解密软性电子产品 中山团队跨国分析「可挠曲3D列印电子元件」

传统的印刷电路板(printed circuit board, PCB)与积体电路(integrated circuit)制程,大部分是透过电镀、蚀刻、研磨等减法制程(subtractive manufacturing)去除材料,以及沉积材料的加法制造( additive manufacturing)制作而成。不过随着当代3C产品追求轻薄、小型化、客制化等趋势影响,传统工法造成的良率不佳、减法制程中的材料浪费、使用腐蚀性化学物质容易造成环境污染等问题逐渐受到大众的重视,因此开发印刷电路板与积体电路的替代制程也迫在眉睫。
近日,中山大学材料与光电科学学系助理教授郭哲男与新加坡3D列印学者跨国合作撰写的综述论文(review paper),全面分析3D列印的最新型「可挠曲3D列印电子元件」等相关技术、材料、未来趋势,并发表於国际顶尖材料科学期刊《材料科学进展》(Progress in Materials Science)。可望协助未来电子皮肤、电子纸等软性电子产品的研发。
在这篇论文中,团队分析了近十年来共286篇相关研究,全面回顾当前的最先进技术,统整所有透过不同先进功能材料、制程技术,对於制作出的3D列印电子元件会产生哪些影响,并阐述它们未来可能的应用趋势。对於新手研发人员而言,无疑是一块能快速入门此领域的敲门砖。
郭哲男表示,可挠曲3D电子列印技术的最大优点,就是能将导电材料印制到可拉伸、具有弹性的可挠曲面板上,更坚固精密化、细致化、美观与电子功能,以及轻量化和降低制造成本等优点。此项科技的应用也日渐广泛,无论是在航太、医疗、车辆、民生产业中,都可以看到可挠曲3D列印技术的应用。
此外,生医产业中的电子皮肤、智慧感知衣等各种类型的穿戴装置,也都可以透过可挠曲3D列印的电子元件,贴合人体皮肤以侦测到体温、心跳、血压等生理数据。更能用於植入体内的感测器中,例如心脏除颤器。针对无耳、失聪的患者,使用3D列印出的义肢假耳也能协助患者复原外型、增强患者听觉。而在3C产业中的应用,则有摺叠手机、电子纸笔记本等。

电子纸未来有机会成为软性电子产品,进一步模仿人们使用纸上书写、阅读的感受。(123RF)

新闻来源
中山新闻,〈解谜「可挠曲3D列印电子元件」 中山大学郭哲男论文登顶尖期刊〉,2022年5月26日。

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