在一場于美國矽谷舉行、由市場研究機構(gòu)IDTechEx舉辦的技術(shù)研討會上,有兩家公司展示了能“吐”出小型電路板3D印表機,其他業(yè)者如高通(Qualcomm)則展示了將電子零件放置在塑膠基板上的技術(shù)進展。
惠普(HP)的列印技術(shù)專家James Stasiak表示:“我們將3D列印技術(shù)視為實現(xiàn)一個包含上兆感測器的世界之推手;”他在一場專題演說中表示,傳統(tǒng)電子元件與奈米材料3D列印在新型基板上的結(jié)合,將可因應未來物聯(lián)網(wǎng)對低價感測器的需求,而已經(jīng)有廠商如美國業(yè)者Kateeva可提供適合房間尺寸大小的YieldJet噴墨印表機,能制作出OLED元件并能進行DNA印刷與其他生物性材料的研究。
在該研討會現(xiàn)場,來自以色列的新創(chuàng)公司Nano Dimension的DragonFly 2020 3D印表機首度在美國亮相,該設備能制作出20公分(cm)見方、高度約3公厘(mm)、線跡寬度僅80微米(micron)的多層電路板,依層數(shù)不同,所需時間僅3~20小時。
Nano Dimension鎖定的客戶是那些不想等待(通常得需要數(shù)周制作時間)、而且可接受約5萬美元印表機成本的電路板使用者;該公司打算在明年的國際消費性電子展(CES)開始預售其3D印表機產(chǎn)品,并自明年底開始出貨。
Nano Dimension的3D印表機可制作出精致的小型電路板
Nano Dimension的3D印表機關(guān)鍵是銀導電油墨以及該公司自家開發(fā)的絕緣油墨,采用Minolta制造的500-nozzle噴頭;就像是其他許多鎖定相同市場的業(yè)者,該公司也正在開發(fā)更廉價的銅導電油墨,不過如其共同創(chuàng)辦人暨執(zhí)行長Amit Dror所言,到目前為止產(chǎn)業(yè)界還沒有人能克服讓銅避免在列印過程中氧化的問題。
以色列新創(chuàng)公司Nano Dimension共同創(chuàng)辦人暨執(zhí)行長Amit Dror與該公司的3D印表機一同亮相
HP的Stasiak 表示,像是Nano Dimension 這樣的公司最終可提供比傳統(tǒng)方法成本更低、彈性更大的印刷電路板制作方法;不過他也指出,采用噴墨方式的挑戰(zhàn)之一,是目前技術(shù)僅能提供毫微微升(femto-liter)的墨滴,使得制作出的電路板線跡相對較大。
以擠壓成形技術(shù)制作電路板的3D印表機
另一家新創(chuàng)公司Voxel 8則是由美國哈佛大學(Harvard)實驗室誕生,也展示了一款能制作電路板的3D印表機;不過該設備并非使用噴墨,而是采用自家開發(fā)的一種牙膏狀材料以擠壓成形(extrusion)方式制作電路板。其材料與制程使Voxel 8的3D印表機不但能制作塑膠電子元件,也能制作導電元件。
Voxel 8共同創(chuàng)辦Michael Bell與該公司的3D印表機
Voxel 8共同創(chuàng)辦Michael Bell表示:“我們能制作出傳統(tǒng)印刷電路板(PCB)制程無法制作的東西,像是3D助聽器或是塑膠天線。”Voxel 8到目前為止已經(jīng)募得1,300萬美元創(chuàng)投資金,其印表機能制作出6×6×5英寸大小、200微米線跡的電路板,預計在明年5月之前可以出貨,售價9,000美元;該公司并表示,未來可望將線跡進一步縮小到1微米。
3D印表機越來越便宜
還有一家美國業(yè)者Owl Works展示其3D印表機Morpheus,能制作340×190×330mm、170微米解析度與25~200mm高度的元件;該設備預計明年春天開始銷售,價格僅500美元,幾乎是目前市面上類似產(chǎn)品的一半。該公司行銷長S.J. Park表示,產(chǎn)品價格低廉的原因是因為采用較低成本的超紫外線光源、液晶螢幕取代其他印表機采用的雷射與數(shù)位光處理器。
Owl Works行銷長S.J. Park展示其低價3D印表機Morpheus
高通展示以塑膠基板制作之電子元件
以塑膠基板制作電子元件的技術(shù)又被稱為表面電子元件(surface electronics),高通正在為該類元件尋求應用;該公司研究人員Stein Lundby表示:“我們正在試圖為這種相對較低階的電子元件,定義或創(chuàng)造高價值的應用,希望能利用其優(yōu)于傳統(tǒng)電子元件的尺寸優(yōu)勢?!?/p>
Lundby展示了高通打造的原型產(chǎn)品EnFucell,它是一款混合式塑膠電路,結(jié)合藍牙與加速度計晶片,看起來就像是一片OK繃,能放進高爾夫球桿以量測使用者的揮桿力道。這種可拋棄式的貼片,采用印刷電路以及能維持一場賽事時間的電池,將收集到的數(shù)據(jù)傳送至智慧手機應用程式;該一次性使用元件可避免將讓內(nèi)建于球桿的晶片長期處于高爾夫球桿可達1500G的揮桿力道,那可能是晶片難以耐受的。
高通研究人員Stein Lundby展示其塑膠電子元件原型
高通開發(fā)的EnFucell元件能與高爾夫球桿結(jié)合
塑膠LED
其他在展場上亮相的表面電子元件,包括Nth-Degree展示將LED嵌入塑膠的方案;該公司將推出首款產(chǎn)品--LED燈條與開發(fā)工具,售價每英尺5美元。Nth-Degree的產(chǎn)品以自家開發(fā)的導電油墨以及專利氮化鎵(gallium nitride) LED技術(shù)所制作,未來打算進軍電腦與電視機,做為超薄的背光。
Nth-Degree展示將LED嵌入塑膠的方案
芬蘭的研究機構(gòu)VTT Technical Research Centre展示了以智慧型手機透過NFC傳送電源,點亮印刷電路板上8顆LED的技術(shù);這種將未封裝小型LED安裝在印刷電路板的技術(shù),是由該機構(gòu)的第三方合作夥伴開發(fā)。
VTT Technical Research Centre展示以智慧型手機透過NFC傳送電源,點亮印刷電路板上8顆LED
此外VTT還展示了塑膠基板與LED結(jié)合的技術(shù),這部分技術(shù)并已經(jīng)獨立為一家公司Flexbright;該新創(chuàng)公司目前正在測試產(chǎn)品原型,并號稱已經(jīng)有一部分潛力客戶。
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