Jet-Dispensing für die Applikation elektrischer Funktionen auf komplexen Bauteilen

• präziser Druck von Funktionsflüssigkeiten (Tinten, Pasten) auf 2D- und 3D-Substraten, Dicke ab 30 µm und Breite ab 40 µm
• Sinterung von gedruckten Bauteilen: global im Ofen, lokal mittels IR-Spot oder Induktion
• vielfältige Verarbeitung spezieller Funktionsmaterialien
• Inline-Qualitätskontrolle und Prüfung der Qualität und Reproduzierbarkeit
• Analyse der Prozesseinflüsse zur Optimierung der Struktur und Funktionalität
• Funktionsnachweis und Dauertests gemäß DIN und anderen Normen
• Fertigung von Musterbauteilen und Kleinserien auf verschiedenen Substraten

Qualität und Reproduzierbarkeit im Jet-Dispensing

Trotz zahlreicher Vorteile zeigt das Jet-Dispensing noch Schwächen bei der Reproduzierbarkeit und Druckqualität. Ungenauigkeiten im Druck- und Nachbehandlungsprozess führen zu Schwankungen der Leitfähigkeit von bis zu ±10 % selbst bei optimierten Systemen, was Funktionalität und Kosten der Endprodukte beeinträchtigt. Zusätzlich wirken sich prozessbedingte Abweichungen in der Geometrie und den Linienquerschnitten negativ auf die Funktionalität aus.

Die unzureichende Reproduzierbarkeit der gedruckten Strukturen erschwert den industriellen Serieneinsatz. Durch eine genaue Inline-Qualitätskontrolle und dynamische Prozessregelung lässt sich die Zuverlässigkeit jedoch deutlich verbessern.

Unsere Ziele:

• Prozessstabilität erhöhen: Entwicklung und Implementierung von Prozessregelungen zur Minimierung von Schwankungen im Druck- und Nachbehandlungsprozess
• Inline-Qualitätskontrolle: Einsatz berührungsloser Verfahren (z. B. Hochfrequenz-Wirbelstrom) zur Echtzeitüberwachung von Leitfähigkeit und Geometrie der gedruckten Strukturen

Herstellung und Auswertung funktionaler Elemente

Jet-Dispensing ermöglicht das direkte Drucken funktionaler Komponenten wie kapazitiven und piezoelektrischen Sensoren, Heiz- und Beleuchtungselementen sowie Signal- und Kontaktleitungen auf Substrate wie Glas, Keramik, Metall oder flexible Kunststoffe. Dabei kommen leitfähige Tinten (z. B. mit Silber, Kupfer oder Polymeren) sowie piezoelektrische und resistive Materialien zum Einsatz.

Die präzise Verarbeitung dieser Materialien stellt hohe Anforderungen an die Druckqualität. Prozessbedingte Schwankungen beeinträchtigen die Druckgenauigkeit und Leitfähigkeit der gedruckten Elemente, was zu Funktionseinschränkungen und erhöhten Produktionskosten führt.

Technologische Entwicklungsziele:

• Druck marktverfügbarer Materialien: Optimierung des Druckprozesses für auf dem Markt erhältliche Funktionspasten, um eine hohe Kompatibilität und Effizienz bei der Herstellung verschiedener Bauteile zu gewährleisten.
• Qualitäts- und Reproduzierbarkeitsprüfung: Untersuchung der gedruckten Elemente hinsichtlich ihrer Präzision und Wiederholbarkeit, um eine konstante und zuverlässige Produktqualität sicherzustellen.
• Prozesseinfluss auf Strukturqualität: Analyse der Auswirkungen der verschiedenen Prozessparameter (Druckgeschwindigkeit, Trocknung, etc.) auf die Struktur und Funktionalität der gedruckten Komponenten, um Optimierungen in der Prozessführung zu erzielen.
• Funktionsnachweis und Dauertests: Durchführung von Funktionsprüfungen und Langzeittests der gedruckten Elemente, um ihre Zuverlässigkeit, Lebensdauer und Stabilität unter realen Bedingungen zu validieren.