NSCRYPTの3Dプリント技術が高性能エレクトロニクスに新たな進歩をもたらす

NSCRYPTの3Dプリント技術が高性能エレクトロニクスに新たな進歩をもたらす
この投稿は Bingdunxiong によって 2023-4-6 10:59 に最後に編集されました

2023年4月5日、Antarctic Bearは、nScryptの研究部門Sciperioが、同社のコンフォーマル3Dプリント回路構造(PCS)が大幅な性能向上を達成し、3Dプリント電子製品の開発を促進すると主張したことを知りました。同社によれば、この進歩はnScryptの高精度なFactory in a Tool技術によって可能になったという。


△ nScryptの研究部門Sciperioが3Dプリントした回路基板

この研究は、3D プリントされた導電性トレースとビア (PCS 内の小さな開口部) を強化することで、全体的な歩留まりとパフォーマンスの調整可能性を向上させることを目的としています。研究チームは、コンフォーマル加熱素子を備えた回路を印刷することでこれらの改善を実現しました。この回路は、ウェアラブル技術、電子機器、暖房システムなど、さまざまな用途に使用できます。

nScrypt と Sciperio の CEO である Ken Church 氏は、nScrypt の Factory in a Tool 技術を使用して製造する導電性トレースとビアにより、ビアの歩留まりと回路密度を向上させながら、高出力のコンフォーマル PCS 回路への扉を開くことができると述べています。これらの進歩により、PCS の性能は従来の PCB の性能に近づき、ほぼあらゆる形状の高性能な電気的機能デバイスを実現するための重要な一歩となる可能性があります。


△コンフォーマルプリント回路構造の概略図
積層導電層技術

この技術は、回路基板に導電層とコネクタを追加するために使用される回路基板製造プロセスです。この技術により、回路基板の密度と性能が向上し、回路基板の設計の自由度が向上します。このプロセスでは、薄いシートを異なる高さに複数層配置することで、回路基板上の導電層が作成されます。ビアフィリング技術により、あるレベルから別のレベルにワイヤを接続し、回路基板上の異なるレベル間の接続を実現できます。この技術は、高速通信、コンピューター、航空宇宙などの分野で広く使用されている高性能回路基板の製造によく使用されています。


△nScrypt の 3Dn-Axis Factory in a Tool (FiT) 3D プリンターの研究では、積層導電層を使用してトレースを作成すると、単層積層トレースに比べて抵抗が大幅に低減できることが示されています。層数が増えるにつれて抵抗は着実に減少し、オーブン硬化なしで層 1 から層 7 にかけて 92% の減少が観察されました。これにより、同じ高さの単層トレースに比べて抵抗が大幅に低くなります。研究者らはまた、この技術を 3D 製造と組み合わせ、トレースを 3D 製造回路構造に統合して積み重ねられたトレースの追加の高さをバランスさせることで、製造効率と性能をさらに向上させました。この技術のさらなる研究と応用により、回路基板の設計柔軟性と生産効率が向上するとともに、高性能電子機器のより高い性能と信頼性の実現にも貢献します。

△別のケースでは、イノベーションラボが3Dプリント技術を使用して製造したPCBの回路図
充填技術による

この技術により、効率的かつ正確なビア充填が可能になるだけでなく、さまざまな回路基板のニーズに合わせて充填の深さと位置を制御することもできます。この研究では、nScrypt のビア充填技術は、従来のビア充填方法と比較して、充填効率が高く、充填品質も均一になり、回路基板の性能と信頼性が向上することも実証されました。これらの技術的改善により、電子機器製造業界に、より効率的で柔軟性があり信頼性の高い回路基板製造ソリューションをもたらすことができます。

結果によると、真空ポンプを使用することで、50 個のビアのうち 49 個を接続する際に、平均抵抗が 4.8mΩ、標準偏差が 0.47mΩ と良好な結果が得られました。チームは、プロトタイプ PCS にこれらの改良を実装した後、スタックされたトレースによって実現される適合型 3D プリント加熱要素を実証しました。加熱要素は 3D プリントによって製造され、各部品には異なる数の導電層が積み重ねられており、トレース幅を変更せずに抵抗を調整できることが実証されています。

全体として、NSCRYPT は高速、柔軟、低コストの電子機器製造を可能にすることを目指しています。同社によれば、この新技術はすでにインテル、IBM、デルなど大手企業から関心を集めているという。

PCB、FiT、電子機器、ウェアラブル、回路基板

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