Fontys doet samen met enkele partners onderzoek naar een machine die µ-plasmabehandelen combineert met het printen van patronen. Een van de mogelijke toepassingen is geprinte elektronica maar je kunt ook lokaal vloeigedrag van materialen beïnvloeden en functionele oppervlakken creëren.

Combi-machine kan elektronica printen

Op Materials, de nieuwe materialenbeurs van het Mikrocentrum, toonde Fontys een eerste concept van de combimachine waarmee momenteel testen worden gedaan. Het onderzoeksteam, onder leiding van Jan Bernards, lector Thin Films & Functional Materials, heeft hiervoor als basis een PixDro LP50 inkjetprinter van Roth & Rau gekozen. PixDro was vroeger onderdeel van OTB, de Brabantse fabrikant van machines voor het produceren van zonnepanelen. De printeractiviteiten zijn overgenomen door het Duitse Roth & Rau. Deze printers kunnen verschillende materialen printen.

µ-plasmabehandelen

De printer met geïntegreerde µ-plasmakop.

Printen op 5µm nauwkeurig

Met deze printer kun je heel nauwkeurig patronen printen, tot op 5 µm precies. Dit gaat echter nog niet zo goed als je rechte banen print. “Als je smalle banen print, bijvoorbeeld een geleidende baan op kunststof, dan vloeit het materiaal teveel uit. Daarom is de µ plasmakop (van InnoPhysics) geïntegreerd. Door het basissubstraat eerst lokaal met plasma te behandelen en daarna de baan te printen, krijg je wel een smalle lijn zonder dat het materiaal vloeit”, legt Jan Bernards uit. Omdat je heel eenvoudig tussen inkjetprinten en plasmabehandelen kunt schakelen, kun je het substraat heel selectief zonder dat je maskers nodig hebt, behandelen. Doordat je beide bewerkingen in één machine combineert en je het werkstuk niet hoeft om te spannen, kun je hiermee hoge nauwkeurigheden behalen.

Toepassingen onderzoeken

Aan de Brabantse hogeschool zijn de onderzoekers met name bezig het proces te analyseren en toepassingen voor deze nieuwe technologie te onderzoeken. Jan Bernards denkt dan bijvoorbeeld aan het bewerken van microreactoren, waarbij je de vloeistofbanen bewerkt zodat het water veel beter stroomt. Je kunt het vloeigedrag zowel verbeteren als verslechteren, dus oppervlakken zowel hydrofoob als hydrofiel maken. Op de foto is een glasplaat als geheel hydrofoob gemaakt waarna de naam Fontys als hydrofiel patroon is geprint. Het sinteren van zilverinkt (voor geleidebanen voor elektronicacomponenten) is weer een andere toepassing. Na 1 behandeling bereikt men al 20 procent geleidbaarheid. Geprinte elektronica komt hiermee een stap dichterbij. “Dit staat nu nog in de kinderschoenen, maar de technologie is breed toepasbaar”, aldus de lector van Fontys.

Snel industrierijp
Hij verwacht dat de combinatie van printen en plasmabehandeling binnen enkele jaren industrierijp zal zijn. PixDro bouwt namelijk momenteel al printers voor industriële toepassingen, waar echter nog geen µ-plasmatechnologie in geïntegreerd is. Is de combinatie op laboratoriumschaal eenmaal voldoende ver ontwikkeld, kan de opschaling snel gebeuren.

Meer informatie
Fontys lectoraat Thin Films & Functional Materials