3D打印機把制造PCB變得越來越簡單！

在一場于美國矽谷舉行、由市場研究機構(gòu)IDTechEx舉辦的技術研討會上，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進展。

惠普(HP)的列印技術專家James Stasiak表示：“我們將3D列印技術視為實現(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?！盫oxel 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;這種將未封裝小型LED安裝在印刷電路板的技術，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，這部分技術并已經(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。

VTT展示結(jié)合LED與塑膠之技術

關鍵詞： 3D打印