Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Innovatives Infrarot-System trocknet und sintert gedruckte Elektronik fast 2000mal schneller als bisher

02.03.2016
  • Heraeus entwickelte maßgeschneidertes IR-Modul
  • Erfolgreiche Tests an der TU Chemnitz mit Inkjet Silbernanopartikeltinte im Rolle-zu-Rolle Verfahren

Bei gedruckter Elektronik am laufenden Meter für Displays oder Solarzellen kommt es auf schnelles Trocknen der Oberflächen und gute Leitfähigkeit der Silbertinte an. Ein neu entwickeltes Infrarot-Modul von Heraeus Noblelight erreicht dies in deutlich weniger als einer Sekunde (0,32 s) und ist damit fast 2000mal schneller als übliche Trocknungsverfahren.


Infrarot-Strahler trocknen und sintern innerhalb von 0,32 Sekunden.

Copyright Heraeus Noblelight 2016

Heraeus entwickelte und installierte das Infrarot-Modul maßgeschneidert für ein Rolle-zu-Rolle Drucksystem (R2R). In den Tests war die Infrarot-Strahlung im Vergleich zum Trocknen und Sintern mit konventionellen Heizplatten oder Heißluft deutlich überlegen. Die Tests wurden in der Professur Digitale Druckverfahren und Bebilderungstechnik der Technischen Universität Chemnitz und dem Fraunhofer Institut für Elektronische Nano-Systeme durchgeführt.

Heraeus Noblelight präsentiert die Innovation, weitere UV-, Infrarot-und Flash-Systeme für die gedruckte Elektronik auf der Messe LOPEC in München im April 2016.

Metallische Nanopartikel für gedruckte Elektronik werden häufig im Inkjet Druckverfahren auf flexible und temperaturempfindliche Polymermaterialien aufgebracht und dann getrocknet und gesintert. Im Labormaßstab wird dies meist mit Hilfe von Heizplatten oder Heißluft erreicht. Für eine Massenproduktion ist jedoch der Einsatz von Rolle-zu-Rolle-Verfahren (R2R) nötig. Das Trocknen und Sintern muss dann deutlich beschleunigt werden. Neue Methoden wie etwa Mikrowellen, Laser, Intense Pulse Light (IPL) oder Infrarot-Strahlung wurden untersucht. Das optimale Verfahren sollte schnell und effizient trocknen und sintern und dabei die oftmals temperaturempfindlichen Polymersubstrate nicht beschädigen.

Heraeus entwickelte ein maßgeschneidertes Infrarot-Modul für ein R2R Drucksystem. Mit diesem wurden Versuche zum Infrarot-Trocknen und -Sintern von Inkjet gedruckten Silberschichten auf Polyethylen-Naphtalat (PEN) Substrat durchgeführt. Es konnte gezeigt werden, dass die Infrarot-Nachbehandlung der frisch gedruckten Schichten zu einer Leitfähigkeit von bis zu 15% von reinem Silber führte. Im Vergleich zum Trocknen und Sintern mit konventionellen Heizplatten oder Heißluft mit den üblichen Prozessparametern erreichte Infrarot-Strahlung eine doppelt so hohe Leitfähigkeit in nur 0,32 Sekunden. Mit einer Heizplatte dauert das Trocknen und Sintern dagegen etwa zehn Minuten.

Durch elektronenmikroskopische Aufnahmen wurde die Mikrostruktur der gesinterten Silberpartikel in Abhängigkeit von den IR Parametern (Filamenttemperatur der Strahler, Zeit und Intensität der Strahlung, Distanz der Strahler und des Reflektors zum Substrat) analysiert. Nach der Optimierung der Infrarot-Parameter wurde bei 50 kW pro Quadratmeter getrocknet und bei 150 kW pro Quadratmeter gesintert. Beides mit dem gleichen kurzwelligen Strahlertyp, der dafür lediglich unterschiedlich angesteuert werden muss. Die gedruckte Elektronik auf der durchlaufenden Folie kann durch das maßgeschneiderte Infrarot-System also in einem Schritt getrocknet und gesintert werden, bei hohen Bandgeschwindigkeiten von bis zu 1 Meter pro Sekunde und einer Bestrahlungszeit von weniger als 0,32 Sekunden.

Die gemeinsamen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten wurden kürzlich im Journal Materials Chemistry C veröffentlicht: E. Sowade, H. Kang, K.Y. Mitra, O.J. Weiß, J. Weber, R.R. Baumann, Roll-to-roll infrared (IR) drying and sintering of an inkjet-printed silver nanoparticle ink within 1 second, J. Mater. Chem. C. 3 (2015) 11815–11826. doi:10.1039/C5TC02291F.


Der Technologiekonzern Heraeus mit Sitz in Hanau ist ein 1851 gegründetes und heute weltweit führendes Familienunternehmen. Mit fachlicher Kompetenz, Innovationsorientierung, operativer Exzellenz und unternehmerischer Führung streben wir danach, unsere wirtschaftliche Leistungsfähigkeit kontinuierlich zu verbessern.

Wir schaffen hochwertige Lösungen für unsere Kunden und stärken nachhaltig ihre Wettbewerbsfähigkeit indem wir Material-Kompetenz mit Technologie Know-how verbinden. Unsere Ideen richten sich auf Themen wie Umwelt, Energie, Gesundheit, Mobilität und Industrielle Anwendungen. Unser Portfolio reicht von Komponenten bis zu abgestimmten Materialsystemen. Sie finden Verwendung in vielfältigen Industrien, darunter Stahl, Elektronik, Chemie, Automotive und Telekommunikation.

Im Geschäftsjahr 2014 erzielte Heraeus einen Produktumsatz von 3,4 Mrd. € und einen Edelmetallhandelsumsatz von 12,2 Mrd. €. Mit weltweit rund 12.600 Mitarbeitern in mehr als 100 Standorten in 38 Ländern hat Heraeus eine führende Position auf seinen globalen Absatzmärkten.

Heraeus Noblelight GmbH mit Sitz in Hanau, mit Tochtergesellschaften in den USA, Großbritannien, Frankreich, China und Australien, gehört weltweit zu den Markt- und Technologieführern bei der Herstellung von Speziallichtquellen und -systemen. Heraeus Noblelight wies 2014 einen Jahresumsatz von 137,3 Millionen € auf und beschäftigte weltweit 884 Mitarbeiter. Das Unternehmen entwickelt, fertigt und vertreibt Infrarot- und Ultraviolett-Strahler, -Systeme und Lösungen für Anwendungen in industrieller Produktion, Umweltschutz, Medizin und Kosmetik, Forschung und analytischen Messverfahren.

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an:
Hersteller: Heraeus Noblelight GmbH
Reinhard-Heraeus-Ring 7
D-63801 Kleinostheim
Tel +49 6181/35-8545, Fax +49 6181/35-16 8545
E-Mail hng-infrared@heraeus.com

Redaktion: Dr. Marie-Luise Bopp
Heraeus Noblelight GmbH,
Abteilung Marketing/Werbung
Tel +49 6181/35-8547, Fax +49 6181/35-16 8547
E-Mail marie-luise.bopp@heraeus.com
www.heraeus-noblelight.com

Dr. Marie-Luise Bopp | Heraeus Noblelight GmbH

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Digitalisierung von HR-Prozessen – tisoware auf der Personal Nord und Süd
21.03.2017 | tisoware Gesellschaft für Zeitwirtschaft mbH

nachricht Hochauflösende Laserstrukturierung dünner Schichten auf der LOPEC 2017
21.03.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Im Focus: Auf der Spur des linearen Ubiquitins

Eine neue Methode ermöglicht es, den Geheimcode linearer Ubiquitin-Ketten zu entschlüsseln. Forscher der Goethe-Universität berichten darüber in der aktuellen Ausgabe von "nature methods", zusammen mit Partnern der Universität Tübingen, der Queen Mary University und des Francis Crick Institute in London.

Ubiquitin ist ein kleines Molekül, das im Körper an andere Proteine angehängt wird und so deren Funktion kontrollieren und verändern kann. Die Anheftung...

Im Focus: Tracing down linear ubiquitination

Researchers at the Goethe University Frankfurt, together with partners from the University of Tübingen in Germany and Queen Mary University as well as Francis Crick Institute from London (UK) have developed a novel technology to decipher the secret ubiquitin code.

Ubiquitin is a small protein that can be linked to other cellular proteins, thereby controlling and modulating their functions. The attachment occurs in many...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

Über Raum, Zeit und Materie

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Besser lernen dank Zink?

23.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Innenraum-Ortung für dynamische Umgebungen

23.03.2017 | Architektur Bauwesen