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 Analytica 2018 – „World of Temperature“
14.02.2018 | JULABO GmbH

nachricht Come together: Gemeinsam zur optimalen Mischbauweise
14.02.2018 | 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: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Im Focus: Demonstration of a single molecule piezoelectric effect

Breakthrough provides a new concept of the design of molecular motors, sensors and electricity generators at nanoscale

Researchers from the Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the CAS (IOCB Prague), Institute of Physics of the CAS (IP CAS) and Palacký University...

Im Focus: Das VLT der ESO arbeitet erstmals wie ein 16-Meter-Teleskop

Erstes Licht für das ESPRESSO-Instrument mit allen vier Hauptteleskopen

Das ESPRESSO-Instrument am Very Large Telescope der ESO in Chile hat zum ersten Mal das kombinierte Licht aller vier 8,2-Meter-Hauptteleskope nutzbar gemacht....

Im Focus: Neuer Quantenspeicher behält Information über Stunden

Information in einem Quantensystem abzuspeichern ist schwer, sie geht meist rasch verloren. An der TU Wien erzielte man nun ultralange Speicherzeiten mit winzigen Diamanten.

Mit Quantenteilchen kann man Information speichern und manipulieren – das ist die Basis für viele vielversprechende Technologien, vom hochsensiblen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Auf der grünen Welle in die Zukunft des Mobilfunks

16.02.2018 | Veranstaltungen

Smart City: Interdisziplinäre Konferenz zu Solarenergie und Architektur

15.02.2018 | Veranstaltungen

Forschung für fruchtbare Böden / BonaRes-Konferenz 2018 versammelt internationale Bodenforscher

15.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

17.02.2018 | Energie und Elektrotechnik

Stammbaum der Tagfalter erstmalig umfassend neu aufgestellt

16.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neue Strategien zur Behandlung chronischer Nierenleiden kommen aus der Tierwelt

16.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics