Aerosol Jet Technology
氣溶膠噴射技術(shù)

Optomec氣溶膠噴射打印技術(shù)有效地生產(chǎn)電子產(chǎn)品。

云尚智造是Optomec 在中國(guó)教育科研領(lǐng)域Aerosol Jet 產(chǎn)品授權(quán)總代理。在北京總部擁有氣溶膠噴射系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室，可為國(guó)內(nèi)用戶(hù)提供測(cè)試、安裝和技術(shù)支持。

Optomec 是一家總部位于美國(guó)提供全功能生產(chǎn)級(jí)終端設(shè)備的科技型企業(yè)。Optomec 擁有兩個(gè)技術(shù)：用于功能電子的氣溶膠噴射(Aerosol Jet )技術(shù)；用于金屬部件的LENS金屬成型技術(shù)。

Optomec 是Aerosol Jet 氣溶膠噴射技術(shù)的擁有者。氣溶膠噴射系統(tǒng)使用新的技術(shù)，能夠在大容量和多種使用模式下打印微米級(jí)電子產(chǎn)品，包括在2D或3D表面上打印電路或組件。

Optomec 的Aerosol 氣溶膠噴射技術(shù)已被證明能夠滿(mǎn)足消費(fèi)電子行業(yè)的功能、體積和成本需求，特別是在移動(dòng)設(shè)備和新興的物聯(lián)網(wǎng)(loT)領(lǐng)域。

Aerosol Jet（氣溶膠噴射）系統(tǒng)簡(jiǎn)介及應(yīng)用

3D Stacked Die / 3D 層疊芯片

降低整體包裝高度；降低相鄰互連線之間的串?dāng)_；減小焊盤(pán)間距與引線鍵合相比，所需的單個(gè)互連數(shù)量較少。

mmWave /毫米波

家庭或辦公室中的典型無(wú)線網(wǎng)絡(luò)以 5 GHz 運(yùn)行；而下一代無(wú)線毫米波網(wǎng)絡(luò)將以高達(dá) 53 GHz 的頻率運(yùn)行；汽車(chē)?yán)走_(dá)、國(guó)防應(yīng)用和醫(yī)學(xué)成像傳感器的工作頻率甚至更高

Flex Circuit / 柔性電路

致力于推進(jìn)柔性混合電子（FHE）快速成型;推動(dòng)結(jié)合柔性基板打印電路 & 超薄芯片的技術(shù)進(jìn)展；柔性混合電子生態(tài)系統(tǒng)正成為可穿戴電子、醫(yī)療設(shè)備與 IoT 設(shè)備的基礎(chǔ)

μ - 3D Structures / 3D 微結(jié)構(gòu)

利用 Aerosol Jet 3D 納米顆粒成型技術(shù)，制造新型高度復(fù)雜的3D 金屬微晶格材料，其具有：直徑30–60μm，單位尺寸100 – 400μm 的近固態(tài)桁架構(gòu)件；設(shè)計(jì)了 3 種密度為大塊金屬 5% 至 26% 的晶格結(jié)構(gòu)，以在壓縮載荷下通過(guò)彎曲和屈曲為主的機(jī)制變形

Biology /生物領(lǐng)域

通過(guò) Aeosol Jet 直接在神經(jīng)探針上打印 OPMSC 懸浮液形成圖案，創(chuàng)建抗炎神經(jīng)界面；OPMSC：以?xún)捎H性聚二甲基硅氧烷修飾的N，O-羧基殼聚糖（PMSC）與低聚原花青素（OPC）復(fù)合，研制了一種新型抗炎納米凝膠

Medical / 醫(yī)療領(lǐng)域

Aerosol Jet 在支架上進(jìn)行藥物的定點(diǎn)沉積：常用于動(dòng)脈擴(kuò)張的支架特定部位的藥物輸送成為可能；藥物放置在支架支柱上的凹槽中，以減少藥物在輸送過(guò)程中的剪切損傷

Aerosol Jet 基本原理

Atomize liquids: conductive inks, dielectric, (1 - 1,000 cP)

霧化液體：導(dǎo)電油墨，電介質(zhì)(1 - 1,000 cP)
Highly dense aerosol; Highly loaded droplets 2-5um diameter

高密度氣溶膠；高負(fù)載液滴直徑 2-5μm
Sheath gas surrounds and focuses aerosol beam

鞘氣層包圍并聚焦氣溶膠束
Continuous Flow Exits at >50m/s allowing variable standoff height

連續(xù)流量以> 50 m/s 的速度流出，允許可變的噴射高度
Print on planar and nonplanar substrates

可在平面和非平面的基板上打印

Aerosol Jet 系統(tǒng)運(yùn)行流程

Aerosol Jet 讓結(jié)構(gòu)零件具有功能性，將電子能力融入到新的消費(fèi)和工業(yè)產(chǎn)品中

Design

?? 從 DXF（2D）或 3D CAD 模型開(kāi)始

???將圖案和幾何圖形轉(zhuǎn)換為打印路徑

???使用 Optomec 軟件生成“刀路（Toolpath)”

forming

?? 將零件放入機(jī)器并對(duì)齊

???打印部件

Post -Process

?? UV Cure Polymers 紫外光固化用于聚合物

???用于聚合物

???Laser Sintering of metal inks

???用于金屬墨水

???Oven Sintering & Curing of metals and polymers

???用于金屬 & 聚合物

氣溶膠噴射系統(tǒng)與傳統(tǒng)噴墨成型的區(qū)別

噴嘴直徑：

Ink Jet：20 ~ 40 μm

Aerosol Jet：75 ~ 300 μm
液滴（Droplets）尺寸大?。?

Ink Jet：30 μm

Aerosol Jet：1 ~ 5 μm（體積比噴墨液滴小 200 到 1000倍）
小尺寸液滴優(yōu)勢(shì)：

是創(chuàng)建精細(xì)特征 & 良好邊緣 & 準(zhǔn)確控制沉積物體厚度 / 輪廓的關(guān)鍵

飛升大小的噴墨液滴消除了噴墨的難題：

液滴破裂 & 韌帶/衛(wèi)星液滴形成 & 不規(guī)則液滴均勻性和咖啡染色
打印過(guò)程：

Ink Jet：主要是一個(gè)液體輸送系統(tǒng)，材料與噴嘴直接接觸 ,材料的粘度是可靠性的關(guān)鍵，須控制在有限的范圍內(nèi) ,否則容易導(dǎo)致噴頭堵塞，維護(hù)頻率高。
Aerosol Jet：一旦液滴在霧化器中形成，該過(guò)程主要是一個(gè)基于氣體的輸送系統(tǒng)。

通過(guò)這種方法：

材料的粘度只有在霧化階段才重要，提供了有一個(gè)很大的操作范圍來(lái)處理廣泛的材料粘度

在噴嘴孔的關(guān)鍵區(qū)域，打印材料被護(hù)套氣體包圍，不直接與噴嘴接觸，從而消除了噴墨過(guò)程中出現(xiàn)的（堵塞、韌帶形成等）

氣溶膠噴射過(guò)程使用空氣動(dòng)力學(xué)聚焦消除了典型的噴墨問(wèn)題，如：噴氣偏差、抖動(dòng)、漂移等

Standoff Height and 3D Printing Capability Aerosol Jet:

1 - 5 mm 高間距工作范圍比 ink jet: < 1 mm 的緊密工作范圍更有利于: Aerosol Jet 很容易實(shí)現(xiàn) 3D 輪廓面上的保形書(shū)寫(xiě)(Conformal writing) 小直徑噴嘴、長(zhǎng)焦距和大的間距確保接近狹窄角落也成為可能