Elettronica strutturale ibrida di stampa 3D
Un team di ricercatori israeliani della Ben ‐ Gurion University of the Negev (BGU) e Orbotech Ltd. ha pubblicato un documento sul loro lavoro che integra tre tecnologie AM: stampa di materiali strutturali con il loro nuovo metodo Dry Film Stereolithography (DFS), stampa elettronica indotta da laser trasferimento in avanti (LIFT) e posizionamento dei componenti utilizzando un sistema pick and place (P&P), al fine di ottenere una stampa ad alta produttività di dispositivi funzionali ed elettricamente funzionali. I ricercatori affermano che le applicazioni per il loro metodo ibrido unico includono l’imballaggio intelligente e la miniaturizzazione dei dispositivi.
Configurazione della stampa di pellicole secche fotosensibili (A) e concetto di processo alternativo utilizzando la metodologia roll to roll (B). I componenti chiave del sistema di esposizione in (A) (contrassegnati da frecce rosse) specificano i moduli di esposizione per l’elaborazione della luce digitale utilizzati. Il campione è costruito su un supporto cinematico che consente il movimento tra le stazioni (ad esempio, modelli laser o P&P) nonché un’elevata precisione da parte di una telecamera di registrazione. Per esporre, una pellicola secca viene posizionata su un piccolo mandrino a vuoto mentre la pila costruita viene coperta facendo scorrere un otturatore sopra la pila. Dopo la fase di esposizione, la lampada IR riscalda lo strato esposto e la pila per consentire la laminazione mediante un rullo (non mostrato). Una configurazione simile per l’esposizione e la laminazione è illustrata in (B) dove la pellicola secca è esposta e laminata continuamente con il movimento della pellicola
L’abstract afferma: “Questo articolo descrive la combinazione di un nuovo metodo basato sulla stereolitografia (SLA) per l’accumulo di materiale strutturale con la stampa a trasferimento in avanti indotto da laser (LIFT) di elementi conduttivi e resistivi e il posizionamento di componenti commerciali attivi e passivi per la produzione additiva di dispositivi elettronici funzionali 3D. Il materiale strutturale è composto da fotoresist a film secco che vengono esposti e laminati per formare una pila che viene successivamente sviluppata per rimuovere l’area non esposta e rivelare la forma libera desiderata. L’interconnessione tramite la penetrazione dei pilastri tra gli strati strutturali è descritta in dettaglio. Diversi esempi di oggetti funzionali (lampada, microfono) dimostrano la praticità di questo nuovo metodo di stampa multi materiale “.
Strutture 3D stampate utilizzando il metodo: struttura piramidale di strati 10 × 100 µm con un’elevata precisione di registrazione inferiore a 25 µm (A) e microfotografia SEM (SE) di un ponte libero di 50 µm sopra un telaio spesso 200 µm (B ). Entrambe le strutture sono fabbricate utilizzando pellicole secche fotosensibili a base epossidica (SUEX, DJ Microlaminates)
Stampa LIFT ad alta produttività e configurazione dell’ablazione. Panoramica generale della configurazione (A) che mostra le due sottostazioni delle aree di stampa e ablazione LIFT. Le frecce bianche indicano l’obiettivo F-theta di ciascuna sottostazione. Le frecce gialle contrassegnano i componenti AOD della soluzione di scansione rapida. Il rettangolo verde tratteggiato in (A) contrassegna l’area di stampa LIFT con la meccanica del donatore roll to roll che è ingrandita e rappresentata in (B). Uno schema dettagliato del percorso ottico del laser è fornito in (C)
Area di lavoro della configurazione di stampa LIFT e dell’apparecchiatura di monitoraggio (vedere anche la Figura 2A, B ). La telecamera per la visione dall’alto è puntata per visualizzare il movimento della pellicola del donatore mentre il microscopio e la telecamera per la visione ampia sono situati per consentire esami di lavoro, calibrazioni e registrazione