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2022-03-09 17:42:40
3D打印機把制造PCB變得越來越簡單！
2022-03-09 17:42:40 來源: eettaiwan
在一場于美國矽谷舉行、由市場研究機構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，傳統電子元件與奈米材料3D列印在新型基板上的結合，將可因應未來物聯網對低價感測器的需求，而已經有廠商如美國業者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。
在該研討會現場，來自以色列的新創公司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者，該公司也正在開發更廉價的銅導電油墨，不過如其共同創辦人暨執行長Amit Dror所言，到目前為止產業界還沒有人能克服讓銅避免在列印過程中氧化的問題。
以色列新創公司Nano Dimension共同創辦人暨執行長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共同創辦Michael Bell與該公司的3D印表機
Voxel 8共同創辦Michael Bell表示：“我們能制作出傳統印刷電路板(PCB)制程無法制作的東西，像是3D助聽器或是塑膠天線。”Voxel 8到目前為止已經募得1,300萬美元創投資金，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品的一半。該公司行銷長S.J. Park表示，產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，定義或創造高價值的應用，希望能利用其優于傳統電子元件的尺寸優勢。”
Lundby展示了高通打造的原型產品EnFucell，它是一款混合式塑膠電路，結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，將收集到的數據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
高通開發的EnFucell元件能與高爾夫球桿結合
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品--LED燈條與開發工具，售價每英尺5美元。Nth-Degree的產品以自家開發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，是由該機構的第三方合作夥伴開發。
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結合的技術，這部分技術并已經獨立為一家公司Flexbright;該新創公司目前正在測試產品原型，并號稱已經有一部分潛力客戶。
VTT展示結合LED與塑膠之技術
關鍵詞： 3D打印
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