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新创企业开始引领印刷电路技术

发布时间:2020-01-14 17:30:19 阅读: 来源:海水缓蚀剂厂家

密歇根州卡拉马祖市是美国中西部的一座小城,它曾经以造纸厂闻名于世,如今作为印刷电路先驱正在谱写新的篇章。西密歇根大学提出的一个创新毕业计划孵化出了许多项目,这些项目业已催生出许多新创公司。

SafeSense有限公司就是其中最有前途的公司之一。毕业生们开发出了一种能够印刷在有机塑料上的压力传感器,可以用在头盔的内部。

这种传感器可以用来测量炸弹爆炸对士兵的冲击,或者体育比赛时对橄榄球员的冲击。测量数据可以通过蓝牙传输到智能手机,这样小组领队就能立即知道冲撞的严重程度。这些数据也可以被存储起来提供完整的历史记录。

目前至少有两家公司瞄准了这种应用,但他们使用的固态传感器阵列并不能覆盖头盔的整个表面。借助印刷在不同种类塑料上的传感器,SafeSense的设计可以用作整个头盔的覆盖物。

据估计,该设计的材料成本大约是90美元。参与冒险的毕业生们正在寻求天使投资和SBIR批准,以实现他们工作成果的商用化。他们还在寻求合作伙伴公司,希望能够为安装在头盔内部的微型化电子设计创建原型,并实现他们的首次现场测试。

同样是来自SafeSense公司的许多西密歇根大学毕业生正在筹建一家独立的新创企业,研究各种生物医疗应用中会用到的微流体。经过两年的研究,该小组最近获得了一个临时性专利,该专利技术即将发布在最新生物电子与生物传感器杂志上,而且,他们正在为此技术的商用化寻求天使投资。

上述小组分别展示了在薄胶状塑料基板,和厚胶状塑料基板上印刷微流体通道的方法。这种工艺要比目前通常使用硅基MEMS的技术便宜很多。另外,印刷电路可以让设计尺寸更具灵活性,从一个平方毫米到书写论文用的A4纸张大小都可以。

“我们还没有尝试过更大的尺寸,但目前我们确实没有任何尺寸上的限制。”一位名叫Massood Atashbar的电气与计算机工程专业教授表示。

该小组在塑料微流体基础上设计出了一个完整的子系统。虽然这个流体单元跟一个大一点的结婚戒指盒差不多大,但它可以容纳他们开发的各种微流体元件,以及印刷型声表面波传感器。

这些毕业生还开发出一组射频探头传感器,可以插入丙烯酸流体单元。这些流体单元用作微型实验室,能以皮摩尔的精度测试包括有毒物质在内的各种化学和生物制剂,比如镉或汞,食物毒性、化学武器或不同种类的细菌。

几年前,印刷电路领域关注的重点是合成新的材料。西密歇根大学教授和学生们决定创建一个有关新材料及其应用的数据库,这方面的努力产生了另外一个机会。

“我们数据库方面的工作使我们自己出了名,但我们也看到许多漏洞。”化学与造纸工程专业教授Margaret Joyce指出,“问题是虽然我们拥有所有这些新材料,但没有人可以印刷它们,因为它们还没有做成墨水。”

现在西密歇根大学有位博士后正在尝试用另外一家当地的新创企业来填补这个漏洞。这需要理解大量新材料的化学要求和印刷工艺要求。“我们是国内唯一开设有墨水化学课程的一所学校。”Joyce表示。

另外有家新创企业正在塑料上印刷光学传感器。与SafeSense一样,这家公司正致力于为目前使用硅基MEMS的应用提供更低成本的替代品。

研究人员通过印刷工艺,铺设微型颗粒形成一个粗糙的基板,然后将基板用作拉曼滤波器,即可将光学信号增强到令人吃惊的8数量级。这种传感器可以用来检测种类广泛的气体和化学物质的独特特征。

目前为止这些传感器的可靠性还不够高,不能商用。批量产品下信号放大幅度会有从4到7数量级的变化。“我们希望每次都有相同的数量级。”Atashbar表示。

西密歇根大学在印刷电路领域已经从事十多年的研究工作了,最开始时是射频标签,后来扩展到许多方向。

“我们十分理解该领域中各学科间的真正本质,并建立了一个中心用于汇聚来自工程、化学和物理等学科的知识。”Joyce透露,“这与我们大学的印刷项目历史有很大的关系。”她同时指出西密歇根大学是唯一一所提供印刷技术专业博士头衔的美国大学。

西密歇根大学的先进印刷电路中心搭建的电路原型。

先进印刷电路研究中心在12年前开始投入使用,最初只是研究固态器件,Atashbar透露。 印刷电路方面的工作刚好是从7年前开展的。“我们会继续研究固态技术,但现在我们研究的重点是印刷型传感器。”他表示。

目前为止,在美国大约有十所大学能够在该领域给毕业生提供高级学位,而西密歇根大学是少数几家能够提供博士学位的学校之一。该大学开办的培训班生源最远的来自日本、韩国和台湾。

在今年6月份的中下旬,西密歇根大学将主持为期一天的技术交流大会,来自全国各地的专家们将为大约100位密歇根实业家观众展示新技术。这些技术将有望帮助美国汽车工业东山再起。

西密歇根大学管理系主任Robert landeros表示,印刷电路工作也折射出本地企业家精神的悠久历史。这座中西部小城是吉布森吉它工厂和Upjohn制药公创始人的故乡。

Landeros帮助领导着一个当地的企业家项目,这个项目向任何研究领域的学生开放。该项目创建了一个孵化器,目前与十多个学生新创企业有过合作,其中5个目前还在正常运作。虽然很少有新创企业获得过市场的青睐,但它们给学生创始人提供了宝贵的商业经验,Landeros认为。

(编辑:和讯网站)

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