3D列印电路板将实现“桌面工厂”
印表机革命随着3D列印受到关注再次引发讨论,印刷电子技术若能突破材料与量产的瓶颈,将颠覆许多大型生产线的商业模式。早在2011年,日本有27家企业共同组成「新一代印刷电子技术研究」联盟,这些公司的专业涵盖印刷电子、设备、材料等领域,都是实力挂帅的制造商,目标是以跨行业为前提制定相关的量产技术标准。
印刷电子技术可以将各种元件印刷在基板上,包括电路、感测器与显示器。也就是说,若再将3D印表机印刷成型的树脂结构与金属外框加以组装,就能做出一台平板电脑,「桌面工厂」即不再是空想。
印刷电子技术的一大优点是能让多种规格的不同商品进行少量生产,且成本较低,跟传统半导体技术相比,印刷电子技术仅需要将有机材料在基板上层层叠上去,省去晶圆板的处理过程,因此能降低材料成本。而印刷的面积也容易放大,甚至可印制出塌塌米大小的感测器。
印刷电子技术可望在医疗领域做出贡献,东京大学研究所工学系研究科副教授关谷毅利用印刷电子技术,开发出能缠绕在导管上用来检测体内温度和血氧浓度的感测器,因为人体用的感测器不需要高度的整合化,能以低成本进行印刷,因而加速了应用的时程。
印刷电子技术的印表机本身在开发上已有相当成果,以富士销售的台式工业印表机「DMP-2831」为例,它能以普通的喷墨技术,在树脂薄膜上印刷20微米宽的微细电路,不仅是平面印刷,也可在基板上形成立体图形,这台DMP-2831体积不大,可透过USB接收电脑端的资料,主要提供给企业研发单位或是学校实验室使用。
尽管印表机的进展很快,但是墨水、基板材料各方面都还需要改良。目前有机EL(电激发光)显示器、太阳能电池、电子纸等产品已导入印刷电子技术在部分制程,未来可望应用在其他有量产需求的新产品。