3D 打印解决方案可保护电子设备免受静电放电影响

Josiah02 · 发表于 2024-11-8 12:51:56

静电放电 (ESD) 保护是化学和电子行业关注的重点。在电子行业，ESD 通常会导致集成电路故障，因为带电物体（例如人的手指或工具）会快速释放电压和电流。
借助 3D 打印技术，劳伦斯利弗莫尔国家实验室 (LLNL) 的研究人员正在用可打印的弹性硅胶泡沫“包装”电子产品，为敏感元件提供机械和电气保护。如果没有适当的保护，可能会发生大量设备和组件故障，从而导致成本增加和潜在的工作场所伤害。该团队的研究发表在ACS Applied Materials & Interfaces上。
3D 打印是一种快速发展的制造方法，可以生产具有可定制孔隙结构的蜂窝泡沫，以实现可定制的压缩机械性能，通过在整个打印结构中均匀分布应力来最大限度地减少永久变形。
除了精确控制打印结构之外，3D 打印还可以使用定制树脂，可以进行调整以精确控制材料的固有属性（不会根据现有材料的数量而改变的属性）。
在 3D打印技术中，直接墨水书写(DIW) 可用于打印多种类型的材料，包括硅树脂。DIW 是一种挤出工艺，其中将具有受控流变特性（弹性、塑性和粘度）的糊状物逐层沉积以构建三维结构。
在这项工作中，硅树脂因其低挥发性、良好的弹性、广泛的热稳定性等而备受关注；它们也已经通过 DIW 成功加工并用于可穿戴技术、软机器人和其他结构部件。
为了使用 DIW 打印防静电包装，研究团队进行了混合研究，得出了一种独特的硅树脂配方，该配方包含碳纳米管(CNT) 浓缩物和流变改性剂（增稠剂），不仅可以实现可打印性，还可以达到 ESD 所需的导电性。CNT 是用于控制静电积聚的良好导电添加剂，而流变改性剂则可以在高分辨率下 3D 打印具有定制孔隙率的结构。
研究人员利用特殊配方的树脂将 ESD 结构直接打印到电路板上。除了为敏感电路提供电气保护外，打印结构还可充当缓冲垫，通过用锤子敲击电路板进行测试。
虽然该团队指出，未来将进行改进，但打印结构仍能按预期运行。这些封装功能可能对医疗、机器人和其他应用中使用的专用设备有用。

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