在一場于美國硅谷舉行、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”出小型電路板的3D打印機，其他企業如高通(Qualcomm)則展示了將電子零件放置在塑料基板上的技術進展。

 

惠普(HP)的打印技術專家James Stasiak表示：“我們將3D打印技術視為實現一個包含上兆傳感器的世界之推手；”他在一場專題演說中表示，傳統電子組件與納米材料3D打印在新型基板上的結合，將可因應未來物聯網對低價傳感器的需求，而已經有廠商如美國企業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打印機首度在美國亮相，該設備能制作出20cm見方、高度約3mm、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5萬美元打印機成本的電路板用戶；該公司打算在明年的國際消費性電子展(CES)開始預售其3D打印機產品，并自明年底開始出貨。

 

 

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企業，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打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打印機；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共同創辦Michael Bell與該公司的3D打印機

 

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助聽器或是塑料天線。”Voxel 8到目前為止已經募得1,300萬美元創投資金，其打印機能制作出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9000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打印機越來越便宜

 

還有一家美國企業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。該公司營銷長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、液晶屏幕取代其他打印機采用的雷射與數字光處理器。

 

 

Owl Works營銷長S.J. Park展示其低價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又被稱為表面電子組件(surface electronics)，高通正在為該類組件尋求應用；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，定義或創造高價值的應用，希望能利用其優于傳統電子組件的尺寸優勢。”

 

Lundby展示了高通打造的原型產品EnFucell，它是一款混合式塑料電路，結合藍牙與加速度計芯片，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

 

 

高通開發的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

 

其他在展場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伙伴開發。

 

 

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

 

此外VTT還展示了塑料基板與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與塑料之技術