Иновативна 3D технология може да промени драстично производството на интегрални схеми
(снимка: National University of Singapore)
Използването на 3D схеми е от ключово значение за продължаващата миниатюризация на електрониката, но този метод има сериозни недостатъци. Изискването за спомагателни материали и външно налятане ограничават възможностите на малките производители. Но сега изследователски екип от Националния университет на Сингапур (NUS) е разработил нов начин за създаване на автономни, самовъзстановяващи се метални конструкции без тези недостатъци.
Новата технология CHARM3D позволява използване на метален 3D печат за производство на широка гама компактна електроника, включително носими сензори, безжични комуникационни системи и електромагнитни метаматериали, съобщи Tom’s Hardware.
Едно от потенциалните приложения на технологията е в здравеопазването. С помощта на CHARM3D могат да се разработват устройства за наблюдение на жизнените показатели, които са напълно безконтактни. Пациентът просто трябва да се позиционира до сензора, който може да открие дишане и други жизнени показатели, без дори да докосва кожата му.
В допълнение, учените начело с доцент Бенджамин Тий вече използват CHARM3D за изработка на 3D вериги за носими температурни сензори без батерии, антени за безжично наблюдение на жизнените показатели и метаматериали за манипулиране на електромагнитни вълни.
Изследователите от NUS вярват, че тази технология ще направи възможно по-прецизното медицинско изобразяване, като микровълново изобразяване на рак на гърдата, за ранно откриване на тумори. Технологията е обещаваща и в приложения за усъвършенствана сигурност, като например проверка за скрити устройства или контрабанда.
CHARM3D използва метода за директен запис с мастило (DIW), който вече се прилага в производството на 3D схеми. Но DIW обикновено използва материали, които не са добри проводници на електричество, изисквайки допълнителни материали за поддържане на структурата. CHARM3D преодолява това неудобство, като включва в процеса метал на Фийлд – евтектична сплав от индий, бисмут и калай с ниска точка на топене (62º Целзий или 143,6º F). Освен това металът се втвърдява бързо, за разлика от повечето композитни мастила, използвани в DIW.
Комбинацията от тези характеристики прави метала на Фийлд отличен материал за директен запис с мастило на 3D схеми. CHARM3D го използва за създаване на сложни свободностоящи 3D структури като вертикални букви, кубични рамки и мащабируеми спирали.
Екипът на Тий набляга също на свойствата за самовъзстановяване на продукта. Тъй като металът има ниска точка на топене, просто използване на пистолет за горещ въздух може да поправи счупена верига за секунди.
Тий и неговият екип отскоро изследват технологията и търсят възможности за нейното комерсиализиране. Те вярват, че CHARM3D има огромно перспектива в промишленото производство и масовото внедряване на сложни 3D електронни схеми.