Processes & Technologies W3D-TECH-29 ISO/ASTM 52900 Validiert

Electrochemical Metal AM (ECAM): Room-Temperature Micro-Precision

Electrochemical Additive Manufacturing (ECAM): localized electroplating at room temperature, pure copper and platinum, zero thermal stress.

Stand: 2026-03-24 Lesezeit: 8 min Fachredaktion Additive Fertigung
Executive Summary & Key Engineering Takeaways Normative Status: Validated

Electrochemical metal AM deposits metal via localized electroplating through micro-nozzles. Operating strictly at room temperature, it produces zero thermal stresses or distortion.

  • 100 % thermiefreier Aufbau bei Raumtemperatur: Null Eigenspannungen, kein Bauteilverzug.
  • Erreicht Nanometer- und Mikrometer-Präzision für Halbleiterkontakte, HF-Antennen und Mikrospulen.
  • Abscheidung von Reinstkupfer und Edelmetallen mit theoretischer Festkörperdichte und 100 % IACS.
Prozesstemperatur
20 - 25 °C (Raumtemp.)
Detailauflösung
ab 0.5 µm (500 nm)
Thermischer Verzug
0.0 % (nicht vorhanden)
Reinheit Schicht
> 99.99 %

Technical Specifications & Comparison Matrix

ISO/ASTM 52900
Kriterium Elektrochemischer Druck (ECAM) Micro-LPBF Aerosol Jet Printing
Prozesstemperatur Raumtemperatur (ca. 22 °C) Lokales Schmelzen (> 1.200 °C) Sintern bei 150 - 300 °C
Auflösungsgrenze 500 nm - 5 µm 20 - 35 µm 10 - 25 µm
Eigenspannungen Keine (vollständig spannungsfrei) Hoch (Supports nötig) Sehr gering
Materialauswahl Galvanisierbare Metalle (Cu, Au, Ni, Pt) Nahezu alle Schweißmetalle Metall-Nanopartikeltinten
Typische Bauteilgröße Mikrobereich (< 10 mm) Bis 100 mm Bis 200 mm
01

Electrochemical Kinetics at the Micro-Meniscus

Zwischen der Mikro-Düse und der Substratoberfläche bildet sich ein flüssiger Elektrolytmeniskus aus. Bei geregeltem Stromfluss wandern Kationen zur Kathode und scheiden sich Atomlage für Atomlage als dichtes Metallgitter ab. Ein integrierter Kraftsensor misst den Kontakt im Pikonewton-Bereich und zieht die Düse kontinuierlich mit der Aufwachsgeschwindigkeit des Metalls nach oben.

02

Applications in Semiconductors and Quantum Devices

In der Mikroelektronik erlaubt ECAM das direkte Drucken von freistehenden 3D-Kupfer-Spulen für Magnetresonanztomographen (MRT), Mikro-Kühlkanälen direkt auf Silizium-Chips sowie Hochfrequenz-Verbindungsdrähten (Wire-Bonds) ohne mechanische Krafteinwirkung auf empfindliche Wafer.

03

Process Boundaries: Speed and Material Range

Aufgrund der durch das Faradaysche Gesetz limitierten Abscheiderate wachsen Strukturen mit Geschwindigkeiten im Mikrometer-pro-Sekunde-Bereich. ECAM ist daher kein Verfahren für makroskopische Strukturbauteile, sondern ein hochspezialisiertes Werkzeug für Funktionskomponenten im Mikrometerbereich.

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Frequently Asked Questions (FAQ)

Welche Metalle können elektrochemisch gedruckt werden?
Hervorragend geeignet sind Metalle mit positivem Standardpotenzial: Reinstkupfer, Gold, Silber, Platin, Nickel und Zinn.
Benötigt das Verfahren ein Vakuum oder Schutzgas?
Nein, der Prozess läuft in normalen Laborumgebungen bei Raumtemperatur und Umgebungsdruck ab.
Müssen ECAM-Bauteile thermisch nachbehandelt werden?
Nein. Da das Metall bereits dicht und kristallin abgeschieden wird, ist kein thermisches Sintern oder Entbindern erforderlich.

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