TU Darmstadt / ULB / TUprints

Untersuchung des Prägefoliendrucks im Hinblick auf die Anwendung im Elektronikbereich

Lyashenko, Alexandra :
Untersuchung des Prägefoliendrucks im Hinblick auf die Anwendung im Elektronikbereich.
Technische Universität, Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2014)

[img]
Preview
Text
Untersuchung des Prägefoliendrucks im Hinblick auf die Anwendung im Elektronikbereich_online.pdf
Available under Creative Commons Attribution Non-commercial No Derivatives, 2.5.

Download (14MB) | Preview
Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Untersuchung des Prägefoliendrucks im Hinblick auf die Anwendung im Elektronikbereich
Language: German
Abstract:

Die konventionellen Druckverfahren, wie Sieb-, Tief -, Flexodruck, und Inkjet sind für die Herstellung von funktionellen elektrischen Schichten sehr verbreitet. Mit diesen Verfahren ist es möglich, RFID-Antennen, OLEDs, Displays, Sensoren, Transistoren und andere elektronische Bauteile zu drucken. Ein weiteres interessantes Verfahren zur Herstellung der elektronischen Bauteile ist der Prägefoliendruck. In der grafischen Industrie wird dieses Verfahren im Verpackungssektor oder für Sicherheitslösungen eingesetzt. Die hoch-vakuum aufgedampften Metallschichten der Prägefolie, oft aus Aluminium oder Gold, sind meistens sehr homogen. So besitzen sie gute elektrische Eigenschaften. Zusätzlich sind die Metallschichten sehr dünn und bereits mit einer Lackschicht geschützt. Flexibilität, Fertigungskosten und die anderen aufgezählten Vorteile zeigen die Eignung des Prägefoliendrucks für die Anwendung im Elektronikbereich. Jedoch gibt es einige Probleme auf dem Weg zur Massenproduktion von elektronischen Bauteilen mittels des Prägefoliendrucks. Da der Prägefoliendruck derzeit vor allem für die Veredelung dekorativer Elemente in der grafischen Industrie verwendet wird, sind die Eigenschaften, wie Homogenität, Auflösung und Schichtdicke der geprägten Strukturen, nur in bestimmten Grenzen relevant und wurden somit bis jetzt nicht bewertet. Beim Drucken der hochwertigen elektronischen Bauteile sind diese Eigenschaften sehr wichtig, da die funktionellen Schichten zuverlässig, stabil sowie wiederholbar sein sollen. Das Ziel dieser Arbeit ist, die Prozessgrenzen des Prägefoliendrucks für die Prägefoliendruckmaschinen und die Prozessmaterialien, die derzeit auf dem Markt verfügbar sind, zu definieren. Dazu wird erstmalig eine wissenschaftliche Analyse des Prägefoliendruckvorgangs durchgeführt. Aufgrund dessen werden die definierten Einflüsse auf die Prägeergebnisse untersucht und je nach ihrer Bedeutung im Prägefoliendruckprozess klassifiziert. So wird das Verfahren analysiert und für mögliche Anwendungen im Elektronikbereich beurteilt. Des Weiteren wird untersucht, ob es möglich ist, die gefundenen Grenzen des konventionellen Verfahrens durch die Kombination des Prägefoliendrucks mit anderen Technologien zu erweitern. Damit wird die Möglichkeit geprüft, das Prägefoliendruckverfahren für noch mehr Anwendungen einsetzen zu können.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
The conventional printing processes such as screen, gravure, flexographic printing and also inkjet are very common for the application of functional electrical layers. Using them it is possible to print RFID antennas, OLEDs, displays, sensors, transistors and other electronic devices. Another interesting method for manufacturing of electronic devices is hot stamping technology. It is used extensively in the graphics industry for packaging or security applications. The high-vacuum deposited metal layers of hot stamping foils, which are often aluminum or gold, are usually very homogenous. Thus they possess good electrical properties. Additionally, the metal layers are very thin and already protected with a varnish layer. Flexibility, manufacturing costs and the other advantages make hot stamping very suitable for the electronic industry. However, there are some challenges to overcome in order to mass produce electrical devices using hot stamping. Since hot stamping technology is currently mainly used for finishing decorative elements in the graphics industry, properties such as homogeneity, resolution and thickness of the hot stamped layers are within certain limits relevant and were therefore not reviewed until now. For producing high quality electronic devices these properties are relevant, since the layers have to be functional, reliable and stable over time, as well as reproducible. The aim of this research was to define the process boundaries of hot stamping for the machines and process materials that are currently available on the market. A scientific analysis of the hot stamping process was performed for the first time. The analytical factors influencing the results were reviewed and categorized depending on their significance on the hot stamping process. The existing technology was analyzed and assessed for possible applications in the field of electronics. Furthermore, the possibility to spread the conventional method boundaries using a combination of hot stamping with other technologies was also investigated. Therefore, examining the possibility of being able to use the hot stamping for even more applications.English
Традиционные способы печати, такие как трафаретная, глубокая, флексографическая, а также струйная, широко используются для производства функциональных электрических слоев. С помощью данных методов можно выпускать антенны для радиочастотной идентификации (RFID), органические светодиоды, дисплеи, датчики, транзисторы и другие электронные компоненты. Еще один интересный способ изготовления электронных компонентов – горячее тиснение фольгой. В полиграфии этот метод используется в упаковочной промышленности или в качестве средства защиты ценных бумаг. Слои металлов фольги горячего тиснения, в большинстве случаев из алюминия или золота, напыленные в вакууме, как правило, очень гомогенны. Следовательно, они обладают хорошими свойствами электрического проводника. Кроме того, слои металла очень тонкие и покрыты защитным слоем лака. Гибкость, производственные затраты и другие перечисленные преимущества доказывают пригодность способа горячего тиснения фольгой для использования его в области электроники. Тем не менее, существуют некоторые проблемы на пути к массовому производству электронных компонентов при помощи этого способа. Поскольку данный метод в настоящее время используется в основном для отделки декоративных элементов в полиграфии, то такие свойства, как гомогенность, разрешение и толщина слоя напечатанных элементов, важны только в определенных границах. До настоящего момента они мало изучены. При печати высококачественных электронных компонентов эти свойства очень важны, так как функциональные слои должны быть надежными, стабильными и поддающимися воспроизведению. Целью данной работы является определение технических границ способа горячего тиснения фольгой для машин и технологических материалов, доступных сегодня на рынке. Для достижения этой цели, впервые, был проведен научный анализ процесса горячего тиснения. В зависимости от полученных выводов, определенные факторы, влияющие на результаты печати, были изучены и классифицированы в соответствии с их значимостью. Также была изучена возможность расширения определенных технических границ при комбинировании способа горячего тиснения фольгой с другими технологиями. Таким образом, была рассмотрена возможность использования процесса горячего тиснения для еще большего количества компонентов.Russian
Los métodos de impresión convencionales como la serigrafía, el huecograbado, la flexográfia, y el inkjet son muy utilizados para la producción de capas funcionales eléctricas. Con estos métodos, es posible imprimir antenas RFID, OLED, displays, sensores, transistores y otros componentes electrónicos. Otro método interesante de fabricación de los componentes electrónicos es la estampación en caliente. En la industria gráfica, este método se utiliza en el sector del embalaje o de soluciones de seguridad. Las capas metálicas depositadas por alto vacío, a menudo de oro o de aluminio, son, por lo general, muy homogéneas. En consecuencia, tienen buenas propiedades eléctricas. Además, las capas de metal son muy finas y ya están protegidas con una capa de barniz. Flexibilidad, los costes de fabricación y otras ventajas muestran la aptitud de la estampación en caliente para usarla en el área de la electrónica. Sin embargo, hay algunos problemas para el desarrollo de la producción en masa de componentes electrónicos a través de la estampación en caliente. Debido a que la estampación en caliente se utiliza en la actualidad para el ennoblecimiento de elementos decorativos en la industria gráfica, propiedades tales como la homogeneidad, la resolución y el espesor de la capa de las estructuras impresas son relevantes soló hasta cierto punto y, por lo tanto, no han sido investigadas hasta ahora. Cuando se imprimen componentes electrónicos de alta calidad, estas propiedades son muy importantes debido a que las capas funcionales deben ser confianza, estables y repetibles. El objetivo de este trabajo es definir los límites del proceso de estampación en caliente para las máquinas y los materiales del proceso que se encuentran disponibles en el mercado actual. Con dicho fin, se realiza, por primera vez, un análisis científico del proceso de estampación en caliente. Para ello, se analizan los factores definidos del proceso y, dependiendo de los resultados de estampación en caliente, se clasifican según su importancia. De este modo, se analiza el método y se juzga qué posibles aplicaciones en el sector de la electrónica. Así mismo, también se investiga si sería posible extender los límites del método convencional a través de la combinación de estampación en caliente con otras tecnologías. Con este objetivo, se contempla la posibilidad de utilizar el proceso de estampación en caliente para más aplicaciones.Español
Place of Publication: Darmstadt
Uncontrolled Keywords: Drucktechnik, Prägefoliendruck, Heißprägen, Folienprägung, gedruckte Elektronik, druckbare Elektronik, Sensorik, Dehnungsmessstreifen, Kontaktierung gedruckter Schichten
Alternative keywords:
Alternative keywordsLanguage
Printing, hot stamping technology, printed electronics, sensors, strain gauges, contact method for printed layersEnglish
Classification DDC: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 600 Technik
Divisions: 16 Department of Mechanical Engineering
16 Department of Mechanical Engineering > Institute of Printing Science and Technology (IDD)
Date Deposited: 12 Jun 2014 12:06
Last Modified: 12 Jun 2014 12:06
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-39901
Referees: Edgar, Prof. Dörsam and Thilo, Prof. Bein
Refereed: 6 May 2014
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/3990
Export:
Actions (login required)
View Item View Item

Downloads

Downloads per month over past year