3D打印機(jī)居然可以這么輕松搞定PCB板…

在一場于美國硅谷舉行、由市場研究機(jī)構(gòu)IDTechEx舉辦的技術(shù)研討會上，有兩家公司展示了能“吐”出小型電路板的3D打印機(jī)，其他企業(yè)如高通(Qualcomm)則展示了將電子零件放置在塑料基板上的技術(shù)進(jìn)展。

 

惠普(HP)的打印技術(shù)專家James Stasiak表示：“我們將3D打印技術(shù)視為實現(xiàn)一個包含上兆傳感器的世界之推手；”他在一場專題演說中表示，傳統(tǒng)電子組件與納米材料3D打印在新型基板上的結(jié)合，將可因應(yīng)未來物聯(lián)網(wǎng)對低價傳感器的需求，而已經(jīng)有廠商如美國企業(yè)Kateeva可提供適合房間尺寸大小的YieldJet噴墨打印機(jī)，能制作出OLED組件并能進(jìn)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打印機(jī)首度在美國亮相，該設(shè)備能制作出20cm見方、高度約3mm、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5萬美元打印機(jī)成本的電路板用戶；該公司打算在明年的國際消費性電子展(CES)開始預(yù)售其3D打印機(jī)產(chǎn)品，并自明年底開始出貨。

 

 

Nano Dimension的3D打印機(jī)可制作出精致的小型電路板

 

Nano Dimension的3D打印機(jī)關(guān)鍵是銀導(dǎo)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企業(yè)，該公司也正在開發(fā)更廉價的銅導(dǎo)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打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打印機(jī)一同亮相

 

3D打印機(jī)讓制作電路板更便宜

 

另一家新創(chuàng)公司Voxel 8則是由美國哈佛大學(xué)(Harvard)實驗室誕生，也展示了一款能制作電路板的3D打印機(jī)；不過該設(shè)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打印機(jī)不但能制作塑料電子組件，也能制作導(dǎo)電組件。

 

 

Voxel 8共同創(chuàng)辦Michael Bell與該公司的3D打印機(jī)

 

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助聽器或是塑料天線。”Voxel 8到目前為止已經(jīng)募得1,300萬美元創(chuàng)投資金，其打印機(jī)能制作出6×6×5英寸大小、200微米線跡的電路板，預(yù)計在明年5月之前可以出貨，售價9000美元；該公司并表示，未來可望將線跡進(jìn)一步縮小到1微米。

 

3D打印機(jī)越來越便宜

 

還有一家美國企業(yè)Owl Works展示其3D打印機(jī)Morpheus，能制作340×190×330mm、170微米分辨率與25~200mm高度的組件；該設(shè)備預(yù)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。該公司營銷長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、液晶屏幕取代其他打印機(jī)采用的雷射與數(shù)字光處理器。

 

 

Owl Works營銷長S.J. Park展示其低價3D打印機(jī)Morpheus

 

 

高通展示塑料基板制作的電子組件

 

以塑料基板制作電子組件的技術(shù)又被稱為表面電子組件(surface electronics)，高通正在為該類組件尋求應(yīng)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端的電子組件，定義或創(chuàng)造高價值的應(yīng)用，希望能利用其優(yōu)于傳統(tǒng)電子組件的尺寸優(yōu)勢。”

 

Lundby展示了高通打造的原型產(chǎn)品EnFucell，它是一款混合式塑料電路，結(jié)合藍(lán)牙與加速度計芯片，看起來就像是一片OK繃，能放進(jìn)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)傳送至智能手機(jī)應(yīng)用程序；該一次性使用組件可避免將讓內(nèi)建于球桿的芯片長期處于高爾夫球桿可達(dá)1500G的揮桿力道，那可能是芯片難以耐受的。

 

 

高通研究人員Stein Lundby展示其塑料電子組件原型

 

 

高通開發(fā)的EnFucell組件能與高爾夫球桿結(jié)合

 

 

 

結(jié)合塑料基板與LED的制作技術(shù)

 

其他在展場上亮相的表面電子組件，包括Nth-Degree展示將LED嵌入塑料的方案；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(dǎo)電油墨以及專利氮化鎵(gallium nitride) LED技術(shù)所制作，未來打算進(jìn)軍計算機(jī)與電視機(jī)，做為超薄的背光。

 

 

Nth-Degree展示將LED嵌入塑料的方案

 

芬蘭的研究機(jī)構(gòu)VTT Technical Research Centre展示了以智能手機(jī)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(jī)構(gòu)的第三方合作伙伴開發(fā)。

 

 

VTT Technical Research Centre展示以智能手機(jī)透過NFC傳送電源，點亮印刷電路板上8顆LED

 

此外VTT還展示了塑料基板與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。

 

 

VTT展示結(jié)合LED與塑料之技術(shù)