Ученые МФТИ разработали аэрозольный 3D-принтер для печати электроники
Технология позволяет печатать электронные платы направленными потоками наночастиц на поверхностях сложной формы, а также использовать недорогие полимерные подложки, то есть создавать интегрированную и гибкую электронику.
Как сообщает пресс-служба Московского физико-технического института, сотрудники лаборатории технологий 3D-печати функциональных микроструктур Физико-технической школы электроники, фотоники и молекулярной физики МФТИ разработали экспериментальный образец аэрозольного 3D-принтера с лазерным ассистированием и создали научные основы новой технологии аэрозольной печати 3D-микроструктур. В одном устройстве интегрированы три процесса: получение, локальная доставка и локальное лазерное спекание наночастиц на подложке.
В отличие от традиционных методов формирования электронных изделий, предполагающих использование большего количества технологических операций с удалением значительной части материалов, разработанное оборудование и технология предполагают быстрое изготовление изделий методом послойного нанесения материала в форме наночастиц с его последующей монолитизацией, используя локальное лазерное спекание наночастиц на подложке.
Методика предполагает использование «сухих» химически чистых наночастиц размером 2-20 нм, получаемых в импульсно-периодическом газовом разряде. Через неподвижную головку частицы напыляются на подвижный субстрат и спекаются лазером, формируя рисунок. За счет размерного эффекта частиц становится возможным локальное лазерное спекание при пониженных температурах (400°C и ниже) и, таким образом, формирование принципиально новых электронных 3D-устройств на термочувствительных гибких полимерных подложках.
Технология аэрозольной 3D-печати наночастицами с лазерным ассистированием имеет целый ряд преимуществ над существующими методами аддитивного производства микроструктур, предполагающими использование чернил с наночастицами. Аэрозольная 3D-печать обеспечивает более высокие значения удельной электрической проводимости и механической прочности микроструктур, так как на поверхностях «сухих» химически чистых наночастиц, получаемых в импульсно-периодическом газовом разряде, не содержатся остатки растворителей и поверхностно-активных веществ. Важным преимуществом является и сокращение количества этапов изготовления функциональных микроструктур, поскольку не требуется приготовление и просушивание наночернил перед лазерным спеканием. Получение, локальная доставка и локальное лазерное спекание наночастиц осуществляются одновременно. Пользователи имеют возможность варьировать типы материалов (металлы, полупроводники и диэлектрики), размер, форму и плотность укладки наночастиц за счет изменения материала электродов и режимов получения наночастиц в импульсно-периодическом газовом разряде.
«Уникальность разработанной нами технологии аэрозольной 3D-печати потоками наночастиц с локальным лазерным спеканием заключается в сочетании высокой разрешающей способности до 25 мкм, высокой массовой производительности до 300 мг/ч и низкой себестоимости формирования функциональных 3D-микроструктур, что будет определять дальнейший рост ее популярности», — поясняет ведущий научный сотрудник лаборатории технологий 3D-печати функциональных микроструктур МФТИ Алексей Ефимов.
Разработанная технология и оборудование могут быть использованы для производства широкого спектра функциональных микроразмерных компонентов и изделий для электроники, фотоники, альтернативной энергетики, медицинской и аэрокосмической техники: микроантенн, пространственных 3D-межсоединений, микронагревателей, активных (транзистор, диод) и пассивных (резистор, конденсатор) электронных компонентов, светоизлучающих устройств (гибких дисплеев, ячеек OLED-матриц), элементов солнечных батарей, газовых, био-, температурных датчиков и так далее. Например, можно уменьшить габариты смартфонов, печатая антенны не на отдельных платах, а прямо на внутренних поверхностях корпусов. Наиболее же вероятно применение новой технологии в космической отрасли, по крайней мере на первых порах.
Исследования выполнены совместно с АО «НИИ электронного специального технологического оборудования» в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы».
А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru
Еще больше интересных статей
SpaceX вернула на Землю результаты опытов по 3D-печати живыми клетками
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Татнефть возводит 3D-печатный общественный центр
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Презентация первого отечественного строительного 3D-принтера
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Мы рады представить вам нашу совместную разработку с компанией Спец...
Комментарии и вопросы
Да да красиво вроде. Но каждый...
Да, на платине не застывает. С...
Спасибо за ваше мнение.И вам с...
ухудшилось качество печати пло...
Парни, помогайте, есть вот так...
Уважаемые знатоки, возможно ли...
Собираю кубик-самоделку для пе...