Electrochemical Metal AM (ECAM): Room-Temperature Micro-Precision
Electrochemical Additive Manufacturing (ECAM): localized electroplating at room temperature, pure copper and platinum, zero thermal stress.
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.
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 |
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.
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.
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.
Frequently Asked Questions (FAQ)
Welche Metalle können elektrochemisch gedruckt werden?
Benötigt das Verfahren ein Vakuum oder Schutzgas?
Müssen ECAM-Bauteile thermisch nachbehandelt werden?
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