一項新的技術(shù)將很快被用于大規(guī)模的制造移動設(shè)備天線,,這種工藝可以顯著降低工業(yè)生產(chǎn)的成本。這項新的技術(shù)是基于標準FDM制造方式,,除此之外不在需要其他的特殊添加劑或涂料,。基于氣溶膠噴射(Aerosol Jet)技術(shù),在數(shù)字化打印共型天線時使用的是具有導電性的納米銀墨水,。
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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。這項新的技術(shù)是基于標準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,。基于氣溶膠噴射(Aerosol Jet)技術(shù),在數(shù)字化打印共型天線時使用的是具有導電性的納米銀墨水,。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使用電鍍或者其他對環(huán)境有害的物質(zhì)。
移動設(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)進行制造。一家世界頂級的手機零件供應商對氣溶膠噴射技術(shù)制造的每種天線都做過測試,,并且證實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)的打印過程是可擴展的,它可以允許一臺機器同時打印4種天線,。這種機器一周可以打印大約30,,000個面積在300mm2左右的標準天線。
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,。這些需求推動了先進制造技術(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維表面上的獨特能力,,比如一部手機或者一段機翼,因此氣溶膠噴射技術(shù)絕對是減小設(shè)備尺寸和重量的理想方案。
通常電學材料都包括:導體,、絕緣體,、電阻和半導體,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,,PCB板和產(chǎn)品主體是分開制作并通過導線連接的,,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,,當然也簡化了裝配流程。同時還可以增加產(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打印無人機機翼
這個例子中,,通過氣溶膠噴射技術(shù)直接將共形傳感器、天線,、電源和信號電路打印在了一架無人機的機翼上,。這個機翼則是通過Stratasys 3D打印出來的。而電路和傳感器的設(shè)計是由 Aurora Flight Sciences (一個無人機供應商)贊助,。
三維互連技術(shù)在系統(tǒng)級封裝(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打印機一樣,,因此在應對系統(tǒng)級封裝中一摞芯片間的垂直連線時具有天然的適應性,,應為可以隨意調(diào)節(jié)Z軸也就是垂直方向的高度。
標準的3D打印導線在25到30微米寬,,厚度5微米以上,。如果按每根導線大約在1.5 mm的長度計算,一個噴頭一小時大約能生產(chǎn)5,000根這樣的導線,。氣溶膠噴射系統(tǒng)具有很高的可擴展性,,它可以同時支持2、3,、5或者更多的噴頭,根據(jù)剛才的導線尺寸,,這套系統(tǒng)可達到每小時25,000根導線的產(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,。這些需求推動了3D打印電路的進步,。系統(tǒng)級封裝(Sip)不僅應用在智能手機和移動設(shè)備上,還用于共形傳感器,、天線和太空設(shè)備的EMI電磁防護上,,而這些都可通過氣溶膠噴射打印技術(shù)實現(xiàn)。
得益于氣溶膠噴射技術(shù)的獨特能力,,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)運行時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軸的運動控制組件,。
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制造業(yè)提供服務和解決方案的公司,,他們基于氣溶膠噴射技術(shù)設(shè)計了一款6軸3D打印設(shè)備,。基于這個設(shè)備,,Neotech計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電路和智能應用器件的研發(fā)。最終他們的目標市場定位在汽車,、工業(yè)和航天領(lǐng)域,。
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