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Después del nacimiento de la tinta conductora, Las impresoras de chorro de tinta normales también se pueden hacer Placa de circuito flexible En unos minutos, Esto duplica la velocidad y el costo del desarrollo de dispositivos portátiles flexibles.
¿De qué sirve comprar impresoras de chorro de tinta en una época en la que casi todos los hogares tienen tabletas? Imprima documentos de trabajo, ayude a los niños a preparar materiales, y ocasionalmente imprima dos fotos que eventualmente podrían convertirse en polvo. O, según varios investigadores universitarios, podría ser una parte importante de la producción personalizada.
Muchos investigadores del Instituto Tecnológico de Georgia, University of Tokyo, and Microsoft (37.4., 0.32., 0.86%) Research Institute recently found a technology for rapid development of electronic equipment, Puede ser directo Circuito de producción A través de impresoras domésticas de chorro de tinta.
Con una carcasa hecha de impresoras 3D de bajo costo y tecnología de corte láser, la tecnología promete reducir aún más los umbrales de desarrollo para el emprendimiento de hardware, ayudando a los empresarios a implementar ideas, mejorar el diseño y, en última instancia, traer juguetes inteligentes innovadores o dispositivos portátiles.
Al desmontar un ordenador o teléfono móvil, Verá uno o más PCB circuit board. PCB circuit board Normalmente verde, Pero a menudo se procesan en rojo, Azul, Negro, O cualquier otro color que el diseñador quiera. Independientemente de la fuente de alimentación del procesador, Transmisión de señales entre componentes, Se hace a través de cables impresos en estas pequeñas placas. A menudo se producen en gran escala con equipos especializados en grandes talleres.
Antes de que comience la producción en masa, los desarrolladores tendrán que hacer varios circuitos para probar el diseño, y luego modificar el diseño de acuerdo con los resultados de las pruebas. Este proceso se llama prueba o prototipo.
En las etapas iniciales de los cursos de experimentación universitaria y el desarrollo de productos, a menudo se utilizan pruebas de placas de ensayo.. Un componente insertado por el usuario, como un cable, Sensor, Resistencia, Etc.. Simulación del rendimiento del producto electrónico final en pizarra blanca con interfaz densa. Es muy conveniente cambiar el diseño de la placa de ensayo, Pero su tamaño es enorme., Fiabilidad y rendimiento inconsistentes con el producto terminado. Tarde o temprano, Los desarrolladores todavía necesitan probar Placa de circuito impreso.
Para ayudar a los empresarios e investigadores a producir rápidamente tableros de circuitos, algunas empresas ofrecen presentaciones de diseño en línea y entrega urgente a los usuarios una vez terminada la producción. Sin embargo, este modo de producción tarda al menos un día en llegar a los PCB, lo que reduce gravemente la velocidad de desarrollo del producto y tarda una semana en cambiar el diseño dos veces.
A medida que los costos de las impresoras 3D y las cortadoras láser disminuyen, los empresarios de hardware pueden probar muchos diseños de vivienda diferentes en un día. El largo ciclo de procesamiento de PCB se ha convertido en una desventaja en el diseño de hardware empresarial.
"Creemos que debemos encontrar una manera rápida de demostrar PCB personalizado,"Gregory Abbott dijo, Profesor de informática interactiva en el Instituto de tecnología de Georgia, Quién cree que la tecnología debería ser más rápida y barata. La gente que quiere practicar puede permitírselo.."
Los últimos avances en la ciencia de los materiales han hecho posible la idea de Abbott. El investigador de Mitsubishi Wu Xuan Fang Shu inventó una tinta conductora que no requiere tratamiento a alta temperatura y que se seca para producir conductividad eléctrica por reacción química. Disuelve las nanopartículas de plata de menos de 0,1 micras de diámetro en un disolvente especial que contiene látex polimérico, y la tinta se seca unos segundos después de la conducción eléctrica.
Mitsubishi optimiza la viscosidad de la tinta, la tensión superficial, la volatilidad y el tamaño de las partículas para asegurar una inyección suave de tinta conductora desde la boquilla de la impresora. El precio de la placa de producción en masa es de 20.000 yenes por 100 ml. Cuando se utiliza como placa de circuito impreso, el circuito de 1 mm de ancho promedia 5 centavos por metro, y el costo no es alto.
Los investigadores probaron la tinta conductiva en una variedad de impresoras de chorro de tinta domésticas y encontraron que las impresoras de chorro de tinta con mayor producción de tinta funcionaban bien, la más barata de las cuales era de menos de $100. Para evitar que el flotador se mezcle en la tinta y afecte a la conductividad eléctrica, se necesita un tubo de filtro desechable durante la inyección.
Las tintas conductoras requieren una baja resistencia al papel y deben protegerse contra la difusión de tinta para garantizar la conductividad. El tratamiento de la superficie es necesario. Los resultados experimentales muestran que el papel fotográfico brillante y la película de plástico PET transparente pueden satisfacer las necesidades de impresión de circuitos. Estos materiales son flexibles y flexibles y son adecuados para el desarrollo de dispositivos electrónicos portátiles flexibles. Esto no está disponible para el Servicio General de personalización de PCB.
La impresión de circuitos por sí sola no requiere software especial. Los desarrolladores sólo pueden utilizar un Diagram a de circuito diseñado convirtiéndolo en un diagrama de matriz de puntos. Pero los circuitos impresos no deben ser demasiado delgados para garantizar la conductividad. Por lo tanto, debe seleccionar el modo foto al imprimir. En este punto, la impresora mezclará la tinta conductora en tres áreas de cian, rojo y amarillo para formar negro, y la salida de tinta es mayor que el modo de texto usando sólo cartuchos negros.
Los investigadores encontraron que la resistencia de las placas de circuitos impresos a chorro de tinta varía con el tiempo y aumenta un 15% después de siete meses. Este es el resultado de la oxidación de nanopartículas de plata, que afectará el uso a largo plazo de la placa de circuito. La solución también es muy simple, el uso directo de la máquina fotosintética doméstica para presionar una capa de película en el tablero de circuitos puede prevenir eficazmente la oxidación.
El tablero es sólo la base. El siguiente paso después de la impresión es instalar componentes como procesadores, resistencias y sensores. Los componentes de la placa de PCB tradicional se fijan mediante soldadura y son muy firmes. Sin embargo, la soldadura requiere al menos 180 °C de alta temperatura, lo que dañará el papel en la parte inferior del tablero y afectará al circuito de curado.
La solución encontrada por los investigadores es pegar los componentes con pegamento de plata conductor, que es el método de instalación más fuerte. En un horno a 65 °C, el adhesivo conductor de plata puede fijar los componentes en 10 minutos. Además, el adhesivo conductor de doble cara producido por 3M también se puede utilizar para fijar componentes.
Además de la propia placa de circuito PCB, los desarrolladores también pueden imprimir directamente a chorro de tinta antenas simples o incluso sensores táctiles. Por ejemplo, a ñadir un botón táctil a un juguete para niños y reproducir música después de sentir el tacto. El costo de imprimir estas antenas y sensores suele ser de sólo unas pocas docenas de centavos.
Producción de productos electrónicos Placa de circuito Es un gran mercado., with an output value of US$9.El año pasado fueron 4 mil millones.. Xerox Laboratories (PARC) has also made a similar attempt. Este a ño, lanzó una tinta conductora llamada "bala de plata"., Puede imprimir circuitos directamente en una placa de plástico. La placa de circuito impreso de plástico debe calentarse a una temperatura de 150 °C durante varias horas antes de instalar el componente.. Además, Los nuevos materiales de Xerox requieren el uso de impresoras industriales de Fujitsu, etc., and the cost is usually more than US$50,000.
La solución del Instituto de tecnología de Georgia cuesta sólo $300 y la velocidad de impresión es más rápida que la de Xerox.
En 1988, Mark Weiser, científico jefe de Xerox Laboratories, presentó el concepto de Computación ubicua, con el nacimiento de un gran número de dispositivos portátiles, tabletas e interactivos de pantalla grande que llevaron computadoras a todo alrededor de los usuarios. La predicción de weize se hizo realidad gradualmente.
Hiroshi Kawahara, Profesor asistente de la Universidad de Tokio que participa en el proyecto, dice que su investigación es un paso importante en la popularización de la computación. En la Conferencia General de computación de este año, Hiroshi Kawahara publicó un documento en el que se detallaban los detalles y las perspectivas de la tecnología de circuitos impresos de inyección de tinta en tiempo real. "Todo el material utilizado en el estudio está disponible directamente en el mercado", escribió.. Puedes hacer experimentos directamente en casa.. Este método se puede imprimir PCB circuit board, El costo de los sensores y las antenas es muy bajo., Esto abre muchas nuevas oportunidades."
