Optomec新款電子電路3D打印機(jī)Aerosol Jet HD2,，精度可達(dá)10微米

2021年1月20日,，南極熊獲悉,，氣溶膠噴射打印(AJP)和定向能量沉積(DED)3D打印機(jī)開發(fā)商Optomec發(fā)布了最新的電子電路3D打印機(jī)：Aerosol Jet HD2,。

Optomec的新產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)將互連器件3D打印到基板上,，不過現(xiàn)在的精度和速度比以前更高,。HD2還能夠制造出具有更高頻的電路板,，或可應(yīng)用到信號(hào)中繼或汽車?yán)走_(dá),。

△Optomec的新型HD2 3D打印機(jī)可以制造高頻電路產(chǎn)品，圖片來自O(shè)ptomec

Aerosol Jet產(chǎn)品經(jīng)理Bryan Germann說："HD2真正改變了設(shè)計(jì)人員對(duì)IC封裝的思考方式,，它不僅可以縮小最終電子封裝的尺寸,，而且在高頻信號(hào)方面，它的性能也優(yōu)于線鍵,，線材鍵合在40GHz以上就會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電感,。"

Optomec的AJP 3D打印產(chǎn)品

隨著HD2的推出，公司生產(chǎn)了四種不同的AJP機(jī)器,，包括Flex,、5X和原來的HD。氣溶膠噴射打印是Optomec的兩大打印技術(shù)之一,，它主要用于在LED芯片或疊層模等設(shè)備內(nèi)部的3D基材之間創(chuàng)建互連,。

△Optomec的AJP 3D打印工藝

在AJP工藝中，Optomec的系統(tǒng)將納米顆粒的油墨噴到2D或3D表面,，然后燒結(jié)在一起,。這項(xiàng)技術(shù)消除了傳統(tǒng)的金屬絲鍵合的需要，與導(dǎo)電金,、銀的兼容性,，使其在航空航天和消費(fèi)電子領(lǐng)域都得到了應(yīng)用。

例如,，三星電子已經(jīng)安裝了Optomec的AJP 5X系統(tǒng),，作為加速電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程的一種手段。在其他地方,，AJP已被用于制造從高分辨率電路,、集成傳感器的渦輪葉片到無線藍(lán)牙收發(fā)器等各種產(chǎn)品。

去年,，全球軍火廠商諾斯羅普-格魯曼公司的研究人員甚至在Optomec技術(shù)的基礎(chǔ)上,，開發(fā)出了3D打印升級(jí)半導(dǎo)體的新方法。現(xiàn)在,，隨著新機(jī)器的推出,，Optomec對(duì)AJP工藝本身進(jìn)行了改進(jìn)，以更好地滿足利潤豐厚的半導(dǎo)體市場(chǎng),。

△Optomec AJP 3D打印工藝的特寫,，圖片來自O(shè)ptomec

新型Aerosol Jet HD2機(jī)器

Optomec的新系統(tǒng)旨在讓用戶創(chuàng)建復(fù)雜的電子器件，讓5G功能設(shè)備獲得更好性能,。因此,，HD2在制造過程中注重精度，它能夠打印的最小尺寸達(dá)10微米寬,，明顯優(yōu)于原來的20微米,。

與AJP的前輩一樣,，HD2也可以在2D或3D基板上進(jìn)行打印，支持多種墨水輸入設(shè)備,，意味著在打印過程中可以切換材料,。Optomec的新機(jī)器還依然兼容導(dǎo)電金屬以及一些介電聚合物，可以生產(chǎn)復(fù)雜的電子產(chǎn)品,，如傳輸線,、傳感器或天線。

從尺寸上看,，HD2的重量為567kg,，高2185mm，比上一代產(chǎn)品更大更輕,，同時(shí)打印尺寸更大,，達(dá)300×300×100mm。連接性方面,，新機(jī)器還配備了USB 3.0和RGB LED端口，用戶可以根據(jù)自己的需要定制照明配件,。

HD2的其他可選配件還包括用于4軸加工的旋轉(zhuǎn)臺(tái),，以及可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上料、大批量制造的在線輸送選項(xiàng),。最后,，新用戶還可以獲得專有軟件，軟件可指導(dǎo)用戶完成初始設(shè)置,，并確保符合質(zhì)量要求,。

技術(shù)規(guī)格

以下是Aerosol Jet HD2 3D打印機(jī)的技術(shù)規(guī)格�,？梢酝ㄟ^Optomec的經(jīng)銷商網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訂購,。

尺寸：46 x 60 x 86 英寸（1168 x 1525 x 2185 毫米）
工作區(qū)域：300×300毫米（XY）。
重量：1250磅（567公斤）
吞吐量：每秒3根點(diǎn)對(duì)點(diǎn)線
精度/重復(fù)性：+- 5 um,，超過25 mm,。
線路：厚度<1至10+微米
材料：導(dǎo)體銀、銅,、金
軟件：CAD/CAM離線編程

其他電路3D打印機(jī)

重大突破：Nano Dimension3D打印世界首塊10層PCB電路板

2020年5月19日,，德國慕尼黑和佛羅里達(dá)州博卡拉頓（GLOBE NEWSWIRE），傳感器解決方案供應(yīng)商HENSOLDT與領(lǐng)先的3D打印電子（AME）/印刷電子（PE）供應(yīng)商N(yùn)ano Dimension合作,，在利用3D打印技術(shù)開發(fā)高性能電子元件的過程中取得了重大突破,。利用Nano Dimension公司新開發(fā)的介電聚合物油墨和導(dǎo)電油墨，HENSOLDT公司成功地組裝出了世界上第一塊10層3D打印電路板(PCB),，電路板的兩面都焊接了高性能的電子結(jié)構(gòu),。南極熊3D打印網(wǎng)了解到,，在此之前，3D打印電路板無法承受元件雙面口的焊接工藝,。

△世界首塊10層3D打印PCB電路板

"軍事傳感器解決方案要求的性能和可靠性水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于商用元件,。"HENSOLDT首席執(zhí)行官Thomas Müller說。"通過3D打印的方式,，以更少的工作量更快獲得高密度的組件,，使我們?cè)谶@類高端電子系統(tǒng)的開發(fā)過程中具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。"

"Nano Dimension與HENSOLDT公司的合作關(guān)系是我們理想的客戶合作類型,，"Nano Dimension總裁兼首席執(zhí)行官Yoav Stern評(píng)論道,。"與HENSOLDT的合作和學(xué)習(xí)，使我們?cè)诰酆衔锊牧蠎?yīng)用方面達(dá)到了前所未有的深入了解,。此外,，它還指導(dǎo)我們開發(fā)出了Hi-PED（高性能電子器件），在最短的上市時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)獨(dú)特的應(yīng)用,，創(chuàng)造了競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),。"

△世界首塊10層3D打印PCB電路板

HENSOLDT于2016年開始與Nano Dimension的DragonFly 3D打印系統(tǒng)合作，以研究3D打印電子產(chǎn)品的可能性,。2019年,，HENSOLDT成功實(shí)施了DragonFly Lights-Out Digital Manufacturing (LDM)打印技術(shù)，這是行業(yè)內(nèi)唯一的全天候3D打印電子電路的快速成型制造平臺(tái),。

△視頻：電路板3D打印技術(shù)原理

AME電子電路3D打印技術(shù)在生產(chǎn)前驗(yàn)證新設(shè)計(jì)和專用電子元件的功能是非常有用的,，是一種高度敏捷和個(gè)性化的工程方法，用于新的電子電路原型設(shè)計(jì),。這使得開發(fā)過程中的時(shí)間和成本大大減少,。此外，AME在開始生產(chǎn)之前就能提供經(jīng)過驗(yàn)證和批準(zhǔn)的設(shè)計(jì),，從而提高了最終產(chǎn)品的質(zhì)量,。

同時(shí)進(jìn)行多種材料的增材制造是一種革命性的方法，可以幫助重新定義未來的電子產(chǎn)品的屬性,，包括密度,，尺寸和靈活性。至少 配有兩個(gè)打印頭,，一個(gè)用于納米銀導(dǎo)電墨水,，另一個(gè)用于介電聚合物墨水。允許DragonFly LDM在單個(gè)3D打印作業(yè)中同時(shí)使用兩種墨水進(jìn)行打印,。

但是,，進(jìn)行多層電路3D打印的時(shí)候，線路的設(shè)計(jì)走向、層與層直接的間隔距離等問題,，會(huì)產(chǎn)生大量難題,。所以，這次10層3D打印電路的突破,，是一個(gè)新的里程碑,。

國產(chǎn)夢(mèng)之墨電路3D打印機(jī)

2020年6月10日，國產(chǎn)液態(tài)金屬電路3D打印機(jī)研發(fā)商夢(mèng)之墨完成A+輪近億人民幣融資,，投資方為麥星投資,、中冀投資等，浙大同創(chuàng)為財(cái)務(wù)顧問,。

△夢(mèng)之墨第一代液態(tài)金屬電路打印機(jī)

夢(mèng)之墨是一家液態(tài)金屬電路3D打印機(jī)研發(fā)商,，公司主要產(chǎn)品為液態(tài)金屬桌面電子電路打印機(jī)等制造裝備，在電子工業(yè),、設(shè)計(jì)開發(fā),、文化創(chuàng)意、教學(xué)科研與藝術(shù)創(chuàng)作等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,。

△在柔軟版上打印的電路

目前,，夢(mèng)之墨已經(jīng)開發(fā)出一些面向教育和消費(fèi)的電路3D打印圖案產(chǎn)品。

各種油畫,、水墨畫見過多了,，南極熊還是第一次見這樣具備科技和美學(xué)的工藝品——液態(tài)金屬2D打印（液態(tài)金屬電子電路打�,。┩�電的電路畫��

△液態(tài)金屬2D打印工藝品：春暖花開

△液態(tài)金屬2D打印工藝品：燈塔

上面兩幅畫,，可不是普通的水墨畫或者油畫,，而是可以通電、可以發(fā)光的電路畫,。畫的每一筆,，都是可以通電的，并且裝有LED燈,。它是采用含有“銦”的液態(tài)金屬作為材料,，通過打印機(jī)打印出來的。

科技小知識(shí)：

液態(tài)金屬常溫下呈現(xiàn)液態(tài),，有金的光澤,、銀的質(zhì)感，聚如流水,，散若珍珠,。銦，作為液態(tài)金屬的主要成分之一，地殼儲(chǔ)量僅為黃金的六分之一,，被列為稀有金屬,。
珍稀的材料、獨(dú)特的質(zhì)感,、神秘的科技天賦,，形成了液態(tài)金屬獨(dú)具一格的藝術(shù)魅力，造就了她迷人的形態(tài)和浪漫氣息,。她宛如身著晚禮服的冷美人,，絕塵而出，讓每一個(gè)初見她的人都被驚艷,。

△液態(tài)金屬打印電路工藝品,，正在生產(chǎn)包裝

△打印的柔性電子器件，可以通電彎曲發(fā)光

△打印的柔性電路,，可以彎曲折疊

液態(tài)金屬增材制造（3D打�,。┦且环N變革性的電子制造技術(shù)，通過液態(tài)墨水直接制造出電路和電子器件,，總體上有如下特點(diǎn)：
①電子電路3D打印機(jī)體積小,，可以直接放在桌面上；
②及時(shí)打印,，速度快,，立等可取,；
③良好的導(dǎo)電性,，導(dǎo)電率10^7 S/m
④兼容各種表面，材料改性后粘附性好,；
⑤打印過程在室溫下進(jìn)行,，無需高溫激光燒結(jié)等后處理工藝；
⑥綜合成本低,，打印時(shí)間短,、材料可回收、環(huán)保,；
⑦項(xiàng)目組已經(jīng)申請(qǐng)超過80項(xiàng)底層核心技術(shù)發(fā)明專利,，具有完整的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系。

△電路打印的長城圖案,，連接的燈可以發(fā)光

隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn)電子電路的直接打印是全球科學(xué)界與工業(yè)界的一個(gè)夢(mèng)想,。液態(tài)金屬個(gè)人電子電路2D打印機(jī)的問世以及液態(tài)金屬電子墨水的研制，圓了在極低成本下快速,、隨意地制作電子電路的夢(mèng)想,。同時(shí)為發(fā)展超高功率密度光電器件及印刷電子開辟一條全新途徑。