周德儉

(桂林電子科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院， 廣西 桂林541004)

3D打印電子產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀探析*

周德儉

(桂林電子科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院， 廣西 桂林541004)

應(yīng)用3D打印技術(shù)制造產(chǎn)品具有快速、結(jié)構(gòu)形體復(fù)雜度無限制等技術(shù)特性，非常適用于電子產(chǎn)品的單件、多品種小批量研制生產(chǎn)，以及采用傳統(tǒng)制造方式難以實(shí)現(xiàn)的機(jī)電結(jié)合、結(jié)構(gòu)功能一體的復(fù)雜組件的制造，3D打印技術(shù)在電子產(chǎn)品制造中的應(yīng)用研究意義重大。文中在介紹3D打印技術(shù)及其在電子產(chǎn)品制造中的應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對3D打印電子產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)、趨勢和需求進(jìn)行了分析，并以3D打印多層PCB技術(shù)為例，對其技術(shù)發(fā)展難點(diǎn)和解決途徑進(jìn)行了探討。

3D打印技術(shù)；電子產(chǎn)品；多層PCB

引 言

電子產(chǎn)品及其技術(shù)發(fā)展速度迅猛，高集成度、高性能、微型化、個(gè)性化、更新快是其主要發(fā)展特征。集成電路和電子產(chǎn)品制造及其電氣互聯(lián)技術(shù)的進(jìn)步，使電子產(chǎn)品核心部件——電路組件/模塊的微型化、立體化、高密度化成為可能。但同時(shí)，當(dāng)代組裝制造技術(shù)的局限性，又使其面臨現(xiàn)代電子產(chǎn)品更新?lián)Q代的快速性制造要求、結(jié)構(gòu)形體復(fù)雜產(chǎn)品制造要求等制造需求時(shí)，還是顯得力不從心。例如，目前的電子產(chǎn)品制造工藝技術(shù)，還很難制作曲面PCB(印制電路板)；電路組件的互聯(lián)、制造工藝過程復(fù)雜、周期長等問題還沒有很好的解決途徑。為保證各類新型電路組件/模塊的互聯(lián)、制造品質(zhì)和效率，迫切需要與之適應(yīng)的新工藝、新方法的應(yīng)用。

3D打印(快速成型)制造過程的快速、結(jié)構(gòu)形體復(fù)雜性無限制等技術(shù)特性使其尤其適用于電子產(chǎn)品的單件、多品種小批量研制，以及采用傳統(tǒng)制造方式難以實(shí)現(xiàn)的機(jī)電結(jié)合、結(jié)構(gòu)功能一體的復(fù)雜組件的制造。目前，3D打印技術(shù)在電子產(chǎn)品制造中的應(yīng)用研究發(fā)展速度很快，3D打印電子產(chǎn)品技術(shù)正逐步發(fā)展成為一種電子產(chǎn)品制造新模式[1]，并將進(jìn)一步豐富電子產(chǎn)品制造中的電氣互聯(lián)工藝技術(shù)體系。

1 3D打印電子產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 3D打印技術(shù)發(fā)展歷程及其應(yīng)用領(lǐng)域

3D打印技術(shù)作為快速成型(制造)技術(shù)的主要工藝類型，是“增材”制造新模式的典型代表，已經(jīng)成為世界各國競相優(yōu)先發(fā)展的重點(diǎn)，同時(shí)也已納入了我國《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計(jì)劃(2015-2016年)》等戰(zhàn)略發(fā)展計(jì)劃[1]。

從3D打印技術(shù)的發(fā)展歷程來看，它具有技術(shù)發(fā)展速度快、技術(shù)應(yīng)用面寬的特點(diǎn)，其技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)覆蓋車輛、船艇、航空航天、電子、醫(yī)療、藝術(shù)品、生活用品等各大制造產(chǎn)業(yè)[2-4]。1986年，Charles Hull開發(fā)了第1臺商業(yè)3D印刷機(jī)。1993年，麻省理工學(xué)院獲3D印刷技術(shù)專利。1995年，美國ZCorp公司從麻省理工學(xué)院獲得唯一授權(quán)并開始開發(fā)3D打印機(jī)。2005年，首個(gè)高清晰彩色3D打印機(jī)Spectrum Z510由ZCorp公司研制成功。2010年11月，世界上第1輛由3D打印機(jī)打印而成的汽車Urbee問世。2011年6月，出現(xiàn)了全球第1款3D打印的比基尼。2011年7月，英國研究人員開發(fā)出世界上第1臺3D巧克力打印機(jī)。2011年8月，南安普敦大學(xué)的工程師們開發(fā)出世界上第1架3D打印的飛機(jī)。2012年11月，蘇格蘭科學(xué)家利用人體細(xì)胞首次用3D打印機(jī)打印出人造肝臟組織。

2013年10月，全球首次成功拍賣一款名為“ONO之神”的3D打印藝術(shù)品。2013年11月，美國德克薩斯州奧斯汀的Solid Concepts公司設(shè)計(jì)制造出3D打印金屬手槍。2014年7月，美國海軍試驗(yàn)了利用3D打印技術(shù)快速制造艦艇零件。2014年8月，北京大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)成功地為1名12歲男孩植入了3D打印脊椎，這屬于全球首例。2014年8月，美國國家航空航天局(NASA)進(jìn)行了3D打印火箭噴射器的測試，驗(yàn)證了3D打印在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)制造上應(yīng)用的可行性。2014年9月，NASA完成的成像望遠(yuǎn)鏡，所有元件基本全部通過3D打印技術(shù)制造，成為首家嘗試使用3D打印技術(shù)制造整臺儀器的單位。2015年7月，日本筑波大學(xué)和大日本印刷公司組成的科研團(tuán)隊(duì)，研發(fā)出用3D打印機(jī)低價(jià)制作可以看清血管等內(nèi)部結(jié)構(gòu)的肝臟立體模型的方法。2015年10月，我國863計(jì)劃3D打印血管項(xiàng)目取得重大突破，世界首創(chuàng)的3D生物血管打印機(jī)由四川藍(lán)光英諾生物科技股份有限公司成功研制問世。

近年來，3D打印技術(shù)的發(fā)展勢頭更為迅猛。2016年，全球首座3D打印辦公大樓在迪拜落成[4]；空客宣布計(jì)劃運(yùn)用3D打印技術(shù)打印整架飛機(jī)；惠普公司推出基于多射流熔融(Multi-Jet Fusion)技術(shù)的3D打印新機(jī)型；全球領(lǐng)先的3D打印機(jī)制造商Stratasys發(fā)布了迄今為止最先進(jìn)、最精密的3D打印機(jī)J750；Carbon公司展示的3D打印新技術(shù)CLIP，使3D打印速度提高了25倍以上。國內(nèi)僅2016年就分別在北京、上海、廣州、青島、長沙等地舉辦各類3D打印展會(huì)和論壇10余次，江蘇威寶仕等公司推出了3D打印機(jī)新產(chǎn)品[5]。如今，全球3D打印技術(shù)專利劇增(圖1)，產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模已經(jīng)超過60億美元，預(yù)計(jì)未來幾年將會(huì)有更快的發(fā)展勢頭(圖2)[6]，其技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域也將更為寬廣，尤其是在電子產(chǎn)品制造、生物制造等領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展將會(huì)更為引人注目和具有特色。

圖1 全球3D打印技術(shù)專利增長情況 圖2 全球3D打印市場規(guī)模增長趨勢

1.2 3D打印電子產(chǎn)品技術(shù)的應(yīng)用研發(fā)現(xiàn)狀

與車輛、船艇等制造領(lǐng)域相比，電子產(chǎn)品制造中3D打印技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展速度相對較慢。這是因?yàn)?，以電子元器件、電路模塊/組件、箱體/子系統(tǒng)為基本組成體構(gòu)成的電子產(chǎn)品，其設(shè)備整機(jī)及其基本組成體都具有機(jī)、電(磁、波、光)結(jié)構(gòu)功能一體的特征，基本組成件不僅形體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且往往由多種材質(zhì)組成，既有機(jī)械性能要求又有電性能要求，3D打印技術(shù)在其制造中的應(yīng)用發(fā)展受到材料、工藝、設(shè)備綜合因素制約，有相當(dāng)大的難度。

近年來，隨著3D打印材料、工藝及設(shè)備技術(shù)的不斷突破，3D打印技術(shù)在電子產(chǎn)品制造中的應(yīng)用研究日趨活躍，應(yīng)用面已經(jīng)從初期的3D打印塑料、合成材料電器零配件為主，向3D打印電路、元件、基板、組件等多方向發(fā)展，部分技術(shù)已經(jīng)逐步趨向?qū)嵱没痆7]。例如噴墨打印電路技術(shù)研發(fā)工作進(jìn)展快速，無論是石墨、導(dǎo)電銀漿等打印原材料開發(fā)，還是專用打印設(shè)備研發(fā)近年都不斷有新進(jìn)展，已有商品化噴墨打印專用設(shè)備，所打印的電路已經(jīng)可以實(shí)用化，目前的研究工作已經(jīng)深入到打印電路(寬、厚)精度控制技術(shù)，多層電路打印質(zhì)量和電路導(dǎo)電性能控制技術(shù)階段，3D打印制作元件、PCB、電磁組件的研究成果也不斷增加[8-10]。

以色列新創(chuàng)公司Nano Dimension的Dragon Fly 20203D印表機(jī)近年在美國亮相，該設(shè)備能制作出20 cm見方、高度約3 mm、線跡寬度僅80 μm的多層電路板(圖3)，依據(jù)層數(shù)不同，所需時(shí)間僅3～20 h[11]。加拿大Waterloo大學(xué)推出的Voltera V-One PCB 3D打印機(jī)贏得了2015年全球設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)(James Dyson獎(jiǎng))第1名，它使用具有高導(dǎo)電性的銀納米顆粒墨水打印電路，并用絕緣性油墨作為層間的掩膜。除了打印電路板，它還可作為一個(gè)焊膏分配器，并可進(jìn)行回流焊[12]。中科院沈陽自動(dòng)化研究所自主研發(fā)了納米級鈦酸鋰油墨和噴墨打印設(shè)備(圖4)，成功打印制造出柔性化鋰離子電池[13]。

圖3 3D印表機(jī)制作的小型電路板 圖4 沈陽自動(dòng)化研究所研發(fā)的打印設(shè)備

美國Voxel8公司開發(fā)出全球首款多材料3D打印機(jī)，能夠直接打印嵌入式的電子產(chǎn)品。它具有2個(gè)打印頭：1個(gè)使用熔融線材打印；另1個(gè)使用導(dǎo)電銀墨水打印。打印時(shí)，其特制的油墨通過1個(gè)直徑250 μm的專用噴嘴進(jìn)行沉積，會(huì)在室溫下很快干燥，不需要后處理。這些性質(zhì)使得它能夠在傳統(tǒng)的熱塑性材料上打印間距僅為0.8 mm的電路(圖5)[14]。制造商Optomec獲“微型氣溶膠噴射和氣溶膠噴射陣列”美國專利技術(shù)，該技術(shù)利用空氣動(dòng)力學(xué)原理實(shí)現(xiàn)納米級材料的精確沉積成形，能打印制作精細(xì)的功能電路和嵌入式組件以及線寬和電路結(jié)構(gòu)達(dá)到10 μm級的功能性電子芯片(圖6)。該技術(shù)可以在大型結(jié)構(gòu)或凹槽和孔洞空間中定位打印適形電子元件，也可以應(yīng)用于大批量生產(chǎn)，比如打印觸摸屏顯示器。該技術(shù)還可以利用陣列中的每個(gè)微型打印頭打印不同的材料，一次性制造更為復(fù)雜的多材料、多層元器件，比如晶體管、電容器、感應(yīng)器和電阻器等[15]。我國光寶科技公司(LITE-ON)將增材制造系統(tǒng)供應(yīng)商Optomec的AerosolJet技術(shù)用于電子產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)。其生產(chǎn)工藝可以將傳感器、天線等功能電子零部件打印到塑料部件、外殼以及金屬壓鑄埋入成型的聚合物框架上，甚至還能打印到玻璃板和陶瓷材料上(圖7)[16]。

圖5 Voxe18公司3D打印機(jī)及其打印件 圖6 Optomec氣溶膠噴射3D打印機(jī)

近期，美國伊利諾伊州的工程材料公司(EMI)利用3D打印提升電子產(chǎn)品防腐技術(shù)，與其他防腐技術(shù)使用揮發(fā)物和油狀物作防腐屏障不同，它是一種采用無揮發(fā)性銅基聚合物的固體防腐技術(shù)，能夠在高溫條件下和3D打印過程中保持穩(wěn)定性[17]。Voxel8公司展示了由該公司3D打印機(jī)直接打印出來的電子產(chǎn)品樣品，每個(gè)樣品中都包含1個(gè)嵌入的電阻和使用該公司標(biāo)準(zhǔn)銀墨水打印的LED燈(圖8)。這種銀墨水的體積電阻率低于5.0×10-7Ω·m，導(dǎo)電性能是導(dǎo)電性熱塑線材的20 000倍、碳基墨水的5 000倍，十分適合3D打印電流比較大的電子部件。另外，該墨水是自支撐的，在室溫下干得很快，可以產(chǎn)生高導(dǎo)電性的電極軌跡和連接而無需后處理[18]。

圖7 光寶科技公司3D打印電子產(chǎn)品 圖8 Voxe18公司3D打印電子樣品

2 3D打印電子產(chǎn)品技術(shù)應(yīng)用研發(fā)分析

2.1 3D打印電子產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)與趨勢

從3D打印電子產(chǎn)品技術(shù)的應(yīng)用研發(fā)現(xiàn)狀可以看出，它具有發(fā)展速度越來越快、應(yīng)用范圍越來越寬、發(fā)展?jié)摿Υ?、?yīng)用需求旺盛、涉及的技術(shù)較復(fù)雜、研發(fā)難度大等特點(diǎn)。目前已研發(fā)的3D打印電子產(chǎn)品成果以單一材料打印為主，成型精度有限，技術(shù)還不成熟，打印電子產(chǎn)品的專用材料和設(shè)備開發(fā)成果少，應(yīng)用面窄。電路、元件的3D打印技術(shù)應(yīng)用研究成果逐步走向?qū)嵱没?，電路組件、電子產(chǎn)品的3D打印應(yīng)用研究處于起步階段，但成果層出不窮，并將進(jìn)一步加快發(fā)展速度。3D打印材料、工藝、設(shè)備三大技術(shù)的研究發(fā)展齊頭并進(jìn)，以3D打印技術(shù)新模式取代或改進(jìn)傳統(tǒng)電子產(chǎn)品制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形體電子產(chǎn)品的快速制造成為技術(shù)發(fā)展的必然。

雖然與3D打印技術(shù)在其他制造領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展速度相比，它在電子產(chǎn)品制造領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展相對滯后，較長時(shí)期地停留在以3D打印塑料、合成材料電器零配件為主的技術(shù)發(fā)展初期階段，但近年來這種現(xiàn)象明顯改觀，3D打印電路、元件、基板、組件等技術(shù)的發(fā)展速度很快，應(yīng)用前景看好。這種發(fā)展勢頭得益于3D打印材料、工藝、設(shè)備基礎(chǔ)技術(shù)的共同進(jìn)步，也源于現(xiàn)代電子產(chǎn)品制造對3D打印技術(shù)應(yīng)用發(fā)展的迫切需求。

2.2 3D打印電子產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展需求

電子產(chǎn)品制造對3D打印技術(shù)的應(yīng)用需求主要體現(xiàn)在快速制造、復(fù)雜形體產(chǎn)品制造、傳統(tǒng)工藝技術(shù)難以達(dá)到的新產(chǎn)品制造等方面。隨著電子產(chǎn)品科技的進(jìn)步，這種需求也越來越迫切。

以多層PCB制造為例。多層PCB傳統(tǒng)制造技術(shù)的工藝鏈長、工序多而復(fù)雜、制造周期長、成本高、工藝和設(shè)備及相關(guān)技術(shù)要求高，需要有一定條件的專業(yè)廠家制作，適合大批量生產(chǎn)。多層PCB是現(xiàn)代電子產(chǎn)品的核心件，而現(xiàn)代電子產(chǎn)品的個(gè)性化、多樣化以及更新?lián)Q代快速的特點(diǎn)帶來了多品種、小批量快速制造要求。尤其對新產(chǎn)品研制而言，更需要多層PCB產(chǎn)品的單件或小批量快速制造。將3D打印技術(shù)應(yīng)用于多層PCB制造是實(shí)現(xiàn)單件、小批量、低成本快速制造的良好途徑。

若在多層PCB中埋入元器件或制作金屬夾層、散熱通道等，則其形體會(huì)相當(dāng)復(fù)雜，采用傳統(tǒng)制造工藝技術(shù)制作類似的復(fù)雜形體產(chǎn)品，存在難度大、成本高、周期長、質(zhì)量難以保證等問題。進(jìn)一步，若為了順應(yīng)多層PCB在設(shè)備中的安裝空間需求，需要PCB具有曲面或特殊形體，則傳統(tǒng)制造工藝往往難以實(shí)現(xiàn)。更進(jìn)一步，對于類似戰(zhàn)機(jī)表面共形天線(圖9)這樣的在毫米級厚度中由多層異質(zhì)材料組成的結(jié)構(gòu)功能一體化電子新產(chǎn)品的制造，傳統(tǒng)制造技術(shù)更是力不從心或難以實(shí)現(xiàn)。復(fù)雜形體產(chǎn)品制造、傳統(tǒng)工藝技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)的制造已經(jīng)成為制約現(xiàn)代電子新產(chǎn)品微型化、結(jié)構(gòu)功能一體化發(fā)展的關(guān)鍵因素，迫切需要引入3D打印技術(shù)，開辟解決問題的新途徑。

圖9 共形天線內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成示意圖

2.3 3D打印電子產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展難點(diǎn)與解決途徑

電子產(chǎn)品由多種材料構(gòu)成，機(jī)電一體，同時(shí)具有“機(jī)”和“電”兩方面的性能要求，其制造過程復(fù)雜，技術(shù)難度大。應(yīng)用3D打印技術(shù)進(jìn)行電子產(chǎn)品制造在理論上可以解決快速制造問題和任意復(fù)雜形體制造問題，但在制造工藝技術(shù)的具體實(shí)現(xiàn)上卻有相當(dāng)大的難度，至今仍有諸多難題未能有效解決，需要進(jìn)行專題研究。

以采用3D打印技術(shù)進(jìn)行多層PCB制造為例。需要解決的問題首先是打印材料研發(fā)問題，所研發(fā)的材料除了可應(yīng)用于3D打印電路層和絕緣層、符合“機(jī)”和“電”雙重性能要求外，還必須符合電路層和絕緣層材料之間具有良好界面結(jié)合性能等特殊要求，還要具有固化處理方便等特性。目前已研發(fā)應(yīng)用于打印電路的材料有石墨、導(dǎo)電銀漿等，打印絕緣層的材料有聚乳酸、聚酰亞胺等，種類少，適用范圍有限[10]。其次是3D打印工藝及設(shè)備問題。3D打印多層PCB一般可以選擇2種實(shí)現(xiàn)途徑：一是在同一設(shè)備上(單工位)完成多材料、多層打?。欢窃诮M合機(jī)床或由多臺設(shè)備組成的生產(chǎn)線上(多工位)分別完成不同材料、不同層打印。2種途徑都有相當(dāng)大的實(shí)現(xiàn)難度。以在同一設(shè)備上3D打印多層PCB為例，它面臨多種原材料所需多注射頭組合機(jī)構(gòu)及其三維精密驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)、不同性質(zhì)原材料及其材料性能保障技術(shù)、材料固化技術(shù)、不同性質(zhì)原材料打印工藝技術(shù)、層與層之間的結(jié)合可靠性控制技術(shù)、打印電路精度及其電性能可靠性控制技術(shù)、同層異材的打印成形技術(shù)等重大技術(shù)難題[7]。目前已研發(fā)應(yīng)用的3D打印電路產(chǎn)品技術(shù)及其專用設(shè)備少，技術(shù)成熟度低，而且尚處于技術(shù)研發(fā)初期階段。上述難題大多尚處于待研階段。

3D打印電子產(chǎn)品的技術(shù)難題是涉及打印原材料、工藝、設(shè)備的綜合性技術(shù)問題，三者缺一不可，必須共同發(fā)展進(jìn)步才能形成整體成果。同時(shí)，它也是涉及機(jī)械、材料、電子、測控、自動(dòng)化等學(xué)科的多學(xué)科高新技術(shù)問題，有相當(dāng)大的技術(shù)難度，需要有一定基礎(chǔ)實(shí)力和水平的專業(yè)科研團(tuán)隊(duì)，投入較大的人力、財(cái)力進(jìn)行研究才會(huì)有所成效。為此，突破難題的途徑一是需要政府相關(guān)部門做好頂層設(shè)計(jì)，進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃和組織、協(xié)調(diào)、引導(dǎo)，將其作為一個(gè)跨行業(yè)、跨學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)的系統(tǒng)工程有計(jì)劃、有步驟地組織實(shí)施；二是以需求為牽引、政策為導(dǎo)向，用科研立項(xiàng)攻關(guān)等方法有針對性地重點(diǎn)突破其中的單項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)；三是創(chuàng)新研發(fā)機(jī)制，物色、扶持已有良好研發(fā)基礎(chǔ)的科研單位(團(tuán)隊(duì))，以其為核心創(chuàng)建跨行業(yè)、跨學(xué)科的3D打印電子產(chǎn)品技術(shù)聯(lián)合研發(fā)基地，集中優(yōu)勢力量，以技術(shù)外引內(nèi)聯(lián)的方式充分利用各種綜合資源進(jìn)行3D打印材料、工藝、專用設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)技術(shù)的聯(lián)合研發(fā)。

3 結(jié)束語

隨著3D打印技術(shù)的快速進(jìn)步，用其取代或更新傳統(tǒng)電子產(chǎn)品制造技術(shù)以及微組裝、立體組裝等組裝技術(shù)，進(jìn)行多層PCB、復(fù)雜形體電子產(chǎn)品組件的快速制造已經(jīng)成為可能，相關(guān)技術(shù)研發(fā)工作已經(jīng)取得明顯成果，技術(shù)發(fā)展速度很快。實(shí)現(xiàn)3D打印復(fù)雜電子產(chǎn)品需要打印原材料、工藝、設(shè)備等技術(shù)的共同發(fā)展進(jìn)步，所涉及的技術(shù)領(lǐng)域?qū)?、難度大，其中有待研發(fā)和突破的難題很多，解決難題尚需時(shí)日，但3D打印電子產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用前景看好。

[1] 智研咨詢集團(tuán). 2016-2022年中國3D打印市場運(yùn)行態(tài)勢及投資戰(zhàn)略研究報(bào)告[EB/OL]. [2016-08-01].http://www.chyxx.com/buy/426091.html.

[2] 百科網(wǎng). 3D打印技術(shù)[EB/OL]. [2016-08-01]. http://baike.so.com/doc/5352696-5588154.html.

[3] 北京大學(xué). 國際3D打印技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[EB/OL]. [2016-08-01]. http://www.hyqb.sh.cn/tabid/1189/InfoID/8628/frtid/1188/Default.aspx.

[4] 中關(guān)村在線. 2016上半年國際3D打印行業(yè)十大新聞事件[EB/OL]. [2016-08-01]. http://digi.163.com/16/0621/06/BQ2HS75P001665EV.html.

[5] 中國經(jīng)濟(jì)網(wǎng). 2016首屆中國3D打印節(jié)青島盛大開幕[EB/OL]. [2016-08-01]. http://www.ce.cn/cysc/zgjd/kx/201607/10/t20160710_13673265.shtml.

[6] 智慧芽. 2016年3D打印行業(yè)專利報(bào)告[EB/OL]. [2016-08-01]. http://www.jiemian.com/article/727715.html.

[7] 周德儉. 3D打印技術(shù)及其在電子產(chǎn)品制造中的應(yīng)用研究探討[J]. 機(jī)械制造工藝, 2014(1): 19-23.

[8] ABBEL R, TEUNISSEN P, MICHELS J, et al. Narrow conductive structures with high aspect ratios through single-pass inkjet printing and evaporation-induced dewetting[J]. Advanced Engineering Materials, 2015(17): 615-619.

[9] 張磊, 朱云龍, 程曉鼎, 等. 噴墨打印制備高“高寬比”銀導(dǎo)線工藝[J]. 北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2016(4): 614-619.

[10] 高玉樂, 史長春, 董得超, 等. 基于3D打印技術(shù)的撓性電子電路的快速成型工藝研究[J]. 印制電路信息, 2016(3): 5-8, 23.

[11] 網(wǎng)易數(shù)碼. PCB 3D打印機(jī)Dragonfly2020在美展出[EB/OL]. [2016-08-01]. http://digi.163.com/16/0215/06/BFRHQDD4001665EV.html.

[12] OFweek 3D打印網(wǎng). 3D打印重大發(fā)明之一PCB電路板打印機(jī)登臺[EB/OL]. [2016-08-01]. http://3dprint.ofweek.com/2015-11/ART-132106-8140-29025711.html.

[13] 中科院沈陽自動(dòng)化研究所. 沈陽自動(dòng)化所采用噴墨打印工藝成功制造出柔性化鋰離子電池[EB/OL]. [2016-08-01]. http://www.sia.cn/xwzx/kydt/201409/t20140905-4198547.html.

[14] 日照3D打印網(wǎng). Voxel8開發(fā)出全球首款多材料3D打印機(jī)可直接打印電子產(chǎn)品[EB/OL]. [2016-08-01]. http://www.rizhao3d.com/article-5341-1.html.

[15] 中國3D打印網(wǎng). Optomec新專利讓3D打印電子產(chǎn)品成為現(xiàn)實(shí)[EB/OL]. [2016-08-01]. http://www.3ddayin.net/zx/5945.html.

[16] 3D打印世界網(wǎng). 光寶借力Optomec 3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)電子產(chǎn)品大批量生產(chǎn)[EB/OL]. [2016-08-01]. http://www.wtoutiao.com/p/1a2BBLQ.html.

[17] OFweek 3D打印網(wǎng). EMI利用3D打印提升電子產(chǎn)品防腐技術(shù)[EB/OL]. [2016-08-01]. http://info.printing.hc360.com/2016/12/271958618332-2.shtml.

[18] 3D打印網(wǎng). Voxel8公司免費(fèi)贈(zèng)送3D打印的電子產(chǎn)品[EB/OL]. [2016-08-01]. http://info.printing.hc360.com/2016/08/201819605462.shtml.

專家介紹

周德儉( 1954-) ，男，桂林電子科技大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，西安電子科技大學(xué)外聘博士生導(dǎo)師。曾任桂林電子科技大學(xué)( 原桂林電子工業(yè)學(xué)院) 電子機(jī)械系主任、院長助理，桂林理工大學(xué)( 原桂林工學(xué)院) 副院長，廣西科技大學(xué)( 原廣西工學(xué)院) 院長、校長、校黨委副書記，桂林電子科技大學(xué)正廳級調(diào)研員等職。

從事“電子電路表面組裝技術(shù)( SMT) ”、“制造過程檢測與控制技術(shù)”、“機(jī)電一體化技術(shù)”和“制造業(yè)信息化技術(shù)”領(lǐng)域教學(xué)和研究工作; 主持完成各類科研項(xiàng)目20 余項(xiàng); 發(fā)表論文300 多篇; 主編出版著作、教材9 冊; 獲省部級科技進(jìn)步獎(jiǎng)、優(yōu)秀教材獎(jiǎng)10 余項(xiàng)，國家專利3 項(xiàng)，軟件著作權(quán)5 項(xiàng)。兼任中國電子學(xué)會(huì)會(huì)士及電子機(jī)械工程分會(huì)副主任委員，《電子機(jī)械工程》雜志編委會(huì)副主任，國防科工委微電子組裝開發(fā)應(yīng)用中心理事，中國工藝協(xié)會(huì)電子工藝分會(huì)副理事長，廣西制造業(yè)信息化專家組組長等職。曾獲“機(jī)電部優(yōu)秀科技青年”、“廣西有突出貢獻(xiàn)科技人員”等稱號。

Development Situation and Analysis of 3D Printing Electronic Products Technology

ZHOU De-jian

(ElectromechanicalEngineeringCollege,GuilinUniversityofElectronicTechnology,Guilin541004,China)

Due to having excellent technical characteristics, such as celerity and no limit to structure complex-ity, 3D printing technology is especially suitable for developing single piece, multi-variety and small batch elec-tronic products, and for developing complex components with characteristics of electro-mechanical combination and functional structure, which are difficult to be realized by traditional manufacturing methods. The research of application of 3D printing technology in electronic products manufacturing has a great significance. Firstly, this paper introduces 3D printing technology and current development situation of its application in manufacturing electronic products. Then the development characteristics, tendency and needs of 3D printing technology for electronic products are analyzed. Finally, the appropriate approaches for the technical difficulties of multilayer PCB 3D printing are discussed.

3D printing technology; electronic product; multilayer PCB

2016-08-18

TH164

A

1008-5300(2017)02-0013-05