集成功能結(jié)構(gòu)的電子3D打印 正在成為電子產(chǎn)業(yè)趨勢

3D打印在下一代電子方面的潛力是巨大的，而在開發(fā)功能化的結(jié)構(gòu)電子的潛力方面，集成式設(shè)計是一大挑戰(zhàn)，也是一大趨勢。”

2015年8月美國聯(lián)邦政府通過國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)投入了7500萬美元建立混雜柔性電子制造創(chuàng)新研究所(Flexible Hybrid Electronics Manufacturing Innovation Institute (FHE-MII)以應(yīng)對電子產(chǎn)品變革面臨的各種挑戰(zhàn)。


混雜柔性電子制造創(chuàng)新研究所(Flexible Hybrid Electronics Manufacturing Innovation Institute (FHE-MII)與增材制造研究所(America makes)同屬于國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)（NNMI）。而美國國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)（NNMI）旨在創(chuàng)造一個競爭性的、有效的和可持續(xù)發(fā)展的research-to-manufacturing科研到制造體系。美國聯(lián)邦政府的目標(biāo)是建立45家這樣的機(jī)構(gòu)，為了使美國工業(yè)界和學(xué)術(shù)界一起解決相關(guān)產(chǎn)業(yè)日益浮出的挑戰(zhàn)。

美國在結(jié)構(gòu)性功能電子的打印研究方面尤為強(qiáng)勢，典型的企業(yè)包括包括哈佛的Voxel8, 麻省理工的MultiFab，以及剛獲得GE和歐特克投資的Optomec。而FHE-MII的建立將于America makes形成強(qiáng)勢呼應(yīng)，我們可以預(yù)見功能性電子的3D打印技術(shù)，美國正在引領(lǐng)崛起。

3D打印帶來的無與倫比的優(yōu)勢是復(fù)雜產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括工裝夾具、飛機(jī)零部件和牙科醫(yī)學(xué)的應(yīng)用。隨著這些應(yīng)用變得越來越普及，另外一個應(yīng)用：關(guān)于電子功能件的打印早已浮出水面，整合性電子的結(jié)構(gòu)，包括傳感器（應(yīng)變計，溫度感應(yīng)器或變形感應(yīng)器）正在強(qiáng)化3D打印的重要性。

集成是個不斷探索的活兒，最初研發(fā)專家只將傳感器集成到電子產(chǎn)品中，而傳感器和電子產(chǎn)品分別通過單獨(dú)的工藝制造而成，無論是在陶瓷或柔性基板。

然而，隨著材料和工藝的成熟，3D打印技術(shù)走向更加的集成化。雖然一步完成在目前看來不會一蹴而就，但經(jīng)過仔細(xì)評估材料，設(shè)計和開發(fā)的特性，并部署制造和測試過程，集成功能結(jié)構(gòu)的電子3D打印正在成為趨勢。

在過去的一年里，我們看到了3D打印手機(jī)蓋上集成3D打印天線的測試平臺，通過詳細(xì)的和系統(tǒng)的開發(fā)解決方案。目前可以很容易地基準(zhǔn)集成天線，即模塑互連工藝或蝕刻沖壓天線注塑成型。

對3D打印的手機(jī)蓋和天線的基準(zhǔn)（Benchmark）的建立是通過創(chuàng)建一個3D打印射頻測試夾具，以便在商業(yè)和現(xiàn)有的覆蓋情況和適當(dāng)?shù)纳漕l環(huán)境下進(jìn)行測試。通過對電磁場數(shù)值模擬的數(shù)字做為基準(zhǔn)來處理CAD文件和文件格式。然后測量不通的3D打印的手機(jī)蓋材料，根據(jù)經(jīng)驗和數(shù)據(jù)來確認(rèn)最合適的建模方式以及最合適的打印方法。

集成技術(shù)的意義還包括可以在硬制或柔性線路板的基礎(chǔ)上，通過對聚酯的打印實現(xiàn)與傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品之間的集成。這樣的技術(shù)可以幫助客戶增強(qiáng)特定的產(chǎn)品價值，包括質(zhì)量，成本，可用性和可靠性。

未來，能不能一次打印出一個智能手機(jī)來？或許也不無可能…
來源：3D科學(xué)谷