Лазерное спекание: будущее печатной электроники

Печатная электроника – это быстро развивающаяся область, требующая эффективных и экономичных методов создания электронных компонентов. Лазерное спекание, относительно новая технология, использующая лазеры для эффективного спекания металлических частиц, становится многообещающим решением для индустрии печатной электроники. В частности, ближние инфракрасные (NIR) полупроводниковые лазеры демонстрируют значительные преимущества по сравнению с традиционными методами, такими как печи с горячим воздухом и печи с импульсными лампами.

Преимущества полупроводниковых NIR-лазеров:

• Энергоэффективность и долговечность: Полупроводниковые лазеры отличаются высокой энергоэффективностью и большим сроком службы, превышающим 20 000 часов;
• Экологичность: Низкое энергопотребление, минимальное использование расходных материалов и сниженные требования к обслуживанию делают их экологически чистым выбором;
• Экономическая эффективность: Снижение эксплуатационных расходов и увеличение времени безотказной работы в течение всего срока службы оборудования;
• Компактность и масштабируемость: Решения для лазерного спекания занимают меньшую площадь, чем традиционные печи, а мощность легко масштабируется для повышения производительности;
• Подходит для термочувствительных подложек: NIR-лазеры особенно эффективны для работы с термочувствительными материалами, такими как полимеры, поскольку они меньше поглощают NIR-излучение по сравнению с чернилами.

Компания Hamamatsu Photonics активно содействует развитию лазерного спекания, тесно сотрудничая с поставщиками чернил и производителями печатной электроники для оптимизации параметров спекания в своей прикладной лаборатории.

Реалистичные испытания и многообещающие результаты

Чтобы продемонстрировать потенциал лазерного спекания в реальных условиях, инженеры Hamamatsu сотрудничали с исследователями из Института электронных наносистем Фраунхофера для имитации высокоскоростной печати R2R на струйном принтере с использованием серебряных наночернил.

В ходе испытаний использовались как линейное лазерное освещение, так и точечное сканирующее освещение при скорости печати от 1,5 до 6,0 м/мин. Примечательно, что даже при использовании лишь небольшой части мощности лазера была достигнута высокая проводимость до 2,22 × 10^7 С·м-1 в спеченных продуктах в течение нескольких секунд. Это составляет 36% объемной проводимости серебра, что является отличным результатом для печатной электроники.

Результаты показали, что линейное лазерное освещение идеально подходит для непрерывной печати, будь то листовой или R2R.

Перспективы и будущее лазерного спекания

Более высокая мощность лазера может увеличить пропускную способность без необходимости изменения аппаратного обеспечения, что делает лазерное спекание перспективным решением для конечных пользователей.

Hamamatsu Photonics предлагает тесное сотрудничество и поддержку заинтересованным сторонам для проведения испытаний лазерного спекания. Прикладная лаборатория компании накопила обширный опыт работы с различными типами чернил и готова помочь в оптимизации параметров спекания для различных комбинаций чернил и подложек. Кроме того, благодаря вертикально интегрированным производственным мощностям, Hamamatsu Photonics предлагает индивидуальные решения для лазерного спекания.

Заключение

Лазерное спекание представляет собой перспективную технологию с огромным потенциалом для преобразования индустрии печатной электроники. Благодаря своей энергоэффективности, экологичности, экономической эффективности и способности работать с термочувствительными материалами, лазерное спекание становится важным инструментом для производства высококачественных и недорогих электронных компонентов.