Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTSDas Fraunhofer IKTS untersucht laserbasierte Ansätze zur Nachbearbeitung nasschemischer metallischer und keramischer Schichten auf einer Vielzahl von Substraten. Dabei kann die organische Phase entfernt und die gedruckten Schichten an Luft gesintert/geschmolzen werden, ohne dass die Substrate dabei thermisch beschädigt werden. Dazu nutzen wir ein Hochleistungsdiodenlaser-Array (HPDL), das einen linienförmigen Strahl erzeugt, der über die gedruckten Strukturen geführt wird.
Spezifikationen
- Linienförmiges Laserstrahlprofil: 30 mm lange Linie
- Dauerstrichbetrieb, optische Leistung bis zu 1000 W, Wellenlänge 980 nm
- Verarbeitungsgeschwindigkeit: 0,01 bis 60 m/min (entspricht einer Verweilzeit im Millisekundenbereich)
- Bearbeitungsfläche: bis zu 250 mm x 300 mm
- Bearbeitung an Luft oder unter Schutzgas (N2, Ar) bei besonders reaktiven Materialien
Hauptmerkmale
- Selektivität: Die Laserstrahlung wird lediglich von den gedruckten Strukturen absorbiert
- Hohe Geschwindigkeit: Geringer elektrischer Widerstand der gedruckten Strukturen auf Basis von Nichtedelmetallen in Luft erreichbar, Minimierung thermischer Schäden an thermisch sensiblen Substraten, hohe Produktivität (Rolle-zu-Rolle-Kompatibilität)
- Energieeffizienz: elektrooptischer Wirkungsgrad von 50 % bis 60 %
Demonstrierte Komponenten
- Metallische Verbindungen, Sensorstrukturen auf flexiblen, thermisch sensiblen Substraten: Ag, Au, Pt, Cu, Bi, Fe-Ni-Legierungen
- Metallische Verbindungen, Sensorstrukturen auf keramischen Substraten: Pt, PtRh, Mo
- Versiegelungsschichten auf porösen, oxidkeramischen Faserverbundwerkstoffen
Leistungsangebot
- Umsetzung kundenspezifischer Strukturen auf einer Vielzahl von Substraten
- Flexibel: Polymerfolien, Glasfolien, Keramikfolien, Metallfolien, Papier, metallische und keramische Vliese und Schäume
- Starre Materialien: Glas, Keramik einschließlich keramische Faserverbundwerkstoffe, Si-Wafer
- Anpassung der Lasersinterparameter an kundenspezifische Strukturen, die mittels Tintenstrahl-, Aerosolstrahl-, Sieb-, Dispenserdruck oder Nasspulverspritzen hergestellt wurden
- Bestimmung der Mikrostruktur und Eigenschaften (z. B. elektrischer Widerstand) der Schichten in Abhängigkeit von den Druck- und Laserbearbeitungsparametern
- Know-how im Lasersintern von kommerziellen und eigens entwickelten Tinten
- Partner in gemeinsamen Forschungsprojekten, Durchführung von Machbarkeitsstudien, Herstellung von Prototypen und Demonstratoren
Weitere Informationen
Diodenlaser-Array-System am Fraunhofer IKTS zum Aufbringen nasschemischer metallischer und keramischer Schichten auf eine Vielzahl von Substraten.