上海の回路3Dプリント起業家チーム、Aorui Technologyが常温回路の高伝導性と高安定性を実現

2020年3月、Antarctic Bearは上海を拠点とする回路3DプリントのスタートアップチームであるAorui Technologyを発見しました。Aorui Technologyは2018年に上海で設立されました。Aorui Technologyは、ハイレベルかつ多分野にわたる技術チームを擁し、集積回路チップの設計と技術、インクジェット印刷、MEMSマイクロ流体、自動化制御とシステム統合、細胞分析、バイオメディカル、医療検査の分野で大量の独自技術と豊富な技術リソースを保有しています。同社は20件以上の発明特許を保有しており、製品には産業用プリンター、ワイドフォーマットプリントヘッド、セルプリンター、高スループット生物3Dプリントシステムなどがあり、顧客に斬新でユニークな製品とより良いソリューションを提供できると報告されています。

まずはAorui Technologyの回路印刷を見てみましょう。
△アニメーション：回路インクジェット印刷の実際のプロセス△銀インクで印刷されたフレキシブルブックマークは、電源を入れると光ります
背景

インクジェット印刷は、非接触、無圧力、無プレート、完全デジタル技術であり、さまざまな素材やさまざまな形状の表面に正確なグラフィック画像を作成できます。便利で高速、そして適応性に優れています。近年、金属ナノ粒子を懸濁液の形でインク化し、さまざまな回路や電子部品を製造するインクジェット印刷の活用が注目されています。従来の電子製造プロセスと比較すると、インクジェット印刷には、大面積、柔軟性、パーソナライズ、低コスト、環境に優しいなどの利点があります。プリンテッドエレクトロニクス技術は、多層回路、超微細回路、大電流を必要としない応用分野ですでに重要な役割を果たしています。たとえば、インクジェット印刷により、超小ロットのPCBをリアルタイムで製造することができ、従来の黄色光プロセス製造よりもコスト面で優位性があります。また、サイクルが短く、いつでも設計を変更できます。

回路印刷用インク材料<br /> 一般的に使用される金属ナノインクには、銀ナノインク、金ナノインク、銅ナノインクの 3 種類があります。銀ナノインクは抵抗率が最も低く、金ナノインクは最も高価で、銅ナノインクは最も安価ですが酸化されやすいです。そのため、銀ナノインクは徐々にこの応用分野における最良の材料となってきました。しかし、ナノ粒子の懸濁安定性とインクジェット印刷の要件に適した粘度および表面張力を維持するために、銀ナノインクにさまざまな分散剤と界面活性剤を添加する必要があります。印刷後、焼結を行って有機残留物を除去し、ナノ銀粒子を溶融して融合させる必要があります。これにより、ナノ粒子間の接触面積と接触抵抗が減少し、高い導電性が実現します。ナノ材料のサイズ効果により焼結温度を大幅に下げることができますが、市場の主流製品では、より優れた導電性と抵抗安定性を実現するために、基板を約 200 ℃ に加熱する必要があります。これにより、印刷基材の適用範囲と適用シナリオに一定の制限が課せられます。

アオルイ常温回路印刷技術

では、高温焼結なしで、高導電性ナノ銀導電回路やデバイスを直接印刷することは可能なのでしょうか?上海阿爾瑞科技有限公司のエンジニアたちが答えてくれました。複数の機能性材料を同時に印刷できる多機能材料プリンターを発売した。このプリンターは、カスタム開発された特殊なナノシルバーインクと化学反応インクと組み合わせることで、室温で優れた導電効果を持つ回路を瞬時に印刷することができます。

この技術は、化学反応による従来の高温焼結プロセスに代わるもので、室温でプリント回路の高い導電性と抵抗安定性を実現すると報告されています。

Aorui Technologyの担当者はAntarctic Bear 3D Printing Networkに対し、同社の技術ソリューションは操作が簡単で迅速であり、揮発性有機化合物や有毒な副作用を含まず、さまざまな環境や使用シナリオに適用できると語った。装置を少し改良するだけで、多機能電子/光電子デバイスの印刷や3D多層回路基板の迅速な準備などの機能も実現でき、膨大な数の科学研究者、教師、学生、メーカーマニアにとって非常に理想的で実用的なツールを提供します。

Aorui のカスタムプリントヘッドは、独自の CMOS-MEMS サーマルバブルプリントチップ技術を採用しており、印刷精度が高く、距離が長く、詰まりにくく、メンテナンスや使用が簡単などの利点があります。プリンターのハードウェア制御およびソフトウェアシステムを使用すると、印刷サイズ、プリントヘッドの移動軌跡、印刷解像度と数量、印刷速度、ノズル数の構成など、さまざまな印刷材料とアプリケーション要件に合わせてカスタマイズされた機能を設計できます。ユーザーは、アイデアや設計の物理的な検証を迅速に実行し、プロトタイプデバイスや小ロットの試作を非常に低コストで製造できます。
△インクジェット印刷に使用可能なインク材料の例
インクジェット印刷技術の応用

Orei Technologies のインクジェット印刷技術は、導電性インク以外にも、画像や QR コード、食品、化粧品、生体サンプル、細胞など、さまざまな用途に使用できます。同社は、さまざまなアプリケーションやインクに合わせてプリントヘッドの設計と駆動制御を最適化しました。 Orei Technology のプリントヘッドと互換性のあるインクとその応用分野には、フレキシブルディスプレイ、RFID タグ、センサー、OLED、PV、PCB、生物学的足場、細胞、タンパク質、DNA などが含まれます。

Antarctic Bear はこう考えています: 低コストで敷居の低い回路 3D プリンターが登場すれば、より多くの人が回路を設計、印刷、テストできるようになるだろうか?また、他の多数の新素材もサポートできるため、人々の創造と革新を促進します。

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