figur 5a) er fuldstændig ødelagt; de ledende numre udskrives på de keramiske substrater (figur 5 c, d) er intakt, men Vis delaminering. Delaminering er på grund af svage varmeoptagelse og høj afspejling af substraterne. At reducere den hærdning dosis på disse substrater udbytter ledende spor, som har forbedret elektriske og strukturelle egenskaber.
For at bestemme højde profiler og overflade kvalitet af de trykte multilayer strukturer, højde profiler, som er profilometer måleresultaterne, er samlet, som angivet i figur 6 og figur 7, ved hjælp af profilometer. Fra disse højde profiler, kan overflade homogeniteten af de ledende spor (glathed af blå kurver) bestemmes. Derudover kan overflader, som mistede deres strukturelle integritet (aluminium, titanium) identificeres ved den store stigninger i deres højde profiler.
FIB analyser med kobber (figur 8a), bronze (fig. 8b), titanium (fig. 8 c) og messing (figur 8 d) er vist at illustrere en tilstrækkelig bulk homogenitet af AM metal substrater. Skala barer er anderledes her for at optimalt fange de strukturelle karakteristika af flerlaget prints (mangler i homogenitet, ledende spor, osv.). Dette sikrer tilstrækkelig elektrisk ledningsevne af substraterne, så disse kan bruges til afskærmning i magnetiske og kapacitive sensing applikationer. Resultater for den opnåede ark modstand ved hjælp af en fire-punkts sonde er samlet i tabel 4. Derudover er en kvalitativ vurdering af de trykte lag muligt. De kornede strukturer er dannet af hærdede nanopartikler og lag nedenfor er den isolerende blæk. I, for eksempel, fig. 8b, ser vi nonhomogeneities (huller, air optagelser) i de trykte lag. Disse skyldes udstrømning under hærdning. Udstrømning kan opstå, når kur dosis for ledende blæk på isolerende blæk er for høj. Denne effekt påvirker negativt integriteten af trykte strukturer og overdreven outgassing fører til destruktion.
I figur 9, er målinger resultater vist. Disse resultater er indsamlet ved hjælp af en demonstrant, der beskæftiger en kapacitiv sensing princippet. Udjævningen af kurver illustrerer den høje opnåelige kvalitet trods de strukturelle mangler, der kan skyldes de trykprocesser.
Figur 1: SEM billeder af metallisk substraterne. Disse billeder viser (en) kobber, (b) bronze, (c) stål og (d) titanium. De er taget på forskellige forstørrelser, som illustreret af skalalinjen i nederste højre hjørne af hvert billede. Baseret på disse billeder, kan de overflade ensartethed vurderes. Dette tal er blevet ændret fra Faller et al. 41. venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2: Profilometer målinger af metallisk og keramiske AM substrater. Den ruhed værdier Ren og Rq i nanometer bestemmes efter ISO 4287. Værdierne er for sølv, 689.39 nm og 788.06 nm, henholdsvis; for aluminium, de er 2151.19 nm og 2750.38 nm, henholdsvis; alumina-baseret (Al2O3) substrater, de er 1210.47 nm og 1737.6 nm, henholdsvis; zirconia-baseret (ZrO2) substrater, de er 559.97 nm og 681.56 nm. Waviness er mere bredt fordelt overfladestruktur på underlaget. Waviness er den resterende tekstur i-homogenitet med komponenten ruhed fjernet. Dette tal er blevet ændret fra Faller et al. 41. venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3: Profilometer målinger af metallisk substrater. De Ren og Rq værdier for de respektive substrater er, for messing, 414.2 nm og 494.49 nm, henholdsvis; for titanium, 1099.86 nm og 1448.06 nm, henholdsvis; for kobber, 307.63 nm og 358.92 nm, henholdsvis; for stål, 1966.95 nm og 2238.78 nm, henholdsvis. Dette tal er blevet ændret fra Faller et al. 41. venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4: Drop størrelse test for metallisk og keramiske substrater. Disse billeder viser (en) bronze, (b) kobber, (c) ZrO2, og (d) stål. Særskilte dråber målt her er markeret (hvis muligt) af pile i de respektive billede. Beslutsom drop størrelser er samlet i tabel 3. Dette tal er blevet ændret fra Faller et al. 41. venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 5: mikroskopiske billeder af ledende blæk trykt på en isolator og en AM metal substrat efter fotoniske hærdning. Substraterne er (en) aluminium, (b) kobber, (c) Al2O3og (d) ZrO2. Bredden af den ledende struktur i hvert billede er w = 1 mm. Integriteten af den ledende struktur på aluminium er fuldstændig ødelagt, mens strukturer på kobber og Al2O3 forbliver intakt. Dette tal er blevet ændret fra Faller et al. 41. venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 6: højde profiler for de ledende numre på isolatoren for metal substrater, bestemmes ved hjælp af profilometer. Dette tal er blevet ændret fra Faller et al. 41. venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 7: højde profiler for de ledende numre på metal og keramiske substrater, bestemmes ved hjælp af profilometer. Dette tal er blevet ændret fra Faller et al. 41. venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 8: FIB billeder af ledende blæk på de isolering og metalliske substrater. Disse billeder viser (en) kobber, (b) bronze, (c) titanium og (d) messing. Dette tal er blevet ændret fra Faller et al. 41. venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 9: Plot af målingen skyldes en demonstrant enhed fabrikeret efter den foreslåede metode. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
| Mindsteoplysninger / mm |
minimum nøjagtighed / % featuresize |
proces | |
| Sølv | 0,25 | 5,00 | voks 3D-print & tabte voks støbning |
| Titanium | 0,1 | 0,2 | direkte metal laser sintring |
| Stål | 0,35 | 2 til 3 | kemiske binding & sintring @ 1300 ° C |
| Bronze | 0,35 | 5,00 | voks 3D-print & tabte voks støbning |
| Messing | 0,35 | 5,00 | voks 3D-print & tabte voks støbning |
| Aluminium | 0,25 | 0,2 | direkte metal laser sintring |
| Kobber | 0,35 | 5,00 | voks 3D-print & tabte voks støbning |
| Al2O3 | 0,025-0,1 | 0,04 | LCM-teknologi |
| ZrO2 | 0,025-0,1 | 0,04 | LCM-teknologi |
Tabel 1: 3D-print processer begrænsninger og tolerancer. Denne tabel er ændret fra Faller et al. 41.
| Titanium | stål | Bronze | messing | kobber | |
| enc / ° | 85.9 | 71.15 | 100.3 | 100.03 | 88.54 |
| Σen | 7.27 | 17.64 | 3.17 | 2.25 | 6,84 |
Tabel 2: samlet kontakt vinkler en c og deres standardafvigelse σ en i grader. Denne tabel er ændret fra Faller et al. 41.
| Titanium | Bronze | messing | kobber | Al2O3 | ZrO2 | |
| dropsize / µm | 23.97 | 31,3 | 36.04 | 29.03 | 69 | 69,3 |
Tabel 3: samlet dråbe diameter d d i mikron. Denne tabel er ændret fra Faller et al. 41.
| r□ i MΩ/□ | Kommentarer | |
| Titanium | 3000 | |
| Stål | 600 | |
| Bronze | 2000 | |
| Messing | 300 | |
| Aluminium | 30000 | |
| Kobber | 180 | |
| Al2O3 | 150,00 | forskellige energi bruges til fotoniske hærdning: 527 mJ/cm² |
| ZrO2 | 20,00 | ledende spor ablated |
Tabel 4: Samlet ark modstand r□ i MΩ/□. Ark resistenser er angivet ved hjælp af en firkant (□) indeks betyder ohm pr. kvadrat. Denne term generelt henviser til 2D-strukturer, og således også indebærer, at den nuværende flow er langs fly af arket. Ark modstand kan multipliceres filmtykkelse give bulk resistivitet. Denne tabel er ændret fra Faller et al. 41.
Video 1: LCM proces. Denne proces bruges til at fabrikere de keramiske substrater (optagelser af Lithoz). Venligst klik her for at se denne video. (Højreklik for at hente.)
Tillægs figur 1: eksempel på en multilayer coil design. Venligst klik her for at downloade denne figur.
Supplerende figur 2: Eksempel på computerstøttet design (CAD) tegninger, bruges til 3D-udskrivning af flerlaget coil strukturer. Venligst klik her for at downloade denne figur.
Supplerende figur 3: Et eksempel på computerstøttet design (CAD) tegninger, bruges til 3D-udskrivning af multi elektrode Kapacitive sensorer. Venligst klik her for at downloade denne figur.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
En måde at fabrikere multilayer sensor strukturer på 3D-trykt substrater og folie er påvist. AM metal, samt keramik og acrylat type og folie substrater er vist at være velegnet til multilayer inkjet udskrivning, da vedhæftningen mellem underlaget og forskellige lag er tilstrækkelig, såvel som de respektive ledningsevne eller isolering kapacitet. Dette kunne blive vist ved udskrivning lag af ledende strukturer på isoleringsmateriale. Desuden, trykning og hærdning processer for alle lag blev med held udført uden forringer hinanden.
De fabrication strategier præsenteret i dette arbejde er yderst følsomme over for samspillet mellem de forskellige materialer og overfladeegenskaber. Reproducerbarhed af de udførte skridt er derfor afhængig af den respektive fremstillingsprocessen. Til forberedelse af de anvendte materialer, AM skal det overvejes at egenskaberne overflade og bulk kan variere betydeligt afhængigt af metoden fabrikation (figur 1 og tabel 2). Inkjet print har de foreslåede parametre skal justeres omhyggeligt for den anvendte print system og respektive trykfarver42,43,44. Jettability af forskellige Ag nanopartikel trykfarver kan variere betydeligt, afhængig af formuleringen. Det betyder, at trykfarvens opløsningsmidler og visse tilsætningsstoffer bestemme dets specifikke viskositet, overfladespænding og kogepunkt.
Et andet punkt at overveje er byområdet af solid indhold blækket aldre eller er ikke gemt korrekt, som kan fordreje jetting kvalitet. Ud over, at den specifikke opsætning af skrivehovedet, selv er også afgørende, især dimensionerne af dysehullet. Det bestemmer de faktiske jetting parametre, såsom jetting spændingen, bølgeform, og temperatur setpunkt, samt den deraf følgende drop størrelse (figur 4 og tabel 3). Under udskrivningsprocessen, selv, kan en opvarmet substrat tabel også øge temperaturen af skrivehovedet på grund af den geografiske nærhed, resulterer i en ændring og eventuel forringelse af udskrivning adfærd. Derfor er det afgørende at overvåge skrivehovedet temperatur under forarbejdningen.
En anden faktor, som kan påvirke jetting adfærd under udskrivning er blæk pres, som det måtte være nedsat som blæk niveau sænker under behandlingen. Fabrikation af den forbinder på en ledende substrat er ikke trivielt, som de dosisdispenserede isolerende lag skal have en tilstrækkelig tykkelse at undgå kortslutninger, men mangler stadig at efterlade tilstrækkelig plads til at danne den forbinder, ved hjælp af ledende lodde Indsæt.
Vedhæftning mellem de tre materialer har desuden at være acceptabel til at danne stabile vias. Under hærdning bliver skal temperaturtolerance i det isolerende lag betragtes som godt. Derfor, lav temperatur hærdning lodninger pasta er blevet ansat for den respektive forbindelser. Efter udskrivning de funktionelle lag, de har brug at blive helbredt for at give den ønskede ark modstand (tabel 4). Termisk sintring er en passende og effektiv metode til at belægge mønstre, hvis underlaget eller det underliggende lag har en tilstrækkelig høj temperatur tolerance45. Dette er ikke tilfældet for de isolerende lag, hvilket er grunden til fotoniske hærdning er ansat (figur 5). Under fotoniske hærdning bliver overføres en stor mængde af energi til prøven. Det er derfor afgørende at sikre, at de trykte mønstre har tilstrækkeligt tørret før hærdning processen som, ellers skal de resterende opløsningsmidler kan nå deres kogepunkt og kan ødelægge de trykte lag flydende ekspansion og dannelsen af bobler (figur 8).
Derudover er tilstrækkelig tørring nødvendigt at skabe lag af ensartet tykkelse (figur 6 og figur 7). Ensartet tykkelse er nødvendige for anvendelser hvor nanometer målinger baseret på, for eksempel, en kapacitiv princippet er ansat (figur 9). Her, kan en ensartet afstand fra sensing elektroden betydeligt påvirke kvaliteten46.
Samlet set kan det konstateres, at valget af optimal fotoniske hærdning parametre for enheden lag på en isolator er en afgørende faktor: Hvis de indførte energi er ikke tilstrækkelig, den ledende blæk forbliver sintret og ark modstand er for høj for de enheder til at være elektrisk funktionelle; ved at indføre for meget energi, ekstrem varme vil blive produceret i filmen, og derfor den ledende spor er ødelagt. Kobber substratet gav det bedste resultat med hensyn til ark modstand (Se tabel 4) og også i opnåede overflade kvalitet og integritet af den udskrevne metal track. Dette kan være på grund af sin ruhed, er den laveste blandt alle betragtes som substrater. Substrat refleksionsevne kunne identificeres som påvirker fotoniske hærdning resultatet betydeligt. Respektive substrat refleksionsevne har betragtes kurere for at opnå en optimeret med hensyn til de anvendte fotoniske hærdning spektrum og profil. Dette må tilpasses individuelle substrater og blæk kombinationer.
I dette arbejde, blev AM substrater og folie til inkjet printning egnethed demonstreret. Derudover blev materialeegenskaber samt de faktorer, der er afgørende for processen fastlagt. En strategi til at fabrikere fungerende sensor prototyper på folie og AM metal og polymer substrater blev præsenteret. Endelig, den opnåelige måling kvalitet baseret på målinger udført med en demonstrant system blev vist. Denne fremgangsmåde danner et vigtigt bidrag til den fremtidige elektriske functionalization overflader, kabinetter og andre strukturer, der har haft et udelukkende mekaniske formål i udformningen af mange enheder hidtil.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ikke noget at oplyse.
Acknowledgments
Dette arbejde er blevet støttet af COMET K1 ASSIC østrigske Smart systemer Integration Research Center. KOMET-Competence Centers for fremragende teknologier-Program er støttet af BMVIT, BMWFW og de føderale provinser i Kärnten og Steiermark.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| PiXDRO LP 50 | Meyer Burger AG | Inkjet-Printer with dual-head assembly. | |
| SM-128 Spectra S-class | Fujifilm Dimatix | Printheads with nozzle diameter of 50 µm, 50 pL calibrated dropsize and 800 dpi maximum resolution. | |
| DMC-11610/DMC-11601 | Fujifilm Dimatix | Disposable printheads with nozzle diameter 21.5 µm, 1 or 10 pL calibrated dropsize | |
| Sycris I50DM-119 | PV Nanocell | Conductive silver nanoparticle ink with 50 wt.% silver loading, with an average particle size of 120 nm, in triethylene glycol monomethyl ether. | |
| Solsys EMD6200 | SunChemical | Insulating, low-k dielectric ink which is a mixture of acrylate-type monomers. Viscosity is 7-9 cps. | |
| Dycotec DM-IN-7002-I | Dycotec | UV curable insulator, Surface Tension: 37.4 mN/m | |
| Dycotec DM-IN-7003C-I | Dycotec | UV curable insulator, Surface Tension: 29.7 mN/m | |
| Dycotec DM-IN-7003-I | Dycotec | UV curable insulator, Surface Tension: 31.4 mN/m | |
| Dycotec DM-IN-7004-I | Dycotec | UV curable insulator, Surface Tension: 27.9 mN/m | |
| Pulseforge 1200 | Novacentrix | Photonic curing/sintering equipment. | |
| DektatkXT | Bruker | Stylus Profiler with stylus tip of 12.5 µm diameter and constant force of 4 mg. | |
| C4S | Cascade Microtech | Four-point-probe measurement head. | |
| 2000 | Keithley | Multimeter to evaluate the measurements using the four-point-probe. | |
| Helios NanoLab600i | FEI | Focused Ion Beam analysis station which provides high-energy gallium ion milling. | |
| SeeSystem | Advex Instruments | Water contact angle measurement device. | |
| Projet 3500 HDMax | 3D Systems | Professional high-resolution polymer 3D-printer. See also (accessed Sep. 2018): https://www.3dsystems.com/sites/default/files/projet_3500_plastic_0115_usen_web.pdf | |
| Polytec PU 1000 | Polytec PT | Electrically conductive adhesive based on Polyurethane, available | |
| Microdispenser | Musashi | Needle for microdispensing. | |
| Micro-assembly station | Finetech | Equipment for assembly of, e.g., printed circuit boards (PCBs) and placing of chemicals (e.g. solder) and SMD parts. |
References
- ASTM International. Standards Worldwide. , Available from: https://www.astm.org/ (2012).
- Morris, M., et al. Mars Ice House: Using the Physics of Phase Change in 3D Printing a Habitat with H2O. AIAA SPACE Forum. , Long Beach, CA. (2016).
- Jacobs, P. F. Rapid Prototyping & Manufacturing: Fundamentals of StereoLithography. Society of Manufacturing Engineers. , (1992).
- Kief, C. J., et al. Printing Multi-Functionality: Additive Manufacturing for CubeSats. AIAA SPACE Forum. , San Diego, CA. (2014).
- Sing, S. L., An, J., Yeong, W. Y., Wiria, F. E. Laser and Electron-Beam Powder-Bed Additive Manufacturing of Metallic Implants: A Review on Processes, Materials and Designs. Journal of Orthopedic Research. 34 (3), 369-385 (2016).
- Garcia-Corso, M., Gonzalez, J. M., Vermeulen, J., Rossmann, C., Kranz, J. Additive Manufacturing Hot Bonded Inserts in Sandwich Structures. European Conference on Spacecraft Structures, Materials and Environmental Testing. , Toulouse, France. (2016).
- Murr, L. E., Johnson, W. L. 3D metal droplet printing development and advanced materials additive manufacturing. Journal of Materials Research and Technology. 6 (1), 77-89 (2017).
- Stavropoulos, P., Foteinopoulos, P. Modelling of additive manufacturing processes: a review and classification. Manufacturing Review. 5 (2), (2018).
- Le, D. D., Nguyen, T. N. N., Doan, D. C. T., Dang, T. M. D., Dang, M. C. Fabrication of interdigitated electrodes by inkjet printing technology for apllication in ammonia sensing. Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology. 7 (2), 1-7 (2016).
- Hong, S., Lee, H., Yeo, J., Hwan Ko,, S, Digital selective laser methods for nanomaterials: From synthesis to processing. Nano Today. 11, 547-564 (2016).
- Pan, H., et al. High-Troughput Near-Field Optical Nanoprocessing of Solution-Deposited Nanoparticles. Small. 6 (16), 1812-1821 (2010).
- Ko, H. S. Low temperature thermal engineering of nanoparticle ink for flexible electronics applications. Semiconductor Science and Technology. 31, (2016).
- Mattana, G., Briand, D. Recent Advances in Printed Sensors on Foil. Materials Today. 19 (2), 88-99 (2016).
- Sekine, T., et al. Fully Printed Wearable Vital Sensor for Human Pulse Rate Monitoring using Ferroelectric Polymer. Scientific Reports. 8, (2018).
- Molina-Lopez, F., Vásquez Quintero, A., Mattana, G., Briand, D., de Rooij, F. N. Large-Area Compatible Fabrication and Encaplsulation of Inkjet-Printed Humidity Sensors on Flexible Foils with Integrated Thermal Compensation. Journal of Micromechanics and Microengineering. 23 (2), (2013).
- Aliane, A., et al. Enhanced Printed Temperature Sensors on Flexible Substrates. Microelectronics Journal. 45 (12), 1612-1620 (2014).
- Narakathu, B. B., et al. A novel fully printed and flexible capacitive pressure sensor. IEEE Sensors. , Taipei, Taiwan. (2012).
- Zirkl, M., et al. PyzoFlex: a printed piezoelectric pressure sensing foil for human machine interfaces. Proceedings Volume 8831, Organic Field-Effect Transistors XII; and Organic Semiconductors in Sensors and Bioelectronics VI. SPIE Organic Photonics + Electronics. , San Diego. 883124 (2013).
- Manunza, I., Sulis, A., Bonfiglio, A. Pressure Sensing by Flexible, Organic, Field Effect Transistors. Applied Phyics Letters. 89 (14), (2006).
- Jensen, G. C., Krause, C. E., Sotzing, G. A., Rusling, J. F. Inkjet-Printed Gold Nanoparticle Electrochemical Arrays on Plastic. Application to Immunodetection of a Cancer Biomarker Protein. Physical Chemistry Chemical Physics. 13 (11), 4888-4894 (2011).
- Lesch, A., et al. Large Scale Inkjet-Printing of Carbon Nanotubes Electrodes for Antioxidant Assays in Blood Bags. Journal of Electroanalytical Chemistry. 717, 61-68 (2014).
- Sarfraz, J., et al. A Printed H2S Sensor with Electro-Optical Response. Sensors and Actuators B: Chemical. 191, 821-827 (2014).
- Sarfraz, J., et al. Printed Copper Acetate Based H2S Sensor on Paper Substrate. Sensors and Actuators B: Chemical. 173, 868-873 (2012).
- Huang, L., et al. A Novel Paper-Based Flexible Ammonia Gas Sensor via Silver and SWNT-PABS Inkjet Printing. SWNT-PABS Inkjet Printing. Sensors and Actuators B: Chemical. 197, 308-313 (2014).
- Kamyshny, A., Steinke, J., Magdassi, S. Metal-based inkjet inks for printed electronics. Open Applied Physics Journal. 4, 19-36 (2011).
- Perelaer, J., de Gans, B. J., Schubert, U. S. Ink-jet Printing and Microwave Sintering of Conductive Silver Tracks. Advanced Materials. 18, 2101-2104 (2006).
- Hummelgard, M., Zhang, R., Nilsson, H. -E., Olin, H. Electrical sintering of silver nanoparticle ink studied by in situ TEM probing. PLoS One. 6, (2011).
- Kumpulainen, T., et al. Low temperature nanoparticle sintering with continuous wave and pulse lasers. Optics and Laser Technology. 43, 570-576 (2011).
- Schröder, K., McCool, S., Furlan, W. Broadcast Photonic Curing of Metallic Nanoparticle Films. Technical Proceedings of the 2006 NSTI Nanotechnology Conference and Trade Show. 3, 198-201 (2006).
- Lopes, A. J., Lee, I. H., MacDonald, E., Quintana, R., Wicker, R. Laser Curing of Silver-Based Conductive Inks for In-Situ 3D Structural Electronics Fabrication in Stereolithography. Journal Materials Processing Technology. 214 (9), 1935-1945 (2014).
- Faller, L. -M., Mitterer, T., Leitzke, J. P., Zangl, H. Design and Evaluation of a Fast, High-Resolution Sensor Evaluation Platform Applied to MEMS Position Sensing. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. 67 (5), 1014-1027 (2018).
- Faller, L. -M., Zangl, H. Feasibility Considerations on an Inkjet-Printed Capacitive Position Sensor for Electrostatically Actuated Resonant MEMS-Mirror Systems. Journal of Microelectromechanical Systems. 26 (3), 559-568 (2017).
- Faller, L. -M., Zangl, H. Robust design of an inkjet-printed capacitive sensor for position tracking of a MOEMS-mirror in a Michelson interferometer setup. Proceedings of SPIE 10246, Smart Sensors, Actuators, and MEMS VIII. , Barcelona, Spain. 1024611 (2017).
- Faller, L. -M., Zangl, H. Robust design of a 3D- and inkjet-printed capacitive force/pressure sensor. 2016 17th International Conference on Thermal, Mechanical and Multi-Physics Simulation and Experiments in Microelectronics and Microsystems (EuroSimE). , IEEE. Montpellier, France. (2016).
- Mühlberger, M., et al. Digital Printing on 3D Printed Surfaces. , Available from: http://www.addmanu.at/fileadmin/shares/addmanu/docs/PROFACTOR_mmuehl_digital_printing_on_3D_printed_surfaces.pdf (2016).
- Wang, P. -C., et al. The inkjet printing of catalyst Pd ink for selective metallization apply to product antenna on PC/ABS substrate. 2013 8th International Microsystems, Packaging, Assembly and Circuits Technology Conference (IMPACT). , IEEE. Taipei, Taiwan. (2013).
- Quintero, A. V., et al. Printing and encapsulation of electrical conductors on polylactic acid (PLA) for sensing applications. 2014 IEEE 27th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS). , IEEE. San Francisco, CA. (2014).
- Unnikrishnan, D., Kaddour, D., Tedjini, S., Bihar, E., Saadaoui, M. CPW-Fed Inkjet Printed UWB Antenna on ABS-PC for Integration in Molded Interconnect Devices Technology. IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters. 14, 1125-1128 (2015).
- i.materialise. Lost Wax Printing & Casting. , https://i.materialise.com/en/3d-printing-technologies/lost-wax-printing-casting (2018).
- Lithoz. Lithoz' LCM-Technology. , http://www.lithoz.com/en/additive-manufacturing/lcm-technology (2018).
- Faller, L. -M., Krivec, M., Abram, A., Zangl, H. AM Metal Substrates for Inkjet-Printing of Smart Devices. Materials Characterization. , (2018).
- Hutchings, I. M., Martin, G. D. Introduction to Inkjet Printing for Manufacturing. Inkjet Technology for Digital Fabrication. Hutchings, I. M., Martin, G. D. , John Wiley & Sons Ltd. West Sussex, UK. 1-20 (2013).
- Baek, M. I., Hong, M. Equalization of Jetting Performance. Inkjet-Based Micromanufacturing. Korvink, J. G., Smith, P. J., Shin, D. -Y. , WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KG. Weinheim, Germany. 159-172 (2012).
- Zhang, T. Methods for Fabricating Printed Electronics with High Conductivity and High Resolution. , Electronic Thesis and Dissertation Repository. London, UK. (2014).
- Suganuma, K. Introduction to Printed Electronics. , Springer Science & Business Media. New York, NY. (2014).
- Baxter, L. K. Capacitive Sensors: Design and Applications. , John Wiley & Sons. (1997).
