未來(lái)的平板電腦可在桌面上“印刷”制成？

在人人都可進(jìn)行制造的3D打印機(jī)受到關(guān)注之際，另一場(chǎng)“打印機(jī)革命”也在掀起,那就是“印刷電子”技術(shù)的實(shí)用化。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，這是一種以印刷報(bào)紙、傳單的方式，“印刷”電子元器件的技術(shù)。包括電路、傳感器、顯示器在內(nèi)，能夠把各種各樣的器件印刷在1片基板上。只要把基板與利用3D打印機(jī)成形的樹(shù)脂和金屬外框組合到一起，就能制成平板電腦。在今后，這樣的“桌面工廠(chǎng)”將不再是癡人說(shuō)夢(mèng)。

印刷電子技術(shù)的特點(diǎn)是能夠在小空間內(nèi)進(jìn)行多品種少量生產(chǎn)，其中隱藏著顛覆投資高達(dá)數(shù)千億日元建設(shè)大型生產(chǎn)線(xiàn)，進(jìn)行大批量生產(chǎn)的傳統(tǒng)電子產(chǎn)業(yè)商務(wù)模式的可能性。

傳統(tǒng)的半導(dǎo)體技術(shù)是在硅晶圓上形成薄膜，然后再薄膜上繪制微細(xì)的電路。而印刷電子技術(shù)就像是在紙上打印油墨那樣，在基板上疊加有機(jī)材料。只需把所需材料直接堆疊，無(wú)需傳統(tǒng)技術(shù)中必需的削掉晶圓上薄膜的過(guò)程，能夠大幅降低材料成本。而且，因?yàn)榕c印刷品一樣，比較容易大面積化，所以印刷一張草席大小的大型傳感器也不在話(huà)下。目前，有機(jī)EL(電致發(fā)光)顯示器、太陽(yáng)能電池、電子紙等產(chǎn)品的量產(chǎn)工藝的一部分已經(jīng)采用了這項(xiàng)技術(shù)，為了在今后全面應(yīng)用于量產(chǎn)，各企業(yè)正在積極開(kāi)展該技術(shù)的相關(guān)研發(fā)。

富士膠片公司銷(xiāo)售的臺(tái)式工業(yè)打印機(jī)“DMP-2831”能夠利用普通的噴墨技術(shù)，在樹(shù)脂薄膜上印刷20微米(1微米為100萬(wàn)分之1米)寬的微細(xì)電路。除了平面印刷之外，還能在基板上形成立體圖形。

DMP-2831的外觀看上去就像一臺(tái)個(gè)頭稍大的打印機(jī)，通過(guò)USB連接線(xiàn)個(gè)人電腦，最大支持A4大小。這款打印機(jī)主要面向制造企業(yè)和大學(xué)的研發(fā)，價(jià)格為800萬(wàn)日元。上市5年來(lái)售出了700臺(tái)。

應(yīng)用開(kāi)發(fā)需要轉(zhuǎn)換思維

雖說(shuō)在研發(fā)層次已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)水平相當(dāng)高的印刷，但是，在得到制造企業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)的全面采用之前，除了打印機(jī)以外，墨水、基板材料等方面都需要進(jìn)行諸多技術(shù)改良。要想取代現(xiàn)行的生產(chǎn)技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)必須應(yīng)用于有望取得量產(chǎn)效果的新產(chǎn)品。例如在醫(yī)療領(lǐng)域，東京大學(xué)研究生院工學(xué)系研究科副教授關(guān)谷毅利用印刷電子技術(shù)，開(kāi)發(fā)出了纏繞在導(dǎo)管上檢測(cè)體內(nèi)溫度和氧濃度的傳感器。關(guān)谷表示：“人體用傳感器無(wú)需顯示器和半導(dǎo)體那樣的高集成化，能夠以低成本進(jìn)行印刷。開(kāi)發(fā)新用途時(shí)必須要轉(zhuǎn)換思維。”

在這一點(diǎn)上，日本擁有眾多印刷設(shè)備、材料等方面的實(shí)力派制造企業(yè)，處于十分有利的地位。2011年，日本的27家電子、設(shè)備、材料公司組成“新一代印刷電子技術(shù)研究組合”，力爭(zhēng)跨行業(yè)制定量產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

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