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像印刷般制造电子设备

编辑:互联网时代网时间:2019-09-08 10:05:41阅读次数:

  在上海产业技术研究院的智能制造中心有一间柔性印刷电子技术实验平台(简称柔性印刷实验室),将电子油墨打印在塑料片或者相纸上,纸片就变成了一块电路板,这样的电路板质量轻、体积小、透明且可以揉卷弯曲。

  印刷电子技术成为电子产业中的新兴热点之一。利用这种技术,三菱化学公司在2010年已经印制出了世界上最大的有机发光二极管面板,科学家们预计:它将在照明或显示领域掀起一场新革命。经过3年多的埋头研发,柔性印刷电子技术实验已经到了“交棒”的关口,实验室工作人员高维表示,他们已迫不及待地想对这项技术进行转化。

  把灯“贴”在需要的地方

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  我们印象中灯是这样的:有长长的电线连着灯泡和插头,或者自带一个灯箱,灯箱里是一块大电路板,灯泡被插在板的卡口中。不过在柔性印刷实验室中,记者看到的是一块发光的透明塑料片,指甲盖大小的LED灯泡像种水稻一样种在上面。

  由于可以编程,灯能摆出各种形状,显示的精细程度取决于LED灯泡的大小。记者在另一边看到了一个要仔细分辨才能看出种了LED灯的塑料片,它正闪烁着当时的时间。

  只要稍微动动脑筋,就不难发现这就是能够产业化的“金矿”。高维介绍说,我们可以把它贴到一整幢大楼的表面,也可以贴到日记本的角落,这样不管在哪儿,你都能查看时间了。

  更为重要的是,打印这样一块显示屏的价格每平方米只有5块钱,因此英国科学家正计划将其用在飞机的窗户上,以降低飞机成本。

  将导电墨水“喷”到材料上

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  人们用传统方式制造电路板已经持续了半个世纪,不过高维表示,这一产业已经走到技术的末端,想要再创造摩尔定律的辉煌怕是很难。而且其产生的环境问题,也让科学家头疼不已。

  在塑料薄膜上印刷电路,则会经济、干净得多。借助在印刷行业已经成熟的丝网印刷或者滚筒印刷技术,只需找到合适的基板和可以导电的“墨水”,工程师就可以大批量地印刷出电路板来。

  柔性印刷实验室花了将近3年时间来研发电子墨水,它以纳米银离子为主要成分,不过想要在常温下快速凝固、持久使用是个技术挑战。实验室一开始只能做加热下的电子印刷,后发展到通过紫外线照射促使电路凝固,如今已经能做到常温下的电子打印。

  渴望交出漂亮的“第三棒”

  如何判断电子墨水的好坏?高维拿出一张相片纸,用电子墨水直写笔在上面划了一根约10厘米的线,并测出了它的电阻为10欧姆。电阻越小说明导电性能越好,一般来说,同样长度导线的电阻为100欧姆。

  “当前电子墨水做得最好的是日本三菱公司,我们的技术已经与它接近,甚至在某些方面还超过它了。”高维说。不过价格仅是它的一半。根据英国IDTechEx公司的预测,10年后,全球印刷电子的市场将会超过600亿美元,而到了2030年,将会成为一个价值3000亿美元的大市场。

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  技术研发已接近尾声,柔性印刷实验室现在最希望的是为这项技术找个好“婆家”,让上海在电子产业新兴领域的成果转化上占得先机。

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