Heute werden wir mit Andrea Olvera-Gonzalez von Liquid Wire über Metal Gel™ sprechen. Liquid Wire ist ein relativ neues Unternehmen, das fortschrittliche Flüssigphasenschaltungen für flexible und dehnbare Elektronik entwickelt. Wie Sie vielleicht durch die Lektüre dieses Blogs wissen, sind wir hier bei Indium Corporation große Fans von dehnbarer Elektronik. Lassen Sie uns mehr erfahren!
Jim: Hallo Andrea. Danke, dass du dir heute Zeit genommen hast. Ich habe mich gefragt, ob du den Lesern sagen könntest, was Metal Gel ist?
Andrea: Metal Gel ist ein Material, das aus der bekannten flüssigen eutektischen Gallium-Indium-Zinn-Legierung besteht, die mit einer Oxid-Mikrostruktur und firmeneigenen Additiven modifiziert wurde. Es handelt sich um ein echtes rheologisches Gel, dessen flüssige Komponente vollständig aus Metall besteht. Dadurch ist es ein hervorragender Leiter, auch wenn es bei industriellen Betriebstemperaturen in der flüssigen Phase bleibt. Metal Gel hat eine erdnussbutterähnliche Konsistenz und trocknet nie aus. Das bedeutet, dass es nicht brechen kann und der Leiter mit jeder Oberfläche, auf die er gedruckt wird, mitfließt. Wir haben Verfahren entwickelt, um Metal Gel mit einer Vielzahl von Substraten zu verbinden, so dass es vollständig eingekapselt ist. Durch das hochviskose Flüssigkeitsverhalten behalten die resultierenden Leiterbahnen ihre ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit auch dann bei, wenn sie wiederholt bis zum Mehrfachen ihrer ursprünglichen Länge gebogen oder gedehnt werden. Die Oxid-Mikrostruktur erhöht die Viskosität und bindet die Flüssigkeit, was Lecks verhindert. Es handelt sich um ein wirklich interessantes Material, das es ermöglicht, viele herkömmliche Leiterplattenherstellungsverfahren für den Aufbau von Flüssigmetallschaltungen zu verwenden, mit dem zusätzlichen Vorteil, dass keine Hochtemperatur-Lötstufe erforderlich ist.
Jim: Sie erwähnten Flüssigphasen-Schaltkreise; wie stellen Sie diese her?
Andrea: Schaltkreise aus Flüssigphasenmetallen galten trotz ihrer großartigen Materialeigenschaften immer als zu schwierig, um sie in einem großvolumigen Verfahren mit hoher Ausbeute herzustellen. Durch eine kundenspezifische Rheologieabstimmung können wir direkt auf eine Reihe gängiger Kunststoffe, Gummis und Vliesstoffe drucken. Durch Laserätzen und direktes Auftragen von Metallgel können wir aufeinanderfolgende Ebenen von Metallgel-Schaltkreisen in laminierte Schichten gängiger Kunststofffolien einbauen, die in der Bekleidungs- und Elektronikindustrie verwendet werden. Es handelt sich um einen recht einfachen Prozess, bei dem Metallgel der einzige Leiter ist, von den Verbindungen über die Durchkontaktierungen zwischen den Schichten bis zur Befestigung der Komponenten. Dieses System ist elegant, weil es keine mehrfachen Aushärtungsschritte oder versprödete Punkte wie bei leitfähigen Tintenlösungen erfordert. Derzeit konzentrieren wir uns auf mehrschichtige Schaltungen mit einer Strukturgröße von bis zu 300 Mikrometern und einer maximalen Größe von bis zu 25 cm auf einer Seite. In der Forschung und Entwicklung drängen wir auf immer kleinere Auflösungen und entwickeln automatisierte Fertigungswerkzeuge. Außerdem arbeiten wir gemeinsam mit unseren Kunden an kundenspezifischen Prozessen, um Metallgel-Verbindungen direkt in-line mit den hergestellten Produkten zu drucken.
Jim: Das klingt nach einem einzigartigen Ansatz zur Herstellung flexibler und dehnbarer Schaltungen. Können Sie uns einige der Anwendungen nennen, die Ihnen vorschweben?
Andrea: Wir haben bei Liquid Wire sehr viele Ressourcen in die Suche nach Substraten investiert, die den dynamischen Fähigkeiten von Metal Gel entsprechen. Die möglichen Anwendungen sind grenzenlos. Denken Sie an die Anfänge des Internets und die Diskussionen über die Zukunft und wie kurzsichtig wir waren! Das Gleiche gilt für diese Klasse von Flüssigphasen-Schaltkreisen, die das Internet der Dinge revolutionieren werden. Neue Formfaktoren, neue Standorte und zunehmende Mobilität erzeugen mehr Daten, die in KI-Systeme einfließen. In naher Zukunft werden Flüssigdraht-Schaltkreise in Anwendungen von medizinischen Wearables bis hin zu Hochleistungssport- und Sicherheitskleidung, in der Strukturüberwachung, im Automobilinnenraum und sogar in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt werden.
Jim: Wie wollen Sie diese Märkte in naher Zukunft angehen?
Andrea: Eine Möglichkeit, den komplexen Anforderungen dieser riesigen Märkte gerecht zu werden, ist unsere Zusammenarbeit mit NextFlex. Ihr Ziel ist es, flexible Hybridelektronik zu ermöglichen, indem sie sich mit den Materialien befassen, die für wichtige Dual-Use-Anwendungen benötigt werden. Wir unterstützen aktiv die Überarbeitung der Roadmap in der grundlegenden Materialentwicklung und den Verpackungstechniken, aber auch in Anwendungsbereichen wie Human Monitoring und Asset Monitoring. Diese Bereiche sind für die nächsten 10 Jahre zukunftsweisend und umfassen alle Aspekte elektronischer Lösungen, einschließlich der Verbindungen, für die unser Metallgel ein starker neuer Kandidat ist, sowie die Verpackung von Sensoren, Chips und Komponenten in flexiblen und dehnbaren Formfaktoren. Auch für die In-situ-Dehnungsüberwachung sind unsere Metallgel-Schaltungen gut geeignet, da wir mit den meisten Verbundwerkstoffen kompatibel sind und Dehnungssensor-Arrays problemlos drucken können.
Jim: Das ist schön zu hören! Ich freue mich darauf, mehr über die Bewertung von Metal Gel durch NextFlex zu erfahren.
Andrea: Danke, Jim! Wir freuen uns darauf, diese Ergebnisse mit Ihnen zu teilen!
In einem späteren Beitrag werden wir mehr über Metal Gel und die Tests, die es durchläuft, berichten.
~Jim H
