Lo studio Northrop Grumman mostra le prestazioni e l’affidabilità dell’elettronica stampata in 3D
Un team della società aerospaziale e della tecnologia della difesa Northrop Grumman sta lavorando per mostrare la fattibilità e l’affidabilità della stampa 3D elettronica testando le prestazioni delle strutture elettroniche stampate 3D. Lo studio, che è stato pubblicato sulla rivista IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology, sfrutta la tecnologia Aerosol Jet di Optomec per produrre l’elettronica stampata.
Sebbene il campo dell’elettronica stampata in 3D stia progressivamente avanzando verso le applicazioni di produzione, ci sono una serie di sfide nel passaggio della tecnologia dal regno della prototipazione. Cioè, sebbene l’elettronica stampata offra vantaggi in termini di tempi di consegna, costi e libertà di progettazione, alcuni problemi importanti come l’affidabilità e le prestazioni sono venuti fuori. Questi problemi sono spesso causati dalle proprietà dei materiali dei conduttori e degli isolanti stampati in 3D, che tendono a non corrispondere a quelli dei materiali di circuito fabbricati tradizionalmente.
Un’iniziativa di ricerca presso Northrop Grumman che utilizza la tecnologia Aerosol Jet di Optomec spera di cambiare questa percezione. Cioè, il team di ricerca sta conducendo test approfonditi sull’affidabilità su interconnessioni stampate in 3D e dielettrici di isolamento per mostrare la fattibilità della stampa di strutture elettroniche in grado di funzionare fino allo standard necessario per le applicazioni del mondo reale.
“Siamo costantemente colpiti dalle prestazioni e dall’affidabilità delle interconnessioni stampate per applicazioni RF ad alta frequenza”, ha affermato Optomec a proposito del progetto. “I ricercatori di Northrop Grumman hanno lavorato per dimostrare componenti competenti e stampati in modo additivo sui substrati di GaAs. L’articolo intitolato: “Stampa a getto di aerosol 3-D diretta su chip con elevata affidabilità” … condivide i dettagli su come ciò sia possibile. “
Il documento in questione descrive in dettaglio la stampa di strati dielettrici e interconnessioni dorate a ponte su circuiti integrati a microonde (MMIC) basati su GaAs. Dopo la stampa, i dispositivi MMIC sono stati sottoposti a una serie di test RF e test di affidabilità. I risultati dei test hanno indicato che i dispositivi non hanno influito negativamente sulle prestazioni RF, anche con shock termici estesi, ciclo termico e prove di stress attuali.
Optomec ha aggiunto: “Questo lavoro, completato da una delle società più importanti al mondo nel mercato della difesa per circuiti integrati, Northrop Grumman, mette in mostra la flessibilità di Aerosol Jet e l’affidabilità delle funzioni stampate realizzate con esso. La sua funzionalità rispetto alle dimensioni delle caratteristiche, alla flessibilità dei materiali, all’elevata distanza di stallo e alla capacità digitale cad to path ha permesso di svolgere questo lavoro. Tuttavia, il lavoro svolto da Xing Lan e dal suo team è nuovo e spinge i confini di ciò che può essere fatto con Aerosol Jet per quanto riguarda le strutture a microonde RF GaAs ”.
La tecnologia Aerosol Jet di Optomec è in grado di stampare interconnessioni su supporti 2D e 3D, nonché componenti elettronici per la stampa 3D, tra cui resistori, condensatori, antenne, sensori e transistor a film sottile. La tecnologia funziona depositando inchiostri elettronici su substrati utilizzando la “messa a fuoco aerodinamica”. Questo approccio unico, che utilizza la tecnologia di atomizzazione, gas di guaina e aerosol, consente funzioni stampate che vanno da 10 micron a millimetri di dimensioni.