Rolle-zu-Rolle-Beschichtung für gedruckte Sensoren

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CeSMA nutzt den Rolle-zu-Rolle (R2R) Beschichtungsprozess, um hochpräzise und qualitativ hochwertige gedruckte Sensoren in großen Stückzahlen und unterschiedlichen Größen – auch über mehrere Meter – zu produzieren. Dank des innovativen Verfahrens können Funktionsschichten wie Zuleitung, Elektrode, Dielektrika und Schutzschicht mit höchster Präzision aufgebracht werden, was zu einer hohen Ausbeute und einer effizienten Produktion führt.

Um kundenspezifische Sensordesigns von Sheet-to-Sheet (S2S) auf Rolle-zu-Rolle zu übertragen, bietet CeSMA umfassende Prozessentwicklung an. Wir unterstützen unsere Partner und Kunden bei der Eigenentwicklung von Drucktinten, der Ermittlung und Anpassung der optimalen Prozessparameter oder bei der Auswahl bzw. Anpassung kommerzieller Materialien für den R2R Druck.

 

Unser Angebot:

  • Übertrag von Sensordesigns und Prozessparameter von S2S auf R2R
  • Entwicklung von kundenspezifischen Sensordesigns für den R2R Beschichtungsprozess
  • Prozessentwicklung und Optimierung zur Herstellung von kundenspezifischen Sensordesigns
  • Entwicklung und Anpassung von kundenspezifischen Drucktinten
  • Einsatz und Optimierung von kommerziellen Drucktinten

Profitieren Sie von unserer Expertise in der Rolle-zu-Rolle-Beschichtung und steigern Sie die Effizienz Ihrer Sensorproduktion. Kontaktieren Sie uns für maßgeschneiderte Lösungen, um Ihre Produktionsprozesse optimieren!

 

Rolle-zu-Rolle Beschichtungsanlage
© Fraunhofer ISC
"Click and Coat" Rolle-zu-Rolle-Beschichtungsanlage in Reinraumumgebung
Rolle-zu-Rolle Optische Sensoren Automatische Ausrichtung
© Fraunhofer ISC
Optische Sensoren für präzise Überbeschichtung durch automatische Ausrichtung
Rolle-zu-Rolle Bahnführung Papiersubstrat
© Fraunhofer ISC
Bahnführung eines Papiersubstrats mit gedruckten Strukturen

Technische Details und Spezifikationen der Rolle-zu-Rolle-Beschichtungsanlage im Überblick

CeSMA nutzt den Rolle-zu-Rolle (R2R) Beschichtungsprozess in einer innovativen „Click&Coat“-Anlage der Firma Coatema, um hochpräzise gedruckte Sensoren mit hohem Durchsatz und ausgezeichneter Qualität zu produzieren. Diese Technologie hat sich bereits in erfolgreichen Projekten wie C3PO und SuperSmart bewährt. Der Prozess umfasst verschiedene thermische Trocknungsstationen und kann entweder Schlitzdüsenbeschichtung oder Rotationssiebdruck verwenden, um Materialien auf das Substrat aufzubringen.

Die Schlitzdüsenbeschichtung ermöglicht die vollflächige Beschichtung des Substrats, was ideal für Barriere- oder Schutzschichten ist, während der Rotationssiebdruck mit einem individuellen Siebdesign präzise Strukturen im sub-mm-Maßstab drucken kann, wie etwa Leiterbahnen, Kondensatoren, Sensorflächen oder Sensorarrays. Je nach Material erfolgt die Aushärtung thermisch oder durch UV-Belichtung mit LED-Technologie, wobei das Verfahren an die Temperaturstabilität des Substrats angepasst wird.
Funktionselemente können sowohl auf der Ober- als auch Unterseite des Substrats gedruckt werden.

Die ISO-Klasse 8 Reinraumumgebung garantiert höchste Präzision bei der Materialbeschichtung, was besonders für empfindliche und extrem dünne Funktionsschichten wichtig ist. Die CeSMA-Anlage ist besonders für die Produktion von dehnbaren dielektrischen Elastomeren (DE) und flexiblen piezopolymeren Sensoren auf Basis von PVDF-Copolymeren geeignet. Beide Technologien erfordern das präzise übereinander Drucken mehrerer Funktionsschichten mit minimaler lateraler Abweichung.

Auf einem Siebumfang von 64 cm können entweder einzelne, wiederkehrende Muster in hoher Quantität oder durch ein angepasstes Siebdesign auch sehr lange Funktionsmuster (bis hin zur maximalen Substratlänge von ca. 200 m) gedruckt werden. Drucke können bis hin zu einer Breite von 40 cm und mit Druckgeschwindigkeiten bis zu 4 m/min durchgeführt werden.

Der Einsatz einer doppelten Bahnkantensteuerung sorgt für eine sehr präzise Ausrichtung des Substrats beim Beschichten und Auf-/Abwickeln und mit Hilfe eines optischen Registrierungs- und Ausrichtungssystems kann der nachfolgende Druck mit einer lateralen Abweichung von weniger als 200 µm zum vorherigen gedruckt werden. Für kostengünstige und effiziente Produktionsprozesse werden PET oder Papier als Substratmaterialien bevorzugt.

Spezifikation von
R2R gedruckten Piezoelektrischen Sensoren

  Bereich Exemplarischer Wert
(Projekt C3PO)
Hinweis
Piezoelektrische Sensoren: Multilagen bestehend aus Nach Kundenwunsch Silberleitlack, intrinsisch leitfähiges Polymer, Piezopolymer und Schutzlack Mehrfachdruck der Funktionsschicht aus Piezopolymer
Laterale Genauigkeit Mehrfachdruck < 50 µm < 200 µm  
Sensorgröße 1 cm² - 500 cm² 2 cm Durchmesser beliebige Größen und Geometrien möglich
Substrat Papier, Kunststoff PET  
Substratdicke 50 µm – 500 µm 125 µm  
Sensordicke 10 µm – 50 µm 20 µm Schichtdicke Piezo-Funktionsschicht 7,6 µm (Mehrfachdruck), Schutzlack 10 µm
Ausbeute   > 75 % Getestet auf Kurzschluss