エレクトロライティング・EHDプリンティング

TL-EHD

電気流体力学マイクロ/ナノプリンター

電場駆動液滴堆積により、マイクロスケールのドット、線、および多層パターンを印刷します。プログラマブルな電圧波形、協調運動、および4つのカメラビューが、プロセス開発と検査をサポートします。

1–45 μm
ドットおよびラインの機能サイズ
0–2000 V
高電圧出力
4
独立カメラビュー

実際の機能サイズは、材料とプロセスに依存します。

01

プラットフォームとプロセス

統合プリンティングとプロセス制御画像を拡大 ↗
統合プリンティングとプロセス制御

統合プリンティングとプロセス制御

電圧波形が液滴の放出と堆積を制御します。4台のカメラビューがクローズドループのモーションコントロールと連携し、パターンインポート、描画、パラメトリック編集によって、意図した形状を印刷パスに変換します。

近接場液滴プリンティング画像を拡大 ↗
近接場液滴プリンティング

近接場液滴プリンティング

ノズル先端は、基板から数十から数百マイクロメートルの位置で動作します。電界が個々の液滴を所定の位置に噴出します。同期された動きと噴射によって、隣接する堆積物が重なり合い、線や複雑なパターンが形成されます。

3つのプロセス、異なる構造

エレクトロスピニング画像を拡大 ↗
エレクトロスピニング

エレクトロスピニング

複数のファイバーが膜を形成します。典型的なファイバー径は100–1000 nmです。

静電直接描画画像を拡大 ↗
静電直接描画

静電直接描画

個々の溶液または溶融ファイバーを、層ごとに直接配置して、秩序ある構造を形成します。

EHDジェットプリンティング画像を拡大 ↗
EHDジェットプリンティング

EHDジェットプリンティング

液滴は点を形成します。重なり合った堆積物は線や微細パターンを形成します。これが TL-EHD の焦点です。

機械アーキテクチャ画像を拡大 ↗
機械アーキテクチャ

機械アーキテクチャ

全4方向からのアクセスにより、サンプルの装填、メンテナンス、およびアップグレードがサポートされます。大理石製のベースが精密モーションシステムを支えます。2つの大型ディスプレイで、モーション、カメラビュー、波形、および信号フィードバックを表示します。システム寸法:1613 × 908 × 724 mm。概算重量:500 kg。

02

動きと電場

X–Y–Z–Kクローズドループモーション

リニアモーターがX、Y、およびK軸を駆動します。ロータリーサーボモーターがZ軸を駆動します。クローズドループ制御が位置決めとパス実行を協調させます。

軸移動量最大速度位置決め仕様
X>180 mm200 mm/s再現性: ±1.5 μm
Y>180 mm200 mm/s再現性: ±1.5 μm
Z>80 mm20 mm/s位置決め精度:100 nm

100 nmおよび±1.5 μmはステージの位置決め仕様です。実際の印刷位置決め精度は、材料およびプロセスに依存します。

調整可能な高電圧出力画像を拡大 ↗
調整可能な高電圧出力

調整可能な高電圧出力

0から2000 Vまでのデジタル制御・プログラム可能な出力。出力電流は0から10 mAまで連続的に調整可能です。

プログラマブル電圧波形

PCから周波数、デューティサイクル、振幅、およびDCオフセットを設定してください。標準波形、複合波形、カスタム波形が利用可能で、ソフトウェアインターフェースは中国語と英語に対応しています。

プログラマブル電圧波形画像を拡大 ↗
プログラマブル電圧波形
プログラマブル電圧波形画像を拡大 ↗
プログラマブル電圧波形
プログラマブル電圧波形画像を拡大 ↗
プログラマブル電圧波形
プログラマブル電圧波形画像を拡大 ↗
プログラマブル電圧波形
プログラマブル電圧波形画像を拡大 ↗
プログラマブル電圧波形
プログラマブル電圧波形画像を拡大 ↗
プログラマブル電圧波形
デジタルオシロスコープによるモニタリング画像を拡大 ↗
デジタルオシロスコープによるモニタリング

デジタルオシロスコープによるモニタリング

デュアルチャンネルUSBオシロスコープは、プロセス調整中の電圧とパルスを監視します。アナログ帯域幅:50 MHz。サンプリングレート:最大200 MSa/s。感度:10 mV/div~2 V/div。入力範囲:−100 V~+100 V(DC + AC)。

03

材料と納品

材料とインクの選択

材料クラスインクの種類 / 例応用可能性
導電性インク銀ナノ粒子および銀イオンインク、PEDOT:PSS分散液マイクロ電極と導電性配線
ポリマー溶液絶縁性または機能性ポリマーの溶液絶縁パターンと機能性マイクロ構造
粒子分散安定した分散、例えば半導体ナノ粒子など機能性層およびマイクロスケールパターン
光硬化性インクジェット吐出可能なUV硬化性樹脂またはプレポリマー局所的な硬化と微細構造の作製

各処方を、使用ノズル、波形、供給設定、および基板を用いてバリデーションしてください。粘度、導電性、表面張力、分散安定性、沈降性、および目詰まりを評価します。基板の濡れ、乾燥、および硬化条件を一致させてください。光硬化性インクには、対応する光源が必要です。

マイクロスケールノズルおよびホルダー画像を拡大 ↗
マイクロスケールノズルおよびホルダー

マイクロスケールノズルおよびホルダー

ノズルサイズは1から100 μmの範囲です。インクの粘度と目標パターンに合わせて内径を選択してください。一般的に、内径が小さいほど低粘度のインクに使用されます。専用ホルダーにより、ノズルを流体供給システムに接続できます。

手動切り替え可能なデュアルプリントヘッド画像を拡大 ↗
手動切り替え可能なデュアルプリントヘッド

手動切り替え可能なデュアルプリントヘッド

2つのマイクロスケールノズルが、同時または交互の運転をサポートします。各ノズルは独立したX–Y–Z調整機能を備えています。複数の観察ビューにより、アライメントとプロセス中の検査が容易になります。

精密シリンジによるインク供給画像を拡大 ↗
精密シリンジによるインク供給
精密シリンジによるインク供給画像を拡大 ↗
精密シリンジによるインク供給

精密シリンジによるインク供給

流量:0.01 μL/h~99.9 mL/h。流体粘度:300–5000 cP。対応シリンジ容量:1、10、および20 mL。ルアーチップ付きステンレス鋼製ニードルは、インクに適した内径を選択して使用します。

真空チャックおよび基板マウンティング画像を拡大 ↗
真空チャックおよび基板マウンティング
真空チャックおよび基板マウンティング画像を拡大 ↗
真空チャックおよび基板マウンティング

真空チャックおよび基板マウンティング

マルチリングの金メッキ真空チャックは、1、2、3、および4インチのシリコンウェハーに対応します。レベル調整が可能で、高電圧運転のための電気絶縁も提供します。静音のデュアルチャネル真空ポンプは、サンプルの保持と交換のための調整可能な吸引を提供します。

365 nm UV硬化画像を拡大 ↗
365 nm UV硬化

365 nm UV硬化

硬化を印刷と独立して、または同期して制御できます。プログラム可能な硬化は、パスに沿って順次または同期的に実行されます。光源はZ軸とともに移動し、ノズルに対して微調整が可能です。4つの横方向操作位置を保存して呼び出すことができます。

04

ビジョンとソフトウェア

4チャンネル顕微鏡イメージング

アライメントカメラ画像を拡大 ↗
アライメントカメラ

アライメントカメラ

パターンに対するノズルの位置を特定します。

ギャップ測定画像を拡大 ↗
ギャップ測定

ギャップ測定

ノズルと基板とのギャップを観察・測定します。

インサイチュ顕微鏡観察画像を拡大 ↗
インサイチュ顕微鏡観察

インサイチュ顕微鏡観察

サンプルを取り外すことなく、高倍率で表面形態を検査します。

液滴イメージング画像を拡大 ↗
液滴イメージング

液滴イメージング

液滴の挙動を画像または動画として同期記録します。

ノズルのアライメントと液滴の詳細

カメラとプリントヘッドの位置決め画像を拡大 ↗
カメラとプリントヘッドの位置決め

カメラとプリントヘッドの位置決め

各タスクに必要なカメラアングルを選択してください。カメラとノズルの位置は、X、Y、Z軸で独立して調整でき、光学系とプリントヘッドの間には適切な電気的クリアランスが確保されています。

パターンベースのプリンティングソフトウェア画像を拡大 ↗
パターンベースのプリンティングソフトウェア

パターンベースのプリンティングソフトウェア

Gコードを手動で記述することなく、パターンの編集、ツールパスの表示、動作状況の監視が可能です。本ソフトウェアはモーションコマンドを生成・実行し、クローズドループフィードバックによるX–Y–Z位置をリアルタイムで表示します。

距離に基づくジェット噴射の同期画像を拡大 ↗
距離に基づくジェット噴射の同期

距離に基づくジェット噴射の同期

距離トリガー噴射は、噴射座標と液滴間隔を移動速度に連動させます。コーナー補正により、速度変化時でも線幅の均一性を維持できます。経路計画には、速度に基づくコーナーの丸め処理とリードイン移動が含まれます。

ファイルインポートとジョブ管理画像を拡大 ↗
ファイルインポートとジョブ管理

ファイルインポートとジョブ管理

パターンをインポートし、プロセスパラメータを設定し、モーションを実行するまでを一つのワークフローで実行できます。ジョブキューとグローバルパラメータのバックアップにより、再利用や意図しない変更後の復元がサポートされます。

パターンソース対応フォーマット
CAD図面DXF / DWG
回路レイアウトGerber / NCドリル
テキストデータTXT / CSV
パラメトリック描画とスクリプティング画像を拡大 ↗
パラメトリック描画とスクリプティング
パラメトリック描画とスクリプティング画像を拡大 ↗
パラメトリック描画とスクリプティング

パラメトリック描画とスクリプティング

点、線、円、弧、楕円、長方形、ポリラインを描画します。中国語または英語のテキスト、バーコード、QRコードを追加できます。

8種類の充填戦略には、ライン、クロスハッチ、サーペンタイン、サンドイッチ充填が含まれます。グリッド、円形アレイ、標準パターンは、ツールパスのリアルタイム表示を伴うパラメトリック編集に対応します。

スクリプト機能は、ループ、条件分岐、変数、三角関数をサポートし、さらにCADおよび3D形状の寸法測定も可能です。

05

サンプルと動画

レイアウト概略図画像を拡大 ↗
レイアウト概略図
サンプルの顕微鏡写真画像を拡大 ↗
サンプルの顕微鏡写真

インターデジテート電極パターン

2組の電極フィンガーが交互に配置され、ギャップによって隔てられています。模式図と顕微鏡写真には、全体の形状と局所的な詳細が示されています。画像内のスケールバーをご参照ください。

複雑なテキストと2Dマイクロパターン画像を拡大 ↗
複雑なテキストと2Dマイクロパターン

複雑なテキストと2Dマイクロパターン

中国詩の例は、緻密なパターンと複雑な筆跡を実行可能なツールパスに変換する様子を示しています。顕微鏡検査により、全体の形状、線の接続、および局所的な堆積が確認できます。

連続ラインプリンティング

蛇行経路やカーブに沿った線の連続性を観察します。ツールパスのオーバーレイ機能により、計画された軌道と堆積された線を比較できます。

ドットパターン印刷

グラフィックスは、個別の液滴のアレイに変換されます。同期された経路表示とカメラビューにより、印刷の詳細を確認できます。

小型マップと複雑な等高線

連続パスによって曲線や不規則な境界が定義されます。カメラビューでの実際の印刷内容を、プログラムされたパスと比較してください。

06

仕様と用途

TL-EHDの主要仕様

項目仕様
ドットおよびラインの機能サイズ1–45 μm。実際の機能サイズは材料とプロセスによって異なります。
高電圧出力/電流0–2000 V / 0–10 mA
ノズル径1–100 μm
流体供給速度0.01 μL/h–99.9 mL/h
流体粘度300–5000 cP
シリンジ容量1 / 10 / 20 mL
シリコンウェハーのサイズ1、2、3および4インチ
UV硬化波長365 nm
システム寸法1613 × 908 × 724 mm
システムの概算重量500 kg

100 nmおよび±1.5 μmはステージの位置決め仕様です。実際の印刷位置決め精度は、材料およびプロセスに依存します。

マイクロスケールパターニングへの応用

研究用途では、材料と形状に適合したプロセスが求められます。

印刷エレクトロニクス

フレキシブル回路、薄膜トランジスタ、タッチ電極、局所的な回路修理、およびマイクロ/ナノスケールでのディスペンシング。

ディスプレイとマイクロ光学

ディスプレイデバイス、量子ドット色変換層、マイクロレンズ、およびマイクロ光学構造。

センサーおよびエネルギーデバイス

圧力と機能性センサー、太陽電池のパターニング、およびマイクロスケールエネルギー貯蔵用の電極。

バイオマテリアルおよび3D構造

3Dマイクロ・ナノ構造プリンティング、組織工学用足場、生体材料(細胞プリンティングを含む)に関する研究。

インターデジテート電極および機能性電極

センシング、音響、および電子デバイス用の微細電極パターン。

製作したいものをお聞かせください。

お客様の材料、目標構造、サンプルサイズをお知らせください。最適なプラットフォームと構成についてご相談に応じます。

用途について相談する