Global Sources
電子工程專輯
 
電子工程專輯 > 製造/封裝
 
 
製造/封裝  

全球首個3D列印電子元件!

上網時間: 2015年07月23日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:3D列印  無線感測  電子元件  被動元件  Via 

研究人員已經證實如何透過幾個簡單的指令到3D列印(3D Printer)(和在任何藥房即可取得的注射器),讓使用者可以打造自己的無線感測器。

為了證明這個想法,加州大學柏克萊分校(University of California Berkeley)和台灣國立交通大學(Taiwan’s National Chiao Tung University)協同合作,開發了一個設置在牛奶盒瓶蓋上的感測裝置,以便用來監測牛奶是否變質。加州大學柏克萊分校教授暨柏克萊感測器與執行器中心(Berkeley Sensor & Actuator Center )副主任Liwei Lin聲稱,這是第一次向世人證明,任何人都可以透過3D列印印出基本電子元件

「我們已展示透過3D列印製作的一個電阻、電感和電容,並且可以用來架構成一個被動無線感測器的電路。」Lin表示,「訣竅是在列印時採用聚合物(Polymer)限定所需的3D結構,並且用蠟作為犧牲材料,以定義被動元件何處需要保留或剃除,然後將蠟融化,再用注射器注射銀膏填補蠟融掉後形成的空缺。」

其他研究人員已使用導電聚合物印製3D電路,即如同一個電子元件,不過Lin表示,此種方法印出的元件效能,將永遠不如使用真正金屬作為導體的元件。Lin和他的同事也利用相同的技術製作打線(Wire)和孔洞(Via)以連接所有的元件到無線電阻-電感-電容(RLC)電路,當進行測試時,這個電路可實際運作。

用於概念驗證原型的3D列印解析度約為30微米,以及被用於填充電子元件和內部互連的含銀粒子液體漿料。列印產生的被動電路用於嵌入式電感-電容槽時,共振頻率為530MHz,當牛奶變質,會顯示4.3%的共振轉移。

研究人員使用3D列印機製造食物腐敗檢測器(用於牛奶盒),製造的方式為用注射器注入金屬以實現電子元件。
研究人員使用3D列印機製造食物腐敗檢測器(用於牛奶盒),製造的方式為用注射器注入金屬以實現電子元件。
(圖片來源:加州大學柏克萊分校,2015/07)

透過輕輕搖動或旋轉牛奶盒,牛奶盒瓶蓋上的電容器頂板構成的感測器凹槽,會擷取到牛奶樣品(如下圖)。牛奶離開冰箱36小時後,和在冰箱冷藏的牛奶盒的諧振頻率改變只有微不足道的0.12%相比,前面所談的LC電路的諧振頻率會出現4.3%的變化。

前述的LC電路頻率是用一個手工繞線的射頻(RF)讀取線圈所測量,這個RF線圈為13圈的琺瑯,並用1.15毫米的線纏繞成一個30毫米直徑的核心。這個讀取線圈在3毫米的距離內,連接到網路分析儀和感應耦合器,再到牛奶瓶蓋。

圖片顯示並標示出一系列利用3D列印出的電子元件,包括電阻、電感、電容和一個整合電感-電容共振器,還包括用3D列印的位於加州大學柏克萊分校的Sather Tower模型、CAL字樣及柏克萊感測器與執行器中心的字母縮寫「BSAC」。(照片由Sung-Yueh Wu拍攝)
圖片顯示並標示出一系列利用3D列印出的電子元件,包括電阻、電感、電容和一個整合電感-電容共振器,還包括用3D列印的位於加州大學柏克萊分校的Sather Tower模型、CAL字樣及柏克萊感測器與執行器中心的字母縮寫「BSAC」。(照片由Sung-Yueh Wu拍攝)
(圖片來源:加州大學柏克萊分校,2015/07)

接下來,Lin將嘗試列印金屬材料,該元件的其餘部分同時使用可處理這兩種聚合物和金屬的3D列印機印出。為了證明此一概念,Lin希望3D列印可以製造可監測血壓、肌肉拉傷、藥物濃度和類似醫療參數的植入性醫療裝置。

柏克萊感測器與執行器中心從3D列印機移出原型,這也是該單位聲稱世界第一個用3D列印印出,且可真正工作的電子元件。
柏克萊感測器與執行器中心從3D列印機移出原型,這也是該單位聲稱世界第一個用3D列印印出,且可真正工作的電子元件。
(圖片來源:加州大學柏克萊分校,2015/07)

其他一起在這計畫中工作的研究人員還包括:實驗室研究員Chen Yang和由台灣國立交通大學教授徐文祥指導的博士生吳松岳。

(參考原文:3D Printed Electronics Are Here, Researchers Say,by R. Colin Johnson)

編譯:Anthea Chuang





投票數:   加入我的最愛
我來評論 - 全球首個3D列印電子元件!
評論:  
*  您還能輸入[0]個字
*驗證碼:
 
論壇熱門主題 熱門下載
 •   將邁入40歲的你...存款多少了  •  深入電容觸控技術就從這個問題開始
 •  我有一個數位電源的專利...  •  磷酸鋰鐵電池一問
 •   關於設備商公司的工程師(廠商)薪資前景  •  計算諧振轉換器的同步整流MOSFET功耗損失
 •   Touch sensor & MEMS controller  •  針對智慧電表PLC通訊應用的線路驅動器
 •   下週 深圳 llC 2012 關於PCB免費工具的研討會  •  邏輯閘的應用


EE人生人氣排行
 
返回頁首