מדפיסים עידן חדש של אלקטרוניקה - AME
שודר ביום שלישי 20-04-2021
הכנס הישראלי המקוון הראשון בנושא הדפסה תלת ממדית של אלקטרוניקה (Additive Manufacturing of Electronics) אורגן על-ידי EEE EPS Israel בשיתוף לשכת המהנדסים. בכנס התוודענו למושגי היסוד בתחום AME, הכרנו טכנולוגיות, חומרים וחלק מהשחקנים המובילים בתחום בארץ ובעולם.
טכנולוגית הריבוד, הידועה יותר בשם Additive Manufacturing הולכת ומתפשטת בקצב גדול מאוד. יחד עם טכנולוגיה זאת צמחו למעשה ענפים נוספים בעולמות תוכן שונים ומגוונים. אחד מענפים אלו הינו ריבוד אלקטרוני (Additive Manufacturing of Electronic) אשר מקבל גם הוא תאוצה גדולה בשווקים שונים.
ה – AME בא לתת מענה ליישומים בהם נדרשים קווי הולכה מתכתיים על או בתוך מבנה מחומרי גלם שונים כגון קראמיקה, זכוכית, פלסטיק, בד, ניילון, עור ועוד.
במקרים מסוימים נבחין בהדפסה של שני סוגי חומרים: חומרים מוליכים חשמלית (CI=Conductive Ink) וחומרים מבודדים חשמלית (DI=Dielectric Ink).
בשונה מתהליך ריבוד רגיל של מתכת בטכנולוגיית AM אשר מיושם בדרך כלל כחומר מבני והתכונות המכאניות שלו הן העיקריות, תהליך הריבוד של המתכות ב – AME הוא בעיקרו חומר אשר תפקידו הולכה חשמלית (לעיתים גם הולכה תרמית).
בכנס התוודענו לשלושה סוגי יצרנים עיקריים:
1. יצרני דיו מוליך – עוסקים בפיתוח (פורמולציה) של הדיו עצמו. רוב החברות עוסקות בפיתוח דיו מבוסס כסף או נחושת ויש כאלו שטוענות שיש להן גם דיו מבוסס חומרים אחרים לרבות זהב. בפועל, השוק העיקרי זה כסף ונחושת כאשר לכל אחד (כסף ונחושת) יתרונות וחסרונות משלו.
2. יצרני מכונות – יצרנים אלו עוסקים בפיתוח של המכונה אשר אליה מכניסים את הדיו. הדיו מוכנס למכונה בכל מיני צורות כתלות בשיטת המינון/פיזור (Dispension) של הדיו.
3. יצרנים משלבים – יצרנים אלו מפתחים גם את המכונה וגם את הדיו שמוכנס לתוכה. ביניהם כאלו שמפתחים דיו מבודד חשמלית (DI) אשר באמצעותו הם יכולים לייצר את המבנה עליו יודפס הדיו המוליך חשמלית. היתרון הגדול בחברות אלו הוא ביכולת שלהם לשלב את הדיו המוליך בתוך המבנה עצמו על ידי הדפסה של הדיו המבודד והמוליך בזה אחר זה.
בנוסף,הכרנו את מושגי היסוד בתחום AME, טכנולוגיות, חומרים וחלק מהשחקנים המובילים בתחום בארץ ובעולם.
יו”ר הכנס – אביב רונן IEEE Chair, Electronics Packaging Chapter at IEEE Israel Section ויו”ר ענף זיווד אלקטרוני ומיקרואלקטרוני בלשכת המהנדסים. מנהל תחום מכניקת מערכות זעירות בשטח טכנולוגיות בחברת רפאל בע”מ.
הרצאהרצאות
שותפים לכנס
במסגרת הכנסים, ימי עיון וקורסים מוצג מידע, כמו כן במקרים מסוימים מפורסמים מצגות ודפי עמדה מטעם מרצים ומהנדסים. המידע המוצג במסגרות אלו משקף את עמדת המרצה והמציג ובשום מקרה אין לראות בו מידע רשמי או מידע מטעם לשכת המהנדסים האדריכלים והאקדמאים במקצועות הטכנולוגיים בישראל (להלן: ״הלשכה״). המסתמך או עושה שימוש במידע זה, עושה זאת באחריותו האישית ולא יבוא בכל טענה כלפי הלשכה, זאת כתנאי לכל שימוש או קריאה של מידע זה. אין בהערה זו כדי להוות הסכמה לעשיית שימוש במידע או במוצג או הסכמה לכל פגיעה בזכויות יוצרים של הלשכה או של המפרסמים או בכלל.
הרצאות מושב 1
הרצאה 1 : מבוא ל AME
אולג נייגרציק, טכנולוג ראשי, הרכבות אלקטרוניות ברפאל בע”מ. מוביל את תחום ה AME בארגון ביחד עם אביב רונן. 25 שנות ניסיון בתעשייה מתוכם 16 שנה באלביט מערכות בתפקידים טכנולוגיים והנדסיים מגוונים. 8 פטנטים ו-2 סודות מסחריים.
הרצאה 2: 2D,3D and 4D printing in AM of electronics
בהרצאה הוצגו גישות וחומרים חדשים המיועדים ליצירת התקנים אלקטרונים ואופטו-אלקטרונים, כמו מעגלים חשמליים, אקואטורים, חלונות חכמים, סנסורים, רובוטים רכים ותאים סולרים.
פרופ’ שלמה מגדסי
Shlomo Magdassi is a professor at the Institute of Chemistry of The Hebrew University of Jerusalem and is the Director of the Center for Functional and 3D Printing. His research focuses on materials and their applications in functional inks such as printed electronics, 2D, 3D and 4D printing. He is the author of over 300 publications, the editor of 4 books. He also has about 100 inventions (40 US granted patents, over 300 PCT applications). Based on his inventions, many commercial activities evolved, which led to establishing new start-up companies, licensing agreements and worldwide sales.
הרצאה 3: Laser Induced Forward Transfer – an AM method for “repair” of electronics (הרצאה זו לא אושרה לשידור)
The production of advanced microelectronic devices and flat panel displays is faced a variety of difficulties to meet required functionality and yields. One challenge is the yield loss due to open defects in conductive traces. In general, an open defect is characterized by missing parts of a conductive traces hence, the electronic part must be scrapped. Orbotech developed based on Laser Induced Forward Transfer (LIFT) an additive manufacturing deposition process to repair these open defects. The LIFT process can be based on nanoparticles dispersed in a carrier fluid, or pure metal.
Dr. Manuela Hod holds a MSc degree in Physical Chemistry from the university of BI Vienna, and a PhD in Nanotechnology from the University Ben Gurion of the Negev. After finishing her PhD studies she was working in several start-ups on the development of medical devices, materials for batteries and 3D printing. In the last 3 years she is working at Orbotech A KLA Company, leading the Research and Incubation team, a multidisciplinary group developing new technologies.
הרצאה 4: דיו מוליך מנחושת להדפסת מעגלים על מגוון מצעים בעל מוליכות גבוהה יותר מדיו כסף – זול וידידותי לסביבה
דיו כסף משמש להדפסת מעגלים שונים אבל יקר מאוד. על ידי הדפסת דיו נחושת בעל הולכה גבוהה ביותר, ניתן ליצר מעגלים בהדפסה בקלות על ניר, אלומיניום, FR4, זכוכית ועוד. בגלל המוליכות הגבוהה והמחיר הזול ניתן ליצר אדיטיבית בישראל/אירופה/ארהב במקום מסין.
ד”ר עופר שוחט, מנכל ומיסד, קופרינט . עופר הינו יזם ומנהל בכיר בתעשייה. בשנים האחרונות עבר מתחומי תוכנה, אלגוריתמיקה וסייבר לתחומי יצור. בעשר שנים האחרונות מתעסק בהדפסה תלת מימדית כסמנכל בכיר בסטרטסיס. וכיום חבר דירקטוריון ב Velo3D וב Saccade Vision. הקים את קופרינט ביחד עם ד”ר מיכאל גרושקו לפני כחמש שנים.
הרצאה 5: העתיד כבר כאן –מערכת שיכולה להדפיס טלפון נייד
יסודות טכנולוגית AME ו 3D Printing ומה מיוחד ביכולות של מערכת של Nano Dimensions System in Package (SiP) ושאר האפליקציות.
ד”ר יוסף קפלון משמש כיום כ CTO – applications, processes and materials של חברת Nano Dimensions. בעברו היה CTO ו co-founder של חברת Phononics, GaN on Diamond כמו כן היה CTO ו co-founder של חברת גל-אל, אלתא, ת”א. GaAs and GaN MMICs
הרצאות מושב 2
הרצאה 6: הדפסה דיגיטלית של אלקטרוניקה: טכנולוגיות ושימושים בייצור המוני
סקירת הטכנולוגיה, השוואתה לטכנולוגיות קיימות ובחינת שיקולים עיקריים בתכנון וייצור. מתן מגוון דוגמאות שימוש מעולמות תוכן רבים.
חנן מרקוביץ, סמנכ”ל פיתוח עסקי, PV Nano Cell.
חנן בעל ניסיון עשיר בתחומים עסקיים וטכנולוגיים בתאגידים בינלאומיים ועד לחברות סטארט-אפ בתעשיות: הדפסת תלת מימד, IoT, ערים חכמות, התייעלות אנרגטית, בטחון ומוליכים למחצה. בעל תואר שני במנהל עסקים, אוניברסיטת חיפה ותואר ראשון בהנדסת מכונות, טכניון.
הרצאה 7: הדפסה של נחושת – טכנולוגיה ויישומים
PrintCB פיתחה פלטפורמת חומרים אשר מאפשרת הדפסת רשת וייבוש בטמפרטורה נמוכה באוויר חם של נחושת מוליכה חשמלית, על פני מגוון חומרים.
החומרים שהחברה פיתחה נמצאים בתהליכי בחינה מתקדמים אצל חברות מובילות בעולם ומאפשרים חשיבה מחדש על שיטות ייצור של אלקטרוניקה ויישומים נוספים.
ההרצאה סקרה את האתגרים בפיתוח הטכנולוגיה, המוצרים שפיתחה החברה לצד כמה שימושים הראשונים שלה בתעשייה ויתרונם למול שיטות ייצור מסורתיות וחומרים מתחרים.
שגיא דהרן הינו המנכ”ל ואחד משלושת המייסדים של PrintCB. קודם להקמת החברה שימש שגיא בתפקידי פיתוח וניהול מוצר בחברת HP Indigo.
קודם לכן ניהל שגיא פרוייקט טכנולוגי מורכב לשימוש בצינוריות פחמן ננומטריות (CNTs) בפליטת אלקטרונים ממוקדת ל-Vacuum electronics בחברת אל-מול טכנולוגיות.
לשגיא תואר ראשון בהנדסה כימית ושני בהנדסת חומרים מהטכניון ו-MBA מאוניברסיטת ת”א.
הרצאה 8: אלקטרוניקה מודפסת דיגיטלית מבוססת נחושת
במהלך השנים, תעשיית האלקטרוניקה המודפסת (PE) השתמשה בטכניקות שונות כדי לייצר, למשל, אנטנות, שבבי RFID, חיישנים וכו, לאחרונה רשימה זו גדלה בהתמדה וכיום דרישות המשתמשים (לדוג’ אלקטרוניות גמישות על משטחים שאינם מישוריים) הם גורם מכריע לבחירת טכנולוגיות ייצור האלקטרוניקה המודפסת (PE).
קובי מזוז, מנכ”ל ומייסד חברת Creative IC3D LTD
הרצאה 9: פולימרטל – טכנולוגיה מהפכנית לייצור רכיבי תקשורת וRF.
האם דמיינתם שניתן לייצר חלקים המגשרים על הפער בין מתכת לפולימר ולשמר את היתרונות משני העולמות? תכונות כמו משקל נמוך וגאומטריה מורכבת שמאפיינת חלקי פלסטיק עם תכונות מתכתיות כמו הולכה חשמלית ותרמית. כיום פולימרטל מאפשרת להדפיס פולימר עם מורכבות גאומטרית גבוהה ולבצע ציפוי מתכתי ברמה גבוהה. האפשרויות בעולם ההדפסה הן אינסופיות וכאשר מוסיפים להן את הציפוי המתכתי מקבלים מענה לפתרונות המחליפים מתכות קלאסיות. בעזרת הציפוי הייחודי של פולימרטל ניתן לשלב באופן מיטבי את הגיאומטריות המורכבות של חלקים מודפסים בתלת מימד ואף לצפות חללים פנימיים מורכבים. אפליקציות בולטות מתחום האלקטרוניקה: אנטנות, WAVE GUIDE ,HORN והגנת EMI למוצרים אלקטרונים
כרמל אורון, מהנדס מכונות ואפליקציות בכיר בפולימרטל. בעל ניסיון של מעל 20 שנה בתכן מכני וזיווד אלקטרוני של מערכות צבאיות וידע עשיר בטכנולוגיות הדפסה של פולימרים ומתכות.
הרצאות מושב 3
הרצאה 10: הדפסת סנסורים והדפסת מוליכים על פולימרים ומתכות בטכנולוגיה המשלבת Screen printing ו-Thick Film
בעולם בו בכל תחום ישנה דרישה להפוך כל רכיב לחכם הדפסת מולכים והדפסת סנסורים הופכים להיות צורך ממשי. בהרצאה סקרנו איך ניתן להפוך תהליך מורכב של הטמעת מוליכים תוך כדי יציקה של סוגי פלסטיק ליישום פשוט ע”י הדפסה של מוליכים על גבי פולימר. בנוסף סקרנו את החדשנות בתחום המשחות אשר משנות את התנגדותן בהתאם לפרמטרים מוגדרים ומאפשרים לנו ליישם סוגים רבים של סנסורים למגוון תעשיות.
לאוניד קליינר, CTO בחברת Flexitech Avia
MSc SPECIAL KIND OF PRINTING,
Special knowledge and experience in professional areas of printing processes, photo lithography, materials science, electrochemistry, selective metallization, thin and thick coating. Wide knowledge in R&D and production processes of flexible and rigid printed circuits
הרצאה 11: LDS process
The lecture includes a short introduction about LPKF Laser & Electronics AG. The main part of the lecture explains the LDS process with its many possible uses.
The latter is illustrated using illustrative examples. The focus is on economically viable solutions but also technically possible new ways based on LDS technology.
Dirk Rettschlag: state certified technician for communication electronics.
Dirk is working in the electronics industry since 2000. Initially for 10 years as a specialist in AOI systems at Viscom AG.
He has specialized in LDS / MID technology for 11 years and set important impulses at LPKF and Harting.
His field of activity is based on customer applications. He is one of the leading project- and product manager in the area of MID`s.
הרצאה 12: 3D Electronic Systems by additive manufacturing
Using state of the art additive deposition technologies like Ink-Jet, Aerosol-Jet, spraying or dispensing technologies passive substrate materials like metal sheets, polymer sheets or foils, injection molded parts or even formed metal 3D shapes could be functionalized with electrical conductive paths, thin insulation layers or even printed sensor features. Combining those functionalized substrates with highly integrated silicon or ceramic-based electronics, sensors and actuators will enables hybrid electrical systems that profit by the 3D capability of the additive digital technologies and the reliability and functionality of MEMS and semiconductors.
Furthermore, the mentioned deposition technologies can affect the fabrication of microelectronic parts beneficially and new material classes easily can be introduced into conventional fabrication processes.
The talk will highlight the R&D areas of the Fraunhofer Institute for Electronic Nano Systems and cover 3D capable digital printing technologies and their value for the fabrication of future electronic systems.
Frank Roscher
received his degree in micro technologies / mechatronics from the TechnicalF University of Chemnitz in 2010. Since than he worked in numerous research projects at the center for micro technologies of TU Chemnitz and the Fraunhofer-Institute for Electronic Nano Systems where he is leading the group of “Materials for MEMS” within the department System Packaging. His current work is focusing on conformal direct writing technologies and hybrid integration concepts for highly functionalized electronic systems.
הרצאה 13: ‘אלקטרוניקה בהדפסה דיגיטלית’- פתרון הדפסה דיגיטלית רב-שכבתית של מעגלים ורכיבים דיגיטליים על מגוון חומרים.
ElectroJet™ הינו פתרון הדפסה דיגיטלית רב-שכבתית של מעגלים ורכיבים דיגיטליים על מגוון חומרים. בין הישומים האפשריים ◦אריזות אלקטרוניות ◦צמות חיווט ◦לוחות אלקטרונים ◦אנטנות NFC ו-RFID ◦קבלים ונגדים ◦פאנלים סולארים ◦חיישנים לבישים ◦IOT.
הדפסת דיו מוליך ע”ב כסף ישירות על גליום ארסניד בהתקנים אלקטרואופטים, FR4, LCP, PET, POLYCARBONATE, KAPTON, זכוכית, קרמיקה מצופה, מתכות, נייר מצופה ותויות.
עד כה, לבקשת לקוחות הוכחה יכולת הדפסה של כרטיסי אלקטרונים קשיחים רב שכבתיים, וצמות גמישות ללא הגבלת אורך!
נועם אזוגי – סמנכ”ל ומנהל תחום, נועם אזוגי החל דרכו המקצועית בענף בתפקיד מנהל תחום באפסון ישראל, שם שימש כמנהל פיתוח עסקי ושיווקי של ענף ההדפסה בפורמט הרחב. בזיקית דיגיטל עוסק נועם במספר תפקידי מפתח בהם סמנכ”ל ומשנה לנשיא החברה. בתחילת 2017 החל לנהל את תחום האלקטרוניקה בהדפסה דיגיטלית.
הרצאה 14 : Lecture Name: Direct Capillary printing (DCP) (הרצאה זו לא אושרה לשידור)
Abstract: Direct Capillary Printing (DCP) is a fabrication methodology where flowable materials are selectively and directly patterned onto a surface according to a digitized tool path. Unlike competitive technologies such as contact and screen printing, inkjet dispensing, and appliqué techniques, DCP offers device designers extremely broad latitude in selecting materials, specifying layer thicknesses, and utilizing substrates with widely varying properties of flexibility, irregularity, and three-dimensionality. This talk will highlight Micropen Technologies’ nearly four decades of developing and utilizing DCP as a commercially successful manufacturing tool, particularly in the passive electronic component, medical device, and instrumentation markets.
Dr. William Grande
Dr. Grande joined Micropen Technologies in 2004 and has led multiple areas within the Company including Research, Product Development, and P&L responsibility for the Micropen Division. His career experiences span both academic and industrial settings, large and small companies, and multiple startups. A multi- disciplinary microfabrication expert for 40 years, Bill has worked with and holds patents in a diverse range of technologies including lasers and integrated optics, micro-magnetics/ceramics/mechanics/fluidics, electrographic printing, OLED fabrication, medical devices, and hydrogen gas storage. He holds dual B.S. degrees in Electrical and Chemical Engineering from NJIT, the M.S. and Ph.D. in Applied and Engineering Physics from Cornell University, and an MBA from RIT.
וועדת היגוי הכנס
אביב רונן – IEEE Chair, Electronics Packaging Chapter at IEEE Israel Section ויו”ר ענף זיווד אלקטרוני ומיקרואלקטרוני בלשכת המהנדסים. מנהל תחום מכניקת מערכות זעירות בשטח טכנולוגיות בחברת רפאל בע”מ.
אולג נייגרציק – טכנולוג ראשי הרכבות אלקטרוניות, חברת רפאל בע”מ.
שמואל אוסטר – Chair – IEEE Israel Section ויו”ר איגוד מהנדסי האלקטרוניקה בלשכת המהנדסים.