ప్రింటెడ్ సర్క్యూట్ బోర్డు ఫ్లాట్గా ఉంటుంది ఎందుకంటే ఫ్లాట్గా ఉండటం సౌకర్యవంతం. దానిని స్క్రీన్-ప్రింట్ చేయడం సులభం, భాగాలతో నింపడం సులభం మరియు హౌసింగ్లో అమర్చడం సులభం. నిజమైన వస్తువులు అంత సహకారంగా ఉండవు. పరికరాల ఎన్క్లోజర్లు వంగి ఉంటాయి, హెల్మెట్లు క్రమంగా సన్నబడతాయి, విమానాల ఉపరితలాలు వంగుతాయి, మరియు వైద్య పరికరాలు ఏ దీర్ఘచతురస్రాకార సబ్స్ట్రేట్ కూడా సరిపోల్చలేని శరీర నిర్మాణాన్ని అనుసరించాలి. వక్ర మరియు త్రిమితీయ ఉపరితలాలపై నేరుగా ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్లను నిర్మించే మార్గంగా వర్ణించబడిన కొత్త పొగమంచు ఆధారిత ప్రింటింగ్ పద్ధతి, ఈ అసమతుల్యతను నేరుగా లక్ష్యంగా చేసుకుంది.
ఇది నవల ఆకారాలపై అలంకార సర్క్యూట్రీ కాదు. బదులుగా, ఒక వస్తువు యొక్క ఉపరితలాన్ని స్వయంగా సర్క్యూట్గా మార్చే అవకాశం ఇది — లోపల సరిపోయే ఫ్లాట్ బోర్డు చుట్టూ ఉత్పత్తిని రూపకల్పన చేయడం కాకుండా, ఇప్పటికే ఉన్న జ్యామితిపై వైరింగ్, సెన్సర్లు మరియు యాంటెనాలను జమ చేయడం.
పొగమంచు ఆధారిత డిపోజిషన్ ఎలా పనిచేస్తుంది
స్క్రీన్ ద్వారా ఇంక్ను నొక్కడం లేదా నిరంతర బీడ్గా బయటకు తోడడం బదులుగా, పొగమంచు ఆధారిత పద్ధతులు అత్యంత సూక్ష్మమైన ఏరోసోల్గా విభజించబడిన ద్రవ ఇంక్తో ప్రారంభమవుతాయి. ఫలితం ద్రవ జెట్ కంటే నియంత్రిత పొగమంచుకు దగ్గరగా ఉంటుంది: క్యారియర్ గ్యాస్లో నిలిపివేయబడిన సూక్ష్మదర్శిని బిందువుల మేఘం.
ఆ ఏరోసోల్ తర్వాత డిపోజిషన్ హెడ్ ద్వారా నడిపించబడుతుంది, అక్కడ ప్రవాహం ఆకృతి చేయబడి వేగవంతం చేయబడుతుంది. బిందువులు చాలా చిన్నవి కావడం మరియు ప్రవాహాన్ని ఏరోడైనమిక్గా కేంద్రీకరించగలగడం వల్ల, పదార్థాన్ని ఉపరితలానికి వ్యతిరేకంగా నొక్కడం బదులుగా స్టాండాఫ్ దూరం నుండి లక్ష్యంగా చేయవచ్చు. ఆ స్టాండాఫ్ వక్ర మరియు మెట్టు జ్యామితికి కీలకం. ప్రింట్ హెడ్ ఉపరితలాన్ని తాకకుండా ఒక ఆకృతిని అనుసరించగలదు, మరియు క్రింద ఉన్న ఉపరితలం ఫ్లాట్గా ఉండాల్సిన అవసరం లేదు.
బిందువుల నుండి ఘన జాడల వరకు
పొగమంచు ఒకసారి దిగిన తర్వాత, బిందువులు సన్నని తడి రేఖగా కలుస్తాయి. తర్వాత ఒక క్యూరింగ్ లేదా సింటరింగ్ దశ — సాధారణంగా వేడి, కొన్నిసార్లు కాంతి — ద్రావకాన్ని తొలగించి, పదార్థాన్ని వాహక మార్గంగా కలిపేస్తుంది. డిపోజిషన్ మరియు ఏకీకరణ వేర్వేరు దశలు కావడం వల్ల, ప్రక్రియను సర్దుబాటు చేయవచ్చు. అదనపు పాస్లు మందమైన, తక్కువ నిరోధకత కలిగిన రేఖలను నిర్మిస్తాయి; తక్కువ పాస్లు సూక్ష్మమైన లక్షణాలను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. అదే వశ్యత ఒక పాస్ మధ్యలో కోణం మారే ఉపరితలం అంతటా ఒక నమూనాను వేయడానికి అనుమతిస్తుంది.
బహుళ-పదార్థ అవకాశం
పదార్థం స్థిర ఫిలమెంట్ లేదా స్క్రీన్-నిర్వచిత స్టెన్సిల్గా కాకుండా ఏరోసోల్గా వస్తుంది కాబట్టి, ఒకే సాధనం సూత్రప్రాయంగా ఇంక్ల మధ్య మారగలదు. వాహక లోహం వైరింగ్ను ఏర్పరుస్తుంది, డైఎలెక్ట్రిక్ పొరల మధ్య ఇన్సులేషన్ అందిస్తుంది, మరియు నిరోధక లేదా పైజోరెసిస్టివ్ పేస్ట్ సెన్సింగ్ మూలకంగా మారుతుంది. ఆ పొరలను పోగు చేయడం వక్రంపై వైరింగ్ కంటే ఎక్కువ ఇస్తుంది: అది ఉపరితలం నుండే నిర్మించబడిన యాంటెనాలు, కెపాసిటర్లు, స్ట్రెయిన్ గేజ్లు మరియు ఎలక్ట్రోడ్లను ఇస్తుంది.
ఇది పరిష్కరించే జ్యామితి సమస్య
సాంప్రదాయ ప్రింటింగ్ వక్రతతో కష్టపడుతుంది, ఎందుకంటే అది రసాయనికం కాకముందే జ్యామితీయం. స్క్రీన్ ప్రింటింగ్ సబ్స్ట్రేట్కు వ్యతిరేకంగా నొక్కబడిన ఫ్లాట్, టెన్షన్ చేయబడిన మెష్పై ఆధారపడుతుంది; ఆ మెష్ను సిలిండర్ చుట్టూ చుట్టినప్పుడు రిజిస్ట్రేషన్ మరియు టెన్షన్ రెండూ క్షీణిస్తాయి. ఇంక్జెట్ మరియు ఎక్స్ట్రూజన్ పద్ధతులకు నాజిల్ మరియు ఉపరితలం మధ్య నియంత్రిత ఖాళీ అవసరం, మరియు వక్ర భాగంపై ఆ ఖాళీ నిరంతరం మారుతుంది — ఇది ఒకే జాడ వెంట లైన్ వెడల్పు, మందం మరియు విద్యుత్ నిరోధకతను మారుస్తుంది. మెట్లు, గుంటలు లేదా సంయుక్త వక్రతను జోడించండి, అప్పుడు స్థిరమైన పని దూరాన్ని నిర్వహించడం పదార్థాల సమస్యతో పాటు మోషన్-కంట్రోల్ సవాలుగా మారుతుంది.
నాన్-కాంటాక్ట్ పొగమంచు ప్రక్రియ ఆ పరిమితిని సడలిస్తుంది, అయితే దానిని తొలగించదు. డిపాజిట్ నాణ్యత ఇప్పటికీ హెడ్ మరియు ఉపరితలం మధ్య దూరం మరియు కోణంపై ఆధారపడి ఉంటుంది, మరియు లోతుగా లోపలికి ఉన్న లేదా నీడ ఉన్న ప్రాంతాలను నమ్మదగిన విధంగా చేరుకోవడం ఇప్పటికీ కష్టం.
ఈ విధానాన్ని ఎక్కడ అన్వయించవచ్చు
- ఏరోస్పేస్ మరియు రక్షణ: వక్ర ప్యానెల్లు, రేడోమ్లు మరియు అంతర్గత నిర్మాణాలపై ముద్రించిన యాంటెనాలు, సెన్సర్లు మరియు హీటింగ్ ఎలిమెంట్లు, వేర్వేరు బోర్డులను అమర్చడంతో వచ్చే బరువు మరియు ఫాస్టెనర్ సంఖ్యను నివారిస్తాయి.
- ధరించగలిగేవి: శరీరంతో వంగే వస్త్రాలు లేదా సౌకర్యవంతమైన బ్యాండ్లపై జమ చేయబడిన ఎలక్ట్రోడ్లు మరియు ఇంటర్కనెక్ట్లు, వాటిని నిరోధించడం బదులుగా.
- వైద్య పరికరాలు: కాథెటర్లు, కృత్రిమ అవయవాలు మరియు శస్త్రచికిత్సా పరికరాలపై సెన్సర్ శ్రేణులు, ఇక్కడ ఆకారం తయారీ సౌలభ్యం కాకుండా శరీర నిర్మాణం ద్వారా నిర్దేశించబడుతుంది.
- ఆటోమోటివ్ మరియు పారిశ్రామిక: వక్ర నిర్మాణ భాగాలపై ఉంచిన స్ట్రెయిన్ మరియు ఉష్ణోగ్రత సెన్సర్లు, లేదా ఆకృతి ఉపరితలం అంతటా విస్తరించిన హీటింగ్ ఎలిమెంట్లు.
- వినియోగదారు ఎలక్ట్రానిక్స్: వక్ర కేసింగ్లు మరియు డిస్ప్లేలలో ఏకీకృతమైన యాంటెనాలు మరియు టచ్-సెన్సింగ్ పొరలు.
ఇంకా ఏమి పరిష్కరించాలి
ఆశాజనకమైన డిపోజిషన్ పద్ధతి మరియు సామూహిక తయారీ మధ్య అడ్డంకులు ఆచరణాత్మకమైనవి మరియు అనేకం. అంటుకోవడం మొదటిది: ఒక జాడ లోహం, మిశ్రమం, పాలిమర్ లేదా సిరామిక్ కావచ్చు అయిన సబ్స్ట్రేట్పై వంగడం, ఉష్ణ చక్రీయత మరియు నిర్వహణను తట్టుకోవాలి.
ఉష్ణ బడ్జెట్ రెండవది. లోహ ఇంక్లను సింటర్ చేయడానికి తరచుగా అనేక ప్లాస్టిక్లు, మిశ్రమాలు మరియు పూర్తయిన అసెంబ్లీలు తట్టుకోలేని ఉష్ణోగ్రతలు అవసరం, కాబట్టి క్యూరింగ్ దశను స్థానికీకరించడం, కుదించడం లేదా క్రింద ఉన్న భాగాన్ని రక్షించడానికి పునర్నిర్మించడం అవసరం కావచ్చు.
తర్వాత రిజల్యూషన్ మరియు థ్రూపుట్ మధ్య సాంప్రదాయ ఉద్రిక్తత ఉంది. సూక్ష్మ లక్షణాలు మరియు మందమైన వాహక పొరలు వ్యతిరేక దిశలలో లాగుతాయి, మరియు బహుళ-పాస్ డిపోజిషన్ సమయం తీసుకుంటుంది. నాన్-ప్లానార్ ఉపరితలాలపై దిగుబడి మరియు తనిఖీ ఇంకా కష్టం: ఆప్టికల్ ఇన్స్పెక్షన్ వ్యవస్థలు ఫ్లాట్ వ్యూ ఫీల్డ్ల చుట్టూ నిర్మించబడ్డాయి, మరియు వక్రత చుట్టూ చుట్టుకునే జాడను కొలవడం పరిష్కరించబడిన సమస్య కాదు.
చివరగా, ముద్రిత వాహకాలు అరుదుగా ప్రతి భాగాన్ని భర్తీ చేస్తాయి. చిప్లు, కనెక్టర్లు మరియు పవర్ భాగాలు ఇప్పటికీ జోడించాల్సి ఉంటుంది, అంటే పరిశ్రమకు వక్ర, నిండిన ఉపరితలాలపై పనిచేసే పిక్-అండ్-ప్లేస్ మరియు జాయినింగ్ పద్ధతులు కూడా అవసరం.
నిర్మాణం మరియు సర్క్యూట్ మధ్య చిన్న సరిహద్దు
ఫ్లాట్ బోర్డులు అదృశ్యం కావు. అవి చవకైనవి, బాగా అర్థమయ్యేవి మరియు భారీ తయారీ పర్యావరణ వ్యవస్థ ద్వారా మద్దతు పొందుతాయి. కానీ వస్తువు మరియు దాని ఎలక్ట్రానిక్స్ మధ్య ఉన్న రేఖ మృదువుగా మారుతోంది. ఇంజినీరింగ్ మరియు శరీర నిర్మాణం ఇప్పటికే డిమాండ్ చేసే ఆకారాలపై సర్క్యూట్లను జమ చేయగలిగితే, డిజైనర్లు కొత్త స్వేచ్ఛను పొందుతారు: ఉత్పత్తిలో బోర్డును ఎలా అమర్చాలి అని అడగడం బదులుగా, ఉత్పత్తిలోని ఏ భాగాలు స్వయంగా బోర్డుగా మారాలి అని వారు అడగవచ్చు.
పొగమంచు ఆధారిత పద్ధతి ఆ ఫలితం వైపు ఒక మార్గం, మరియు దాని అత్యంత ఆసక్తికరమైన లక్షణం అతి తక్కువ ఆకర్షణీయమైనది కావచ్చు — దానికి ఉపరితలం ఫ్లాట్గా ఉండాల్సిన అవసరం లేదు.
ఈ వ్యాసం Interesting Engineering యొక్క రిపోర్టింగ్ ఆధారంగా రూపొందించబడింది. అసలు వ్యాసాన్ని చదవండి.
Originally published on interestingengineering.com
