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3D打印半导体的最新发展

图片来信:Nordroden / Shutterstock.com

根据半导体行业协会(Semiconductor Industry Association)的数据,2020年半导体的国际销售额达到创纪录的4390亿美元。然而,尽管取得了成功,但2019冠状病毒病(COVID-19)大流行表明,全球半导体供应链不安全,2021年第一季度(1 ~ 3月)半导体芯片严重短缺。

2020年半导体短缺

最明显的,汽车制造商受到半导体短缺的显着影响;由于微处理器缺乏,福特,日产和丰田全部宣布生产削减。此外,游戏机,微软和索尼的制造商报告了去年内的严重库存短缺。

通过额外的焦点,通过全球各国政府的短缺和资金举措引发,半导体行业的3D印刷变得越来越有吸引力。据专家介绍,在短缺问题后,可能导致3D印刷带来的进步和产品的增加。添加剂制造可能会带来更多的创新设备,降低成本,更高的内存,更快的速度,以及减少能源使用量。

打印柔性电路

一个很有前途的领域涉及到与柔性电路3D打印相关的最新进展。

在一次发展中,汉堡大学和德国Elektronen-Synchrotron(Desy)之间为德国的研究合作创造了适合于3D打印的过程,可用于制造透明和可弯曲的电子电路。电路紧密地编织在悬浮液中形成的银纳米线并置于几种柔性透明聚合物中。

在《科学报告》发表的一篇论文中,研究人员表示,他们的技术可能会有新的应用,包括打印led、太阳能电池板或电子工具。研究人员还描述了如何利用他们的制造过程制造柔性电容器。

用于网状结构的银纳米线通常直径为几十纳米,长度为10至20微米。x射线分析表明,放置在聚合物中的纳米线的组成没有发生变化,而且由于固化过程中聚合物造成的压缩,导电性增加。

银纳米线被放置在悬浮的基板上,然后放在外面晾干。出于成本考虑,我们的目标是用尽可能少的纳米线获得最大的导电性。这种方法还有助于提高透明度。在一层一层的方法中使用这种技术,团队创建了一个导电路径或区域。将一种柔性聚合物放置在导电网上,然后用另一种网和更多聚合物覆盖导电网。考虑到所需的几何形状和材料,各种电子部件都可以用这种方式制造。

在他们的报告中,研究小组表示,他们可以通过深思熟虑的分层过程产生他们想要的成品,但补充说,他们的过程可以转移到标准的3D打印机技术。商业3D打印通常是为单个打印材料设计的,要完全实现这项技术,还需要进一步的发展,因为标准打印喷嘴很容易被微小的纳米结构阻挡。欧洲杯足球竞彩

在另一项合作开发中,来自美国空军和美国半导体公司的研究人员使用3D打印技术生产一种柔性硅聚合物半导体。这种新型芯片可弯曲,并具有内置内存的微控制器,能够控制和收集数据进行分析。这种精密、灵活的集成电路的存储容量是目前市场上同类技术的7000倍以上。

向前进

目前,3D打印被用于制造印刷电路板(pcb),通常具有独特的几何形状、互连框架和不同数量的嵌入式组件。将3d打印集成电路和其他元件直接打印到PCB上的能力,使具有独特外形因素和能力的高度定制设备的小批量生产成为可能。

3D打印技术在半导体行业的广泛应用似乎是不可避免的。今后,3D打印可能会面临比处理半导体短缺更有挑战性的问题。这可能意味着制造具有极其微小特征和更复杂几何形状的部件。在未来十年左右的时间里,最初用于小部件和美学的技术将越来越多地用于重新设计。

在20年内,基于3D打印的设计将在高校教授。这些项目的工程师在开始他们的职业生涯时将会考虑3D打印技术。这与现在这一代工程师形成了鲜明的对比,他们在职业生涯的中期学习3D打印技术。

资源进一步阅读

3 . Molitch-Hou, M. 3D打印介入半导体行业摇摇欲坠的供应链。(在线)可以在:https://3dprint.com/280766/3d-printing-steps-in-to-aid-semicondiond-industrys-faltering-supply-chains/

Sertoglu, K. Interview: Semicon芯片短缺的解决方案?3D打印是如何颠覆价值4390亿美元的半导体行业的。3 d印刷行业。(在线)可以在:https://3dprintingIndustry.com/news/interview-a-solution-to-the-semicon-chip-shortage-how-3d-printing-is-disrupting-the-439-billion-semiconductor-intustry-187410/

德意志Elektronen-Synchrotron谜底。用于3D打印的柔性电路。(在线)可以在:https://www.desy.de/news/news_search/index_eng.html?openDirectAnchor=1623&two_columns=1

Mraz, S. 3d打印柔性芯片提供7000倍内存。机的设计。(在线)可以在:https://www.machinedesign.com/3d-printing-cad/article/21836322/3dprinted-flexible-chip-offers-7000x-more-memory

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布雷特•史密斯

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布雷特•史密斯

布雷特·史密斯是美国自由撰稿人,拥有布法罗州立学院新闻学学士学位,在专业实验室工作了8年。

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    史密斯,布雷特。(2021年5月04)。3D打印半导体的最新发展。AZoM。于2021年9月6日从//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=20381检索。

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    史密斯,布雷特。“3D打印半导体的最新发展”。AZoM.2021年9月06。< //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=20381 >。

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    史密斯,布雷特。“3D打印半导体的最新发展”。AZoM。//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=20381。(2021年9月6日生效)。

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    史密斯,布雷特。2021。3D打印半导体的最新发展.viewed September 21, //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=20381。

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