一項(xiàng)新的技術(shù)將很快被用于大規(guī)模的制造移動(dòng)設(shè)備天線,這種工藝可以顯著降低工業(yè)生產(chǎn)的成本。這項(xiàng)新的技術(shù)是基于標(biāo)準(zhǔn)FDM制造方式,除此之外不在需要其他的特殊添加劑或涂料;跉馊苣z噴射(Aerosol Jet)技術(shù),在數(shù)字化打印共型天線時(shí)使用的是具有導(dǎo)電性的納米銀墨水。
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3D打印電路
2013-6-11 10:34 上傳
打印共形天線
一種新的技術(shù)很快將被用于大規(guī)模制造移動(dòng)設(shè)備的天線,而且可以顯著降低天線的工業(yè)生產(chǎn)成本。這項(xiàng)新的技術(shù)是基于標(biāo)準(zhǔn)FDM制造方式,除此之外不再需要任何其他特殊的添加劑和涂料;跉馊苣z噴射(Aerosol Jet)技術(shù),在數(shù)字化打印共型天線時(shí)使用的是具有導(dǎo)電性的納米銀墨水。在打印過程中可以精確的控制堆積物的位置、形狀以及厚度,使得產(chǎn)品的光潔度看起來就像經(jīng)過了表面處理一樣,這樣可以保證天線優(yōu)良的性能。而且在制作過程中不會(huì)使用電鍍或者其他對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)。
移動(dòng)設(shè)備的天線包括:LTE、NFC、GPS、Wifi、WLAN和BT,這些都可以通過氣溶膠噴射技術(shù)進(jìn)行制造。一家世界頂級(jí)的手機(jī)零件供應(yīng)商對(duì)氣溶膠噴射技術(shù)制造的每種天線都做過測(cè)試,并且證實(shí)其性能和其他工藝制造的天線相差無幾。氣溶膠噴射技術(shù)的打印過程是可擴(kuò)展的,它可以允許一臺(tái)機(jī)器同時(shí)打印4種天線。這種機(jī)器一周可以打印大約30,000個(gè)面積在300mm2左右的標(biāo)準(zhǔn)天線。
視頻1:氣溶膠噴射技術(shù)打印雙頻天線
用于航空的3D打印電子產(chǎn)品
由于軍事和其他用戶特殊的需求,使得我們不得不在更小的空間內(nèi)增加更多的功能。這些需求推動(dòng)了先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展,要求集成電路的封裝更加緊密。而氣溶膠噴射技術(shù)具有將電路直接打印到物體3維表面上的獨(dú)特能力,比如一部手機(jī)或者一段機(jī)翼,因此氣溶膠噴射技術(shù)絕對(duì)是減小設(shè)備尺寸和重量的理想方案。
通常電學(xué)材料都包括:導(dǎo)體、絕緣體、電阻和半導(dǎo)體,而通過氣溶膠噴射系統(tǒng)處理過的特殊墨水完全可以打印出共形傳感器、天線、電磁屏蔽線和其他有源或無源器件。
如今在制作一部電子產(chǎn)品時(shí),PCB板和產(chǎn)品主體是分開制作并通過導(dǎo)線連接的,而這種將電子器件直接打印在產(chǎn)品表面或產(chǎn)品內(nèi)部的方式相當(dāng)于將產(chǎn)品主體作為PCB板的基板,PCB板和產(chǎn)品主體合二為一,這無疑大大縮小了產(chǎn)品的重量和尺寸,當(dāng)然也簡化了裝配流程。同時(shí)還可以增加產(chǎn)品的性能,比如通過在產(chǎn)品主體上打印天線,從而消除突出的天線所帶來的空氣阻力的問題。
視頻2:3D打印無人機(jī)機(jī)翼
這個(gè)例子中,通過氣溶膠噴射技術(shù)直接將共形傳感器、天線、電源和信號(hào)電路打印在了一架無人機(jī)的機(jī)翼上。這個(gè)機(jī)翼則是通過Stratasys 3D打印出來的。而電路和傳感器的設(shè)計(jì)是由 Aurora Flight Sciences (一個(gè)無人機(jī)供應(yīng)商)贊助。
三維互連技術(shù)在系統(tǒng)級(jí)封裝(Sip)中的作用
氣溶膠噴射系統(tǒng)噴出的高速、稠密的霧氣非常適用于打印系統(tǒng)級(jí)封裝(Sip)中的連線。由于氣溶膠噴射系統(tǒng)的工作原理和FDM 3打印機(jī)一樣,因此在應(yīng)對(duì)系統(tǒng)級(jí)封裝中一摞芯片間的垂直連線時(shí)具有天然的適應(yīng)性,應(yīng)為可以隨意調(diào)節(jié)Z軸也就是垂直方向的高度。
標(biāo)準(zhǔn)的3D打印導(dǎo)線在25到30微米寬,厚度5微米以上。如果按每根導(dǎo)線大約在1.5 mm的長度計(jì)算,一個(gè)噴頭一小時(shí)大約能生產(chǎn)5,000根這樣的導(dǎo)線。氣溶膠噴射系統(tǒng)具有很高的可擴(kuò)展性,它可以同時(shí)支持2、3、5或者更多的噴頭,根據(jù)剛才的導(dǎo)線尺寸,這套系統(tǒng)可達(dá)到每小時(shí)25,000根導(dǎo)線的產(chǎn)量甚至更多。
而且所有打印噴頭上都裝備有快門式開關(guān),可以迅速的打開、關(guān)閉噴頭。該系統(tǒng)可以提供12小時(shí)以上的連續(xù)打印,理論上只要墨水沒有用完,打印就可以持續(xù)。
視頻3:3D打印Sip中的金屬連線
打印,不局限于平整表面
由于軍事和其他特殊性的需求,使得我們不得不在更小的空間內(nèi)增加更多的功能。這些需求推動(dòng)了3D打印電路的進(jìn)步。系統(tǒng)級(jí)封裝(Sip)不僅應(yīng)用在智能手機(jī)和移動(dòng)設(shè)備上,還用于共形傳感器、天線和太空設(shè)備的EMI電磁防護(hù)上,而這些都可通過氣溶膠噴射打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
得益于氣溶膠噴射技術(shù)的獨(dú)特能力,即使在不平整的表面也可以打印出規(guī)整的線路,這使得在三維物體表面上打印完整的功能電路成為可能。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)噴頭在距離打印表面5mm處噴出高速的氣溶膠,其中主要的沉積物可以被印刷到傾斜60度角范圍內(nèi)的目標(biāo)表面上,而不用調(diào)整噴頭角度。
如果要在更加傾斜的表面上打印,只要調(diào)整噴頭即可。客戶可以根據(jù)自己的特殊需要去改造我們的系統(tǒng),比如為噴頭增加4到5軸的運(yùn)動(dòng)控制組件。
視頻4:6軸3D打印系統(tǒng)
氣溶膠噴射式3D打印
Neotech Services,一家專門從事為先進(jìn)制造業(yè)提供服務(wù)和解決方案的公司,他們基于氣溶膠噴射技術(shù)設(shè)計(jì)了一款6軸3D打印設(shè)備;谶@個(gè)設(shè)備,Neotech計(jì)劃將氣溶膠噴射技術(shù)繼續(xù)完善,使它可以真正的3D打印電路。
目前已經(jīng)制作出的設(shè)備可以在復(fù)雜的共形表面上打印,而且它將很快被用于集成傳感器,MID電路和智能應(yīng)用器件的研發(fā)。最終他們的目標(biāo)市場(chǎng)定位在汽車、工業(yè)和航天領(lǐng)域。
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