气溶胶喷射技术的工作原理：

气溶胶喷射工艺使用空气动力学聚焦，将电子墨水精确准确地沉积在基底上。将油墨放入雾化器（1）中，雾化器产生直径在1至5微米之间的载有材料的液滴的浓雾（2）。然后，气溶胶雾被输送到沉积头，在那里它被鞘气（3）聚焦，鞘气作为环形环围绕气溶胶。

当鞘气和气溶胶通过异形喷嘴时，它们加速，气溶胶“聚焦”成鞘气内部流动的紧密液滴流（4）。鞘气还用于使喷嘴与材料接触绝缘，防止堵塞。系统中使用的气体通常是清洁、干燥的氮气或压缩空气。所得到的高速粒子流在其从喷嘴行进到基板的过程中在2至5mm的距离上保持聚焦，从而在非均匀和3D基板上保持特征分辨率（5）。该系统由标准CAD数据驱动，这些数据被转换为基于矢量的刀具路径。该工具路径允许通过驱动2D或3D运动控制系统来形成油墨的图案。印刷特征的范围从10微米到毫米。

图1 3D打印电子产品的气溶胶喷射过程示意图1）放置在超声波雾化器中的功能性墨水，2）产生约2-5微米的高负载气溶胶液滴，3）鞘气聚焦气溶胶雾，根据流速和喷嘴直径产生10微米至2.5毫米的光束，4）光束以约50米/秒的速度离开喷嘴，并在到达基板的过程中保持聚焦，5）长光束焦距允许在非均匀表面和3D基板上打印

气溶胶喷射技术可以通过两种不同的方式进行“缩放”：

1.增加了打印功能范围：

气溶胶喷射技术的初始打印目标在10到100微米的线宽范围内实现。从那时起，已经实现了小于10μm的特征尺寸。还开发了具有相同流动原理的新型广域打印头，可以打印毫米尺寸的特征。总的来说，气溶胶喷射技术的演示操作范围是1000倍（微米到毫米）。

2.多路复用生产：

这是通过向打印头添加更多喷嘴或向系统添加多个打印头来实现的。

Aerosol Jet技术可以采用交钥匙系统配置，也可以作为模块化打印引擎，集成到自动化平台中，用于大批量生产应用。模块化架构具有可扩展性，设计用于从打印头快速更换Aerosol Jet打印墨盒，以进行日常清洁和墨水补充。

Optomec拥有众多专利，其专有的气溶胶喷射工艺和设备有许多专利正在申请中。

印刷电子史

使用印刷技术制造电子产品的想法可以追溯到20世纪初，但直到20世纪50年代，它才被用于批量制造。当时，照片绘图仪被用来在透明的聚酯薄膜或玻璃基板上制作母版电路图案。然后将母版电路图案转移到涂覆有正性光致抗蚀剂材料的覆铜层压板上。当暴露在光下时，未被电路图案掩模的光致抗蚀剂变得可溶，并且可以被冲走，只留下覆盖在抗蚀剂材料中的期望电路图案。然后使用蚀刻工艺去除暴露的铜，留下所需的电路图案。从电路图案上去除剩余的光致抗蚀剂后，在板上钻孔并电镀，用于安装电阻器、电容器、集成电路等电气部件。波峰焊接工艺用于将元件电连接到电路，从而完成印刷电路板（PCB）的制造工艺。

最近，其他图形印刷技术，如喷墨和丝网印刷，已被用于制造印刷电路板。所有这些工艺都能很好地服务于电子行业，但也有局限性。例如，在照片绘制中，需要一个新的母版来进行设计更改，并且该过程不环保。而且，由于所有这些工艺都是为了在纸上打印而开发的，它们只能用于在平面上制造电路。

因此，在20世纪90年代末，国防高级研究计划局（DARPA）启动了一个项目，开发一种专门为电子产品打印设计的新工具。该项目名为中尺度集成保形电子（MICE），其目标是：

“开发一种能够直接从CAD模型快速生产电子产品的单一工具。该工具必须支持各种材料的加工，以在几乎任何基板上以保形方式生产坚固、定制的电子元件，包括低温（<200˚C）。”

开发的新工具