3D打印機居然可以這么輕松搞定PCB板…

在一場(chǎng)于美國硅谷舉行、由市場(chǎng)研究機構IDTechEx舉辦的技術(shù)研討會(huì )上，有兩家公司展示了能“吐”出小型電路板的3D打印機，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(zhuān)家James Stasiak表示：“我們將3D打印技術(shù)視為實(shí)現一個(gè)包含上兆傳感器的世界之推手；”他在一場(chǎng)專(zhuān)題演說(shuō)中表示，傳統電子組件與納米材料3D打印在新型基板上的結合，將可因應未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)對低價(jià)傳感器的需求，而已經(jīng)有廠(chǎng)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，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(huì )現場(chǎng)，來(lái)自以色列的新創(chuàng )公司Nano Dimension的DragonFly 2020 3D打印機首度在美國亮相，該設備能制作出20cm見(jiàn)方、高度約3mm、線(xiàn)跡寬度僅80微米(micron)的多層電路板，依層數不同，所需時(shí)間僅3~20小時(shí)。

 

Nano Dimension鎖定的客戶(hù)是那些不想等待(通常得需要數周制作時(shí)間)、而且可接受約5萬(wàn)美元打印機成本的電路板用戶(hù)；該公司打算在明年的國際消費性電子展(CES)開(kāi)始預售其3D打印機產(chǎn)品，并自明年底開(kāi)始出貨。

 

 

Nano Dimension的3D打印機可制作出精致的小型電路板

 

Nano Dimension的3D打印機關(guān)鍵是銀導電油墨以及該公司自家開(kāi)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(chǎng)的企業(yè)，該公司也正在開(kāi)發(fā)更廉價(jià)的銅導電油墨，不過(guò)如其共同創(chuàng )辦人暨執行長(cháng)Amit Dror所言，到目前為止產(chǎn)業(yè)界還沒(méi)有人能克服讓銅避免在打印過(guò)程中氧化的問(wèn)題。

 

 

以色列新創(chuàng )公司Nano Dimension共同創(chuàng )辦人暨執行長(cháng)Amit Dror與該公司的3D打印機一同亮相

 

3D打印機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(shí)驗室誕生，也展示了一款能制作電路板的3D打印機；不過(guò)該設備并非使用噴墨，而是采用自家開(kāi)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打印機不但能制作塑料電子組件，也能制作導電組件。

 

 

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

 

Voxel 8共同創(chuàng )辦Michael Bell表示：“我們能制作出傳統印刷電路板(PCB)制程無(wú)法制作的東西，像是3D助聽(tīng)器或是塑料天線(xiàn)。”Voxel 8到目前為止已經(jīng)募得1,300萬(wàn)美元創(chuàng )投資金，其打印機能制作出6×6×5英寸大小、200微米線(xiàn)跡的電路板，預計在明年5月之前可以出貨，售價(jià)9000美元；該公司并表示，未來(lái)可望將線(xiàn)跡進(jìn)一步縮小到1微米。

 

3D打印機越來(lái)越便宜

 

還有一家美國企業(yè)Owl Works展示其3D打印機Morpheus，能制作340×190×330mm、170微米分辨率與25~200mm高度的組件；該設備預計明年春天開(kāi)始銷(xiāo)售，價(jià)格僅500美元，幾乎是目前市面上類(lèi)似產(chǎn)品的一半。該公司營(yíng)銷(xiāo)長(cháng)S.J. Park表示，產(chǎn)品價(jià)格低廉的原因是因為采用較低成本的超紫外線(xiàn)光源、液晶屏幕取代其他打印機采用的雷射與數字光處理器。

 

 

Owl Works營(yíng)銷(xiāo)長(cháng)S.J. Park展示其低價(jià)3D打印機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(chēng)為表面電子組件(surface electronics)，高通正在為該類(lèi)組件尋求應用；該公司研究人員Stein Lundby表示：“我們正在試圖為這種相對較低端的電子組件，定義或創(chuàng )造高價(jià)值的應用，希望能利用其優(yōu)于傳統電子組件的尺寸優(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，結合藍牙與加速度計芯片，看起來(lái)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(chǎng)賽事時(shí)間的電池，將收集到的數據傳送至智能手機應用程序；該一次性使用組件可避免將讓內建于球桿的芯片長(cháng)期處于高爾夫球桿可達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(kāi)發(fā)的EnFucell組件能與高爾夫球桿結合

 

 

 

結合塑料基板與LED的制作技術(shù)

 

其他在展場(chǎng)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(kāi)發(fā)工具，售價(jià)每英尺5美元。Nth-Degree的產(chǎn)品以自家開(kāi)發(fā)的導電油墨以及專(zhuān)利氮化鎵(gallium nitride) LED技術(shù)所制作，未來(lái)打算進(jìn)軍計算機與電視機，做為超薄的背光。

 

 

Nth-Degree展示將LED嵌入塑料的方案

 

芬蘭的研究機構VTT Technical Research Centre展示了以智能手機透過(guò)NFC傳送電源，點(diǎn)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)，是由該機構的第三方合作伙伴開(kāi)發(fā)。

 

 

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

 

此外VTT還展示了塑料基板與LED結合的技術(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(chēng)已經(jīng)有一部分潛力客戶(hù)。

 

 

VTT展示結合LED與塑料之技術(shù)