KR101988874B1 - 3차원으로 제조되는 구조체용 기반-구조 전도성 트레이스 및 인터커넥트의 제조 - Google Patents
3차원으로 제조되는 구조체용 기반-구조 전도성 트레이스 및 인터커넥트의 제조 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101988874B1 KR101988874B1 KR1020177013663A KR20177013663A KR101988874B1 KR 101988874 B1 KR101988874 B1 KR 101988874B1 KR 1020177013663 A KR1020177013663 A KR 1020177013663A KR 20177013663 A KR20177013663 A KR 20177013663A KR 101988874 B1 KR101988874 B1 KR 101988874B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- intermediate structure
- conductive
- conductive trace
- hollow
- injection
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/46—Manufacturing multilayer circuits
- H05K3/4644—Manufacturing multilayer circuits by building the multilayer layer by layer, i.e. build-up multilayer circuits
- H05K3/4679—Aligning added circuit layers or via connections relative to previous circuit layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
- B33Y70/10—Composites of different types of material, e.g. mixtures of ceramics and polymers or mixtures of metals and biomaterials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/4097—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by using design data to control NC machines, e.g. CAD/CAM
- G05B19/4099—Surface or curve machining, making 3D objects, e.g. desktop manufacturing
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0284—Details of three-dimensional rigid printed circuit boards
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/11—Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
- H05K1/111—Pads for surface mounting, e.g. lay-out
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/16—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor
- H05K1/162—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor incorporating printed capacitors
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/18—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
- H05K1/182—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with components mounted in the printed circuit board, e.g. insert mounted components [IMC]
- H05K1/183—Components mounted in and supported by recessed areas of the printed circuit board
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/0085—Apparatus for treatments of printed circuits with liquids not provided for in groups H05K3/02 - H05K3/46; conveyors and holding means therefor
- H05K3/0088—Apparatus for treatments of printed circuits with liquids not provided for in groups H05K3/02 - H05K3/46; conveyors and holding means therefor for treatment of holes
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
- H05K3/101—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern by casting or moulding of conductive material
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
- H05K3/103—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern by bonding or embedding conductive wires or strips
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/40—Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
- H05K3/4007—Surface contacts, e.g. bumps
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/40—Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
- H05K3/4007—Surface contacts, e.g. bumps
- H05K3/4015—Surface contacts, e.g. bumps using auxiliary conductive elements, e.g. pieces of metal foil, metallic spheres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
- B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C43/36—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C2043/3665—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles cores or inserts, e.g. pins, mandrels, sliders
- B29C2043/3668—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles cores or inserts, e.g. pins, mandrels, sliders destructible or fusible
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
- B29C33/0011—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor thin-walled moulds
- B29C33/0016—Lost moulds, e.g. staying on the moulded object
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
- B29C33/44—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles
- B29C33/448—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles destructible
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/10—Processes of additive manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/35—Nc in input of data, input till input file format
- G05B2219/35134—3-D cad-cam
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
- G05B2219/49007—Making, forming 3-D object, model, surface
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
- H05K1/092—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
- H05K1/095—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks for polymer thick films, i.e. having a permanent organic polymeric binder
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
- H05K1/092—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
- H05K1/097—Inks comprising nanoparticles and specially adapted for being sintered at low temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/03—Conductive materials
- H05K2201/032—Materials
- H05K2201/0329—Intrinsically conductive polymer [ICP]; Semiconductive polymer
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/09—Shape and layout
- H05K2201/09209—Shape and layout details of conductors
- H05K2201/09654—Shape and layout details of conductors covering at least two types of conductors provided for in H05K2201/09218 - H05K2201/095
- H05K2201/098—Special shape of the cross-section of conductors, e.g. very thick plated conductors
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
- H05K2201/10227—Other objects, e.g. metallic pieces
- H05K2201/10265—Metallic coils or springs, e.g. as part of a connection element
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/01—Tools for processing; Objects used during processing
- H05K2203/0104—Tools for processing; Objects used during processing for patterning or coating
- H05K2203/0126—Dispenser, e.g. for solder paste, for supplying conductive paste for screen printing or for filling holes
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/02—Details related to mechanical or acoustic processing, e.g. drilling, punching, cutting, using ultrasound
- H05K2203/0228—Cutting, sawing, milling or shearing
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/02—Details related to mechanical or acoustic processing, e.g. drilling, punching, cutting, using ultrasound
- H05K2203/0292—Using vibration, e.g. during soldering or screen printing
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/05—Patterning and lithography; Masks; Details of resist
- H05K2203/0502—Patterning and lithography
- H05K2203/0514—Photodevelopable thick film, e.g. conductive or insulating paste
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/06—Lamination
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/07—Treatments involving liquids, e.g. plating, rinsing
- H05K2203/0779—Treatments involving liquids, e.g. plating, rinsing characterised by the specific liquids involved
- H05K2203/0783—Using solvent, e.g. for cleaning; Regulating solvent content of pastes or coatings for adjusting the viscosity
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/08—Treatments involving gases
- H05K2203/082—Suction, e.g. for holding solder balls or components
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/08—Treatments involving gases
- H05K2203/085—Using vacuum or low pressure
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/11—Treatments characterised by their effect, e.g. heating, cooling, roughening
- H05K2203/1115—Resistance heating, e.g. by current through the PCB conductors or through a metallic mask
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/11—Treatments characterised by their effect, e.g. heating, cooling, roughening
- H05K2203/1194—Thermal treatment leading to a different chemical state of a material, e.g. annealing for stress-relief, aging
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/12—Using specific substances
- H05K2203/128—Molten metals, e.g. casting thereof, or melting by heating and excluding molten solder
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/14—Related to the order of processing steps
- H05K2203/143—Treating holes before another process, e.g. coating holes before coating the substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/16—Inspection; Monitoring; Aligning
- H05K2203/163—Monitoring a manufacturing process
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/17—Post-manufacturing processes
- H05K2203/175—Configurations of connections suitable for easy deletion, e.g. modifiable circuits or temporary conductors for electroplating; Processes for deleting connections
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/30—Details of processes not otherwise provided for in H05K2203/01 - H05K2203/17
- H05K2203/302—Bending a rigid substrate; Breaking rigid substrates by bending
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/30—Details of processes not otherwise provided for in H05K2203/01 - H05K2203/17
- H05K2203/308—Sacrificial means, e.g. for temporarily filling a space for making a via or a cavity or for making rigid-flexible PCBs
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/0005—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits for designing circuits by computer
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/0011—Working of insulating substrates or insulating layers
- H05K3/0014—Shaping of the substrate, e.g. by moulding
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/0011—Working of insulating substrates or insulating layers
- H05K3/0044—Mechanical working of the substrate, e.g. drilling or punching
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
- H05K3/12—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
- H05K3/1258—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by using a substrate provided with a shape pattern, e.g. grooves, banks, resist pattern
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
- H05K3/26—Cleaning or polishing of the conductive pattern
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Structure Of Printed Boards (AREA)
- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
Abstract
적어도 하나의 전도성 트레이스를 가진 3차원 물체를 형성하는 방법은 3차원 물체의 모델 설계에 따라 제1 재료로부터 (예컨대, 부가하거나 공제하여) 생성되는 중간 구조체를 제공하는 단계를 포함한다. 중간 구조체는 적어도 하나의 전도성 트레이스에 대한 적어도 하나의 기정의된 위치를 가질 수 있다. 모델 설계는 적어도 하나의 기정의된 위치를 포함한다. 다음으로, 적어도 하나의 전도성 트레이스는 중간 구조체의 적어도 하나의 기정의된 위치에 인접하게 생성될 수 있다. 적어도 하나의 전도성 트레이스는 제1 재료보다 큰 전기적 및/또는 열적 전도성을 갖는 제2 재료로 형성될 수 있다.
Description
본 출원은 본 명세서에서 전체로서 참조로 통합되고 2014년 10월 23일자로 출원된 미국 가특허출원 제62/067,674호에 대한 우선권을 주장한다.
3차원(3D) 구조체 제조는 특히 3D 프린팅의 발전 및 대중화를 통해 건축, 산업 설계, 자동차 제조, 의약, 패션 및 전자기기를 포함하는 다양한 응용으로 사용되는 급속한 발전의 기술이다. 불행히도, 이 분야에서 많은 발전이 이루어졌지만, 전도성 재료의 3D 프린팅을 가능하게 하는 방안은 비용, 낮은 전도성 및 제조 난제를 포함하는 다수의 문제에 시달리고 있다.
본 명세서는 가령 3차원 제조된(예컨대, 3D 프린트된, 가공된, 성형된) 구조체와 같은 3차원(3D) 구조체에 대한 기반-구조(intra-structure) 전도성 트레이스 및 인터커넥트를 제조하기 위한 방법에 대한 요구를 인식하고 있다. 본 명세서는 3차원(3D) 프린트된 구조체에 대한 기반-구조 전도성 트레이스 및 인터커넥트를 제조하는데 사용될 수 있는 방법을 제공한다. 이런 구조체는 가령 3차원 제조된(예컨대, 3D 프린트된, 가공된, 성형된) 물체에서 인터커넥트를 생성하는 것과 같이 다양한 설정으로 사용될 수 있으며, 더 큰 장치 또는 시스템을 구축하는데 사용될 수 있다.
본 명세서의 태양은 (a) 3차원 물체의 모델 설계에 따라 제1 재료로부터 생성되는 중간 구조체를 제공하는 단계; 및 (b) 제1 재료보다 큰 전기적 및/또는 열적 전도성을 갖는 제2 재료로 형성되는 적어도 하나의 전도성 트레이스를 중간 구조체의 적어도 하나의 기정의된 위치에 인접하게 생성함으로써 적어도 하나의 전도성 트레이스를 가진 3차원 물체를 형성하는 단계를 포함하는, 적어도 하나의 전도성 트레이스를 가진 3차원 물체를 형성하는 방법을 제공하며, 중간 구조체는 적어도 하나의 전도성 트레이스에 대한 적어도 하나의 기정의된 위치를 가지며, 모델 설계는 적어도 하나의 기정의된 위치를 포함한다. 일부 실시예로, 중간 구조체는 3차원 물체를 산출하는 초기의 3차원 물체이다. 일부 실시예로, 중간 구조체는 가령 부가(additive) 또는 공제(subtractive) 가공과 같은 3차원 제조 가공을 사용하여 생성된다. 일부 실시예로, 중간 구조체는 부가하여 또는 공제하여 생성된다. 일부 실시예로, (a) 단계는 중간 구조체를 부가하여 생성하는 단계를 포함한다. 일부 실시예로, (a) 단계는 중간 구조체를 공제하여 생성하는 단계를 포함한다.
일부 실시예로, 제1 재료는 고분자(polymeric) 재료, 세라믹(ceramic) 재료, 유기(organic) 재료, 합성(composite) 재료, 금속(metallic) 재료, 광물(mineral) 재료 또는 생체(living) 재료이다. 일부 실시예로, 제2 재료는 금속 전도성 재료, 금속 충전 고분자(metal filled polymer) 전도성 재료, 또는 유기 전도성 재료이다.
일부 실시예로, (b) 단계는 적어도 하나의 기정의된 위치에 인접하게 제2 재료를 포함하는 용액을 주입하는 단계를 포함한다. 일부 실시예로, 본 방법은 용액을 주입한 후 용액을 경화(curing)하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예로, 용액은 전류를 용액에 가하여 줄 가열(Joule heating)을 발생시킴으로써 경화된다. 일부 실시예로, 적어도 하나의 기정의된 위치는 채널이며, (b) 단계에서 용액은 채널의 적어도 일부에 주입된다. 일부 실시예로, (b) 단계는 적어도 하나의 기정의된 위치와 유체소통되는 주입 채널을 갖는 주입 구조체를 제공하는 단계, 및 주입 구조체의 주입 채널을 통해 용액을 적어도 하나의 기정의된 위치로 주입하는 단계를 포함한다. 일부 실시예로, 본 방법은 용액을 상기 적어도 하나의 기정의된 위치로 주입한 이후 상기 주입 구조체를 제거하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예로, 본 방법은 주입 구조체에 인접한 하나 이상의 센서를 사용하여 용액을 주입하는 동안 하나 이상의 주입 파라미터를 모니터하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예로, 본 방법은 용액을 주입하는 동안 하나 이상의 주입 파라미터를 조정하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예로, 본 방법은 주입 구조체를 사용하여 용액을 사출(ejecting)하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예로, 제2 재료는 제1 재료의 전기 전도성보다 큰 전기 전도성을 가진다. 일부 실시예로, 본 방법은 (b) 단계 이전에, 적어도 하나의 기정의된 위치의 적어도 일부에 인접하게 커넥터를 배치한 후, 적어도 하나의 기정의된 위치에 인접하게 적어도 하나의 전도성 트레이스를 생성함으로써, 커넥터와 적어도 하나의 전도성 트레이스를 접촉시키는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예로, 본 방법은 중간 구조체의 포트를 통해 적어도 하나의 전도성 트레이스와 커넥터를 접촉시키는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예로, 적어도 하나의 전도성 트레이스는 복수의 전도성 트레이스를 포함한다. 일부 실시예로, 복수의 전도성 트레이스 중 소정의 하나는 복수의 전도성 트레이스 중 다른 하나로부터 절연된다. 일부 실시예로, 복수의 전도성 트레이스는 전기적 및/또는 열적 연결을 위해 중간 구조체의 외부면에 접촉 패드를 각각 포함한다.
일부 실시예로, 적어도 하나의 전도성 트레이스는 중간 구조체 내에 있고, (b) 단계는 적어도 하나의 전도성 트레이스의 적어도 일부를 노출시키는 단계를 포함한다. 일부 실시예로, 모델 설계는 적어도 하나의 기정의된 위치에 대한 하나 이상의 구조적 제약부(structural constraints)를 포함한다. 일부 실시예로, 본 방법은 적어도 하나의 전도성 트레이스와 전기회로를 전기 접촉시키는 단계를 더 포함한다.
또 다른 태양으로, 본 명세서는, 3차원 물체의 모델 설계에 따라 제1 재료로부터 부가하거나 공제하여 생성되는 중간 구조체로부터 3차원 물체를 형성하기 위한 명령어를 포함하는 컴퓨터 메모리; 및 컴퓨터 메모리와 동작가능하게 연결되고, 제1 재료보다 큰 전기적 및/또는 열적 전도성을 갖는 제2 재료로 형성되는 적어도 하나의 전도성 트레이스를 중간 구조체의 적어도 하나의 기정의된 위치에 인접하게 생성함으로써 적어도 하나의 전도성 트레이스를 가진 3차원 물체를 형성하기 위한 명령어를 실행하도록 프로그램화되는 하나 이상의 컴퓨터 프로세서를 포함하며, 중간 구조체는 적어도 하나의 전도성 트레이스에 대한 적어도 하나의 기정의된 위치를 가지며, 모델 설계는 적어도 하나의 기정의된 위치를 포함하는, 적어도 하나의 전도성 트레이스를 가진 3차원 물체를 형성하는 시스템을 제공한다.
일부 실시예로, 본 시스템은 하나 이상의 컴퓨터 프로세서와 동작가능하게 연결되는 3차원 제조 모듈을 더 포함하며, 3차원 제조 모듈은 모델 설계에 따라 중간 구조체를 부가하거나 공제하여 생성한다. 일부 실시예로, 적어도 하나의 기정의된 위치는 중간 구조체 내 채널이다. 일부 실시예로, 모델 설계는 적어도 하나의 기정의된 위치에 대한 하나 이상의 구조적 제약부를 포함한다.
본 명세서의 또 다른 태양은 하나 이상의 컴퓨터 프로세서에 의해 실행시 적어도 하나의 전도성 트레이스를 가진 3차원 물체를 형성하는 방법을 구현하는 기계-실행가능한 코드를 포함하는 비-일시적 컴퓨터-판독가능한 매체를 제공하며, 상기 방법은: (a) 3차원 물체의 모델 설계에 따라 제1 재료로부터 부가하거나 공제하여 생성되는 중간 구조체를 제공하는 단계; 및 (b) 제1 재료보다 큰 전기적 및/또는 열적 전도성을 갖는 제2 재료로 형성되는 적어도 하나의 전도성 트레이스를 중간 구조체의 적어도 하나의 기정의된 위치에 인접하게 생성함으로써 적어도 하나의 전도성 트레이스를 가진 3차원 물체를 형성하는 단계를 포함하며, 중간 구조체는 적어도 하나의 전도성 트레이스에 대한 적어도 하나의 기정의된 위치를 가지며, 모델 설계는 적어도 하나의 기정의된 위치를 포함한다.
본 명세서의 추가적인 태양 및 이점은 하기의 상세한 설명으로부터 당업자에게 쉽게 명백해질 것이며, 단지 본 명세서의 예시적인 실시예만이 도시되고 설명된다. 구현되는 바와 같이, 본 명세서는 다른 실시예 및 상이한 실시예가 가능하며, 이런 여러 세부사항은 본 명세서에서 벗어남이 없이 다양하고 자명한 측면으로 변형이 가능하다. 따라서, 도면 및 상세한 설명은 전적으로 예시적인 것이며 제한적인 것은 아니라고 간주된다.
본 명세서에서 언급되는 모든 공보, 특허, 및 특허출원은 각각의 개별 공보, 특허, 또는 특허출원이 참조로 통합된다고 구체적이고 개별적으로 표시되었던 것과 동일한 정도로 본 명세서에 참조로 통합된다.
본 발명의 내용 중에 포함되어 있다.
본 발명의 신규한 특징은 특히 첨부된 청구항에 제시된다. 본 발명의 특징 및 이점의 더 나은 이해는 본 발명의 원리가 이용되는 예시적인 실시예들 및 첨부도면들(또한, 본 명세서에서는 "도면" 및 "도")을 제시하는 하기의 상세한 설명을 참조로 얻어질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예의 방법의 흐름도이다.
도 2a-2e는 주입된 전도성 트레이스를 갖는 3차원(3D) 프린트 구조체의 예의 다양한 도면을 도시한다.
도 3은 전도성 트레이스 접촉점을 노출하기 위한 방법의 예이다.
도 4는 전도성 재료 주입 전에 커넥터를 부가하는 예이다.
도 5는 중공벽 표면의 다양한 예를 도시한다.
도 6a-6c는 직사각형 접촉 영역의 중공을 구비한 중간 구조체의 예의 다양한 도면을 도시한다.
도 7은 중공 및 패드를 구비한 중간 구조체의 예이다.
도 8은 중공 주입 포트의 예이다.
도 9는 중간 구조체의 중공의 예를 도시한다.
도 10a-10e는 부러뜨릴 수 있는 탭 및 중간 구조체를 사용하여 접촉점을 노출시키는 방법을 개략적으로 도시한다.
도 11a-11d는 주입 포트를 구비한 부러뜨릴 수 있는 구조체의 예를 개략적으로 도시한다.
도 12a-12c는 센서를 위한 사출 포트 및 고정체를 구비한 부러뜨릴 수 있는 구조체의 예의 다양한 도면을 도시한다.
도 13a-13f는 부러뜨릴 수 있는 구조체가 제거된 도 2의 3D-프린트된 물체의 예의 다양한 도면을 도시한다.
도 14a 및 14b는 3차원 제조된(예컨대, 3D 프린트된, 가공된, 성형된) 물체 내 전도성 구조체와 접촉하는 자체-내장형 모듈에 회로부를 가진 기기의 예를 도시한다.
도 15는 본 명세서의 방법을 구현하도록 프로그램되거나 구성되는 컴퓨터 시스템을 도시한다.
도 1은 본 발명의 실시예의 방법의 흐름도이다.
도 2a-2e는 주입된 전도성 트레이스를 갖는 3차원(3D) 프린트 구조체의 예의 다양한 도면을 도시한다.
도 3은 전도성 트레이스 접촉점을 노출하기 위한 방법의 예이다.
도 4는 전도성 재료 주입 전에 커넥터를 부가하는 예이다.
도 5는 중공벽 표면의 다양한 예를 도시한다.
도 6a-6c는 직사각형 접촉 영역의 중공을 구비한 중간 구조체의 예의 다양한 도면을 도시한다.
도 7은 중공 및 패드를 구비한 중간 구조체의 예이다.
도 8은 중공 주입 포트의 예이다.
도 9는 중간 구조체의 중공의 예를 도시한다.
도 10a-10e는 부러뜨릴 수 있는 탭 및 중간 구조체를 사용하여 접촉점을 노출시키는 방법을 개략적으로 도시한다.
도 11a-11d는 주입 포트를 구비한 부러뜨릴 수 있는 구조체의 예를 개략적으로 도시한다.
도 12a-12c는 센서를 위한 사출 포트 및 고정체를 구비한 부러뜨릴 수 있는 구조체의 예의 다양한 도면을 도시한다.
도 13a-13f는 부러뜨릴 수 있는 구조체가 제거된 도 2의 3D-프린트된 물체의 예의 다양한 도면을 도시한다.
도 14a 및 14b는 3차원 제조된(예컨대, 3D 프린트된, 가공된, 성형된) 물체 내 전도성 구조체와 접촉하는 자체-내장형 모듈에 회로부를 가진 기기의 예를 도시한다.
도 15는 본 명세서의 방법을 구현하도록 프로그램되거나 구성되는 컴퓨터 시스템을 도시한다.
비록 본 발명의 다양한 실시예가 본 명세서에 도시되고 설명되지만, 이런 실시예는 단지 예로서 제공된다는 점이 당업자에게 자명할 것이다. 당업자는 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 많은 변형, 변경 및 치환을 착안할 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 본 발명의 실시예에 대한 다양한 대안들이 이용될 수 있다고 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 "3차원" 구조체 또는 물체라는 용어는 일반적으로 가령 부가 또는 공제 접근법(예컨대, 부가 또는 공제 제조)과 같은 3차원(3D) 제조 접근법에 의해 생성되는 임의의 구조체 또는 물체를 말한다. 3D 물체는 가령 적어도 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 20, 30, 40, 50 또는 100개의 개별 구조체와 같은 하나 이상의 서브-구조체(sub-structures)를 가질 수 있다. 3D 물체는 최종 제품일 수 있거나 중간 제품 그 자체일 수 있다. 후자의 경우, 3D 물체는 다른 물체들과 결합되어 최종 제품으로서 더 큰 물체를 산출할 수 있으며, 다른 물체들 중 일부는 3차원 제조된(예컨대, 3D 프린트된, 가공된, 성형된) 물체일 수 있다.
부가 제조에서, 3D 물체는 가령 층간 증착 또는 배트(vat) 내 광경화성 수지의 층간 고형화와 같이 층상(layer-by-layer)으로 3D 프린팅하여 형성될 수 있다. 공제 제조에서, 3D 물체는 가령 에칭(etching), 밀링(milling) 또는 드릴링(drilling)에 의해 기판으로부터 재료를 제거함으로써 형성될 수 있다. 3차원 구조체를 구축하는데 적합한 다른 제조 가공은 몰딩(molding), 캐스팅(casting), 포밍(forming), 접합(joining), 캐스팅을 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 "중간 구조체"라는 용어는 일반적으로 최종 또는 추후 3차원 구조체를 산출하는데 사용될 수 있는 3차원 제조 가공에 의해 생성되는 임의의 구조체(또는 물체)를 말한다. 중간 구조체는 3차원 구조체를 생성할 수 있는 부가 가공 또는 공제 가공 또는 임의의 다른 가공에 의해 생성될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "트레이스(trace)"라는 용어는 일반적으로 전기 전도성, 열적 전도성, 또는 전기 전도성과 열적 전도성 모두의 부품 또는 요소를 말한다. 일부 예에서, 전도성 트레이스는 전도성 구조체, 채널, 와이어 또는 경로이다. 트레이스는 회로 부품을 함께 전기 연결할 수 있다. 예컨대, 트레이스는 기판이 인쇄회로기판일 때 구리 또는 금을 포함할 수 있고 플렉스 회로에서 인쇄증착, 구리 또는 금일 수 있다. 또한, 트레이스는 금속성 재료, 비금속성 재료 또는 이들의 혼합물로 구성될 수 있다. 트레이스는 예컨대 구리, 알루미늄, 베릴륨, 마그네슘, 몰리브덴, 아연, 코발트, 카드뮴, 리튬, 루테늄, 납, 비스무트, 주석, 인듐, 텅스텐, 철, 니켈, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 오스뮴, 이리듐, 백금 및 금으로부터 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다. 트레이스는 예컨대 실리콘, 에폭시 수지, 아라비아 검(Arabic gum) 또는 유기 전도성 재료와 같은 비-금속 재료를 포함할 수 있다.
트레이스는 규칙적 또는 불규칙적 횡단면을 가질 수 있다. 일부 예에서, 트레이스는 원형, 삼각형, 정사각형, 직사각형, 오각형, 육각형, 형상의 일부, 또는 이들의 조합인 횡단면을 가진다. 일부 예에서, 트레이스는 대략 50 나노미터(nm) 내지 10000 마이크로미터(microns), 또는 대략 100nm 내지 1000 미크론, 또는 200nm 내지 100 미크론, 또는 300nm 내지 50 미크론의 폭을 가질 수 있다. 일부 예에서, 폭은 적어도 대략 10nm, 50nm, 100nm, 500nm, 1 미크론, 10 미크론, 50 미크론, 100 미크론, 500 미크론, 또는 1000 미크론일 수 있다. 트레이스는 3D 물체의 한 치수(예컨대, 길이, 폭 또는 높이)에 걸쳐 있거나 3D 물체의 치수의 일부인 길이를 가질 수 있다. 예컨대, 트레이스는 최대로 3D 물체의 길이의 대략 90%, 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20%, 10% 또는 5%일 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "금속성"이라는 용어는 일반적으로 금속을 포함하거나 금속의 전기적 및/또는 열적 전도성을 가지는 재료를 말한다. 일부 예로, 금속성 재료는 하나 이상의 금속을 포함한다.
본 명세서는 하나 이상의 전도성 트레이스를 갖는 3D 물체를 형성하기 위한 방법 및 시스템을 제공한다. 본 명세서의 방법 및 시스템은 이점적으로, 가령 전자 또는 기계 장치이나 전자 또는 기계 장치의 부품과 같은, 다양한 용도로 하나 이상의 전도성 트레이스 도는 금속화 층을 가질 수 있는 3D 물체의 형성을 가능하게 할 수 있다.
도 1은 3차원(3D) 제조된 구조체용 기반-구조 전도성 트레이스를 제조하기 위한 방법(100)을 도시한다. 이 방법(100)은 중간 구조체를 제조하는 단계(S110), 중간 구조체를 후-처리하는 단계(S120), 전도성 재료를 중간 구조체에 주입하는 단계(S130) 및 주입된 구조체를 후-처리하는 단계(S140)를 포함할 수 있다. 동작 S110 및 S120에 부가하거나 그 대안으로, 이 방법(100)은 중간 구조체를 수용하는 단계(S150)를 포함할 수 있다. 일부의 경우, 동작 S110은 제외될 수 있고, 방법(100)은 동작 S150에서 중간 구조체를 수용할 때 동작 S120에서 시작할 수 있다.
본 방법(100)은 3차원 구조체 제조법(예컨대, 3D 프린트, 컴퓨터 수치 제어(CNC), 가공, 또는 성형)을 사용하여 제조되는 구조체를 구비한 전도성 트레이스, 인터커넥트 또는 다른 전도성 구조체의 통합을 가능하게 하는 역할을 수행할 수 있다. 이런 통합은 3차원 구조체 제조를 위한 다수의 가능성을 개방할 수 있다. 전도성 구조체는 예컨대 낮은 저항선을 통한 전력 전송 또는 높은 대역폭 신호선을 통한 정보 전송에 의해 3차원 제조된(예컨대, 3D 프린트된, 가공된, 성형된) 구조체에 통합되거나 결합되는 전자기기와의 연결을 제공하는데 사용될 수 있다. 한 예로, 하나 이상의 전도성 구조체는 가령 2개의 전력선 및 2개의 신호선을 사용하는 USB 2.0 데이터 전송 프로토콜용 전도성 구조체와 같이 USB(universal serial bus) 전송을 위해 제공된다. 이런 접근은 3차원 제조된 구조체는 3차원 제조된 구조체의 가능성을 확장시킬 수 있다(예컨대, 물체 내부의 전도성 와이어 메시는 터치, 온도 또는 물체 압력을 감지하는 센서의 일부로서 사용될 수 있고, 전도성 구조체는 안테나로서 전자 부품 및/또는 회로(예컨대, RLC 회로)를 생성하는데 사용될 수 있다).
3차원 제조된 구조체와 전도성 트레이스를 통합하는 많은 현재의 방법은 3차원 제조된 구조체의 비-전도성 부분의 제조와 유사한 방식으로 전도성 트레이스를 제조한다. 일부의 경우, 전도성 링크는 증착 직후 경화하거나 고형화하는 액체를 사용하거나 (가열, 자외선(UV) 방사 또는 건습을 포함하나 이에 제한되지 않는) 다른 경화 방식을 사용하여 증착되거나 형성된다. 이 경우, 제1 층의 잉크는 잉크의 제2 층의 부가 이전에 경화될 필요가 있을 수 있다. 이런 요건은 가공을 늦출 뿐 아니라 층간 전기 전도성 문제를 야기할 수 있다(예컨대, 층간 전기 접촉은 하나의 층의 접촉만큼 우수하지 않을 수 있음). 또 다른 경우, 전도성 잉크는 3차원 제조된 구조체의 표면에 제시되는 오픈 채널(open channels)에 증착되며, 예컨대 트레이스가 구조적으로 그 자체로 견고할 수 있다면 채널을 채우거나 표면상에 직접 채운다. 이 방법은 층간 전도성에 존재하는 문제를 감소시킬 수 있지만 종래 방법과 같이 주로 2차원 구조체에 국한되며, 그 결과 추가 3D 프린팅 또는 다른 제조법이 트레이스 증착 후 수행되지 않으면 전도성 트레이스가 노출된다.
이점적으로, 본 방법(100)은 전도성 재료가 실제 3차원 방식으로 3차원 제조된 구조체와 통합될 수 있게 하면서, 낮은 전도성을 포함하는 현재 방식에 존재하는 많은 문제를 해결할 수 있다. 본 방법(100)의 일부로서 생성되는 전도성 트레이스는 더 낮은 전기저항, 10-2 옴미터(Ωm), 10- 3Ωm, 10- 4Ωm, 10- 5Ωm, 10- 6Ωm 또는 10-7Ωm를 가질 수 있다. 이런 전기저항은 20℃에서 측정될 수 있다. 본 방법(100)에서, 구조체는 하나 이상의 중공(cavities)을 갖도록 프린트되는데, 이때 전도성 재료가 바람직하다(S110). 이후, 구조체는 (필요한 경우 또는 원하는 경우) 전도성 재료 주입을 위해 구조체를 준비하도록 후-처리될 수 있다(S120). 구조체가 준비되면, 전도성 재료가 구조체의 하나 이상의 중공으로 주입된다(S130). 이후, 구조체는 원하는 경우 전도성 재료를 경화하고/하거나 트레이스를 노출시키도록 후-처리되어(S140), 예컨대 도 10a-10e에 기술된 방식으로 인터커넥트를 생성할 수 있다. 본 방법(100)의 결과는 하나 이상의 통합된 기반-구조 전도성 트레이스를 포함하는 3차원 제조된 구조체이다.
3차원 제조된 구조체(또는 물체)의 예는 도 2a-2e에 도시된다. 이런 구조체의 예에서, 전도성 트레이스는 3차원 제조된 구조체와 결합될 수 있는 전자 모듈을 연결하는데 사용될 수 있다. 도 2a는 3차원 제조된 구조체의 투명한 등각도(isometric view)이다. 도 2b는 3차원 제조된 구조체의 투명한 측면도이다. 도 2c는 3차원 제조된 구조체의 투명한 정면도이다. 도 2d 및 2e는 각각 3차원 제조된 구조체의 등각 정면도 및 배면도이다. 전도성 트레이스를 위한 중간 구조체(201)는 도 2a-2c에 도시된다. 중간 구조체(201)는 생성될 최종 3D 물제 또는 구조체의 적어도 일부를 형성할 수 있다.
동작 S110은 중간 구조체(즉, 전도성 주입 이전에 전도성 주입을 위해 설계된 구조체)를 제조하는 단계를 포함할 수 있다. 동작 S110은 전도성 재료의 주입을 목적으로 가령 중공 또는 채널과 같은 하나 이상의 기정의된 위치를 포함하는 3차원 구조체를 생성하는 역할을 할 수 있다. 하나 이상의 기정의된 위치는 3D 물체 또는 구조체의 모델 설계의 일부일 수 있다. 모델 설계는 가령 컴퓨터-지원 설계(CAD)와 같은 컴퓨터 설계 또는 컴퓨터-지원 설계일 수 있다. 모델 설계는 컴퓨터 메모리에 저장될 수 있다. 일부의 경우, 모델 설계는 3D 물체를 생성하기 위한 컴퓨터-실행가능한 명령어를 포함할 수 있다. 모델 설계는 3D 프린팅 시스템에 의해 하나 이상의 기정의된 위치를 가진 중간 구조체를 생성하는데 사용될 수 있다.
또한, 동작 S110 동안 제조된 중간 구조체는 전도성 재료의 주입을 제조하는 단계, 고품질 인터커넥트용 표면을 생성하는 단계, 전도성 라인을 2개의 구별되는 라인으로 나누는 단계 및 방법(100)의 동작 중에 동시에 부품의 가공을 용이하게 하거나 다수의 부품의 일괄처리(batching)를 가능하게 하도록 장치(예컨대, 센서 또는 주입 장치)의 부품들 또는 다른 고정체들 중 하나를 고정하는 단계를 포함하나 이에 국한되지 않는 전도성 재료를 수용하는 단계 이외의 다양한 다른 기능들을 수행할 수 있다. 이런 구조체는 예컨대 인터커넥트 구조체의 생성을 가능하게 하거나 3D 물체를 사용자에게 운송하기 전에 고정 구조체를 제거하도록 동작 S140 동안 제거될 수 있는 일시적인 구조체일 수 있다.
3D 프린트된 물체에서 일시적인 구조체의 구현의 예는 도 13a-13f에 도시된다. 도 13a는 전도성 재료 및 일시적인 구조체(1302)로 채워진 기판(1301)의 등각도이다. 기판(1301)은 3D 프린트된 물체일 수 있다. 도 13b는 제거되는 일시적인 구조체(1302) 및 전도성 재료(1303)로 채워진 기판(1301)의 등각도이다. 도 13c 및 13d는 각각 제거되는 일시적인 구조체(1302) 및 전도성 재료(1303)로 채워진 기판(1301)의 측면도 및 정면도이다. 도 13a-13d의 기판(1301)은 전도성 재료(1303)를 도시하도록 투명으로 도시된다. 도 13e 및 13f는 커넥터 패드(1304)를 가진 기판(1301)의 입체 등각도 및 정면도를 각각 도시한다.
일부 실시예는 가령 중공의 길이에 따라 시작부에, 끝단에, 기정의된 위치에, 및/또는 임의의 수의 위치에 국부적으로 부가될 수 있는 기결정된 구조 제약 부분들(structural constraint ensembles)을 가진 기능 탭 및 중공과 같은 일시적인 중간 구조체의 집합을 제공한다. 일시적인 중간 구조체는 가령 주입 이후 제거가 가능할 수 있다. 중공 및 탭 설계는 중공을 국부적으로 높이고 최적의 접촉면적 대 횡단면을 가지도록 그 구조를 변경함으로써 어레이로 배열되는 고품질 접촉의 생성을 가능하게 할 수 있다. 탭의 베이스의 파쇄는 커넥터 패드의 노출을 가능하게 할 수 있다. 중공이 구조체의 제거가능한 부분을 통해 이어진다면, 파쇄는 중공의 길이의 일부를 제거할 수 있고 라인으로 부서져서 그 라인의 2개 부분으로 분리될 수 있다. 이런 구조의 예는 도 10a-10e에 제시된다. 중공 구조는 탭으로 제한되어 도킹(docking)과 주입의 고정 또는 장치의 모니터링을 가능하게 하고, 주입 펌프 또는 주사기와의 연결을 가능하게 할 수 있다(예컨대, 도 11 참조). 추가로, 탭 그 자체의 구조는, 예컨대 도 12a-12c에 도시된 바와 같이, 손 또는 작동자(예컨대, 사람 또는 로봇 작동자)의 다른 조정 유닛, 가공하거나 센서를 부착하기 위한 도구 또는 임의의 다른 기구에 위한 처리를 가능하게 하도록 구성될 수 있다.
도 12a-12c는 사출 포트(1202) 및 하나 이상의 센서를 고정하거나 지지하는 고정체(1203)를 구비한 부러뜨릴 수 있는 구조체(1201)의 예의 다양한 도면을 도시한다. 도 12a는 등각도이고 도 12b는 측면도이다. 부러뜨릴 수 있는 구조체(1201)는 전도성 재료를 위한 복수의 중공(1205)을 가진 중간 구조체(1204)에 인접해있다. 고정체(1203)는 가령 광학 센서, 온도 센서, 압력 센서 또는 화학 센서와 같은 하나 이상의 센서를 고정하거나 지지할 수 있다. 도 12c는 부러뜨릴 수 있는 구조체(1201) 및 이에 인접한 포토마이크로센서(1206)의 측면도이다. 포토마이크로센서는 전도성 재료를 중간 구조체(1204)의 중공(1205)으로 주입하는 프로세스 중에 부러뜨릴 수 있는 구조체(1201)의 중공의 단부에서 전도성 재료의 존재를 감지하는데 사용될 수 있다.
도 10a-10e는 중간 구조체에서 접촉점을 형성하는 방법을 개략적으로 도시한다. 도 10a를 참조로, 패드 생성 및 라인 파괴(line breaking)용 일시적인 중간 구조체(1001)는 비어 있는 상태로 제공된다. 탭(1002)은 중간 구조체(1001)에 인접하게 놓인다. 중간 구조체(1001)는 복수의 채널(1004)을 포함한다. 다음으로, 중간 구조체(1001)의 채널(1004)은 도 10b에 도시된 바와 같이 전도성 재료로 채워진다. 다음으로, 탭(1002)은 기계 또는 조작자가 힘을 탭(1002)으로 가함으로써 부러지며, 도 10c에 도시된 바와 같이 탭(1002)의 베이스에서 제어가능하게 파쇄된다. 밀링, 드릴링 또는 다른 동작이 탭의 재료를 제거하는데 수행될 수 있다. 이는 가령 전기 접촉과 같은 소정의 목적에 적합한 표면 특성(예컨대, 거칠기)을 접촉 영역에 제공할 수 있다. 이는 도 10d(측면도) 및 도 10e(투시도)에 도시된 바와 같이 패드(1003) 및 라인의 파괴를 형성한다. 도 10e는 다수의 패드(1003)를 도시한다. 패드(1003) 및 채워진 채널(1004)은 전기적 및/또는 열적으로 서로 분리될 수 있다.
탭(1002)은 중간 구조체(1001)의 다수의 채널 사이의 유체 접근(fluid access)을 제공할 수 있다. 중간 구조체(1001)가 채워지고 탭(1002)이 부러지는 경우, 그 결과로 생긴 패드(1003)는 서로 분리될 수 있다.
탭(1002)은 다양한 이점을 가질 수 있다. 예컨대, 탭(1002)은 서로 전기적으로 분리되는 패드(1003)를 생성할 수 있다. 패드(1003)는 중간 구조체(1001) 외부의 장치 또는 시스템으로부터의 전기적 및/또는 열적 접촉을 위해 사용될 수 있다. 일부의 예에서, 패드(1003)는 중간 구조체(1001) 외부의 회로와의 전기적 접촉을 제공하는데 사용된다.
중간 구조체(1001)는 적어도 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 20, 30, 40, 50, 100 또는 500개의 패드(1003)를 포함할 수 있다. 중간 구조체(1001)는 적어도 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 20, 30, 40, 50, 100 또는 500개의 채널(1004)을 포함할 수 있다.
도 1을 참조로, 동작 S110은 또한 프린트된 구조체와 함께 작동할 수 있는 전자 회로의 적절한 연결 및 도킹을 가능하게 하는 기계적 구조체의 제조를 포함할 수 있다.
또한, 본 명세서는 가령 (예컨대, 포고 핀(pogo pins) 또는 스프링 핑거(spring fingers)와 같은) 하부에 스프링 장착 수 커넥터(male spring loaded connectors)을 구비한 주입 몰딩 모듈(injection molded modules)에 포함된 전자 회로부를 수용하거나 담을 수 있는 채널 및/또는 중공과 같은 위치들을 제조(예컨대, 프린팅, 가공, 성형)하는 방법을 제공한다. 위치들은 기정의되거나 기결정될 수 있다. 3D 물체가 가공되면, 모듈은 방법(100)을 통해 생성된 인터커넥트와 접촉하는 커넥터를 가진 중공에 삽입될 수 있다. 또한, 기계적 부착 기구는 모듈과 인터커넥트 사이의 전기적 소통을 유지하도록 중공과 함께 프린트될 수 있다. 이런 기구는 제한 없이 중공에 도킹을 가능하게 하는 프린트된 피처(printed feature)를 가진 바 굴곡 기구(bar flexure mechanism) 또는 주입 몰딩 도어(injection molded door)가 모듈 인서트(module insert)를 슬라이드 및 잠금하게 해주는 중공의 측면의 래치(latches)이거나 이를 포함할 수 있다.
도 14a는 3차원 제조된 물체 내 전도성 구조체와 접촉하는 자체-내장형 모듈을 포함하는 기기의 예를 도시한다. 도시된 예의 기기는 도어(1401), 자체-내장형 회로부(1402), 스프링-장착 커넥터(1403), 기계적 도킹 피처(1404), 전도성 재료 패드(1405), 전도성 구조체를 구비한 3차원 제조된 기판(1406) 및 회로부용 중공(1407)을 포함한다. 도 14b는 도어(1401)가 삽입된 3차원 제조된 기판(1406)에 도킹된 자체-내장형 회로부(1402)를 도시한다. 여기서, 스프링-장착 커넥터(1403)는 전도성 재료 패드(1405)와 접촉하고 있다.
동작 S110은 구조체를 3D 프린트하여 중간 구조체를 제조하는 단계를 포함할 수 있다. 동작 S110은 임의의 다른 부가 제조 가공법에 의해 또는 임의의 적절한 방식으로(예컨대, 주입 몰딩, CNC 밀링, 캐스팅 또는 워터젯 커팅에 의해) 중간 구조체를 제조하는 단계를 추가로 또는 대안으로 포함할 수 있다.
동작 S110은 레이저-기반 스테레오 리소그라피-기반 3D 프린팅 기법(SLA) 또는 마스킹된 이미지 투영-기반 SLA 기법을 사용하여 중간 구조체를 제조하는 단계를 포함할 수 있다. 동작 S110은 압출 기법(예컨대, 용융 적층 모델링 또는 주사기 증착(syringe deposition)), 미세입자 기법(granular techniques)(예컨대, 레이저 소결), 파우더 베드 기법(powder bed techniques), 잉크젯 헤드 기법(예컨대, 멀티젯 프린팅, 폴리젯), 적층 물체 제조 기법(laminated object manufacturing techniques) 및/또는 임의의 다른 부가 제조 기법을 사용하여 중간 구조체를 제조하는 단계를 추가로 또는 대안으로 포함할 수 있다.
동작 S110은 감광성 수지를 갖는 중간 구조체를 제조하는 단계를 포함할 수 있지만, 추가로 또는 대안으로 중합 재료(예컨대, 열가소성 또는 열경화성 폴리머), 세라믹, 설탕, 콘크리트, 유리, 유기 합성물, 금속 재료, 광물, 생체 재료(예컨대, 생체 세포) 또는 임의의 다른 적절한 재료를 갖는 중간 구조체를 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
동작 S110은 한 세트의 제조 제약조건에 따라 중간 구조체를 제조하는 단계를 포함할 수 있다. 제조 제약조건은 1차 제약조건(즉, 중간 구조체 제조 공정에 고유한 제약조건) 및 2차 제약조건(즉, 전도성 재료 주입 공정에 관한 제약조건) 모두를 포함할 수 있다. 1차 제약조건은 제조 방법에 기반하여 상이할 수 있다. 1차 제약조건의 예는 층간 제조 공정의 수직 해상도(vertical resolution), 층간 제조 공정의 평면 해상도(planar resolution) 및 제조 공정의 유닛 간 공차 변화(tolerance variation)를 포함한다. 2차 제약조건은 재료의 제약, 구조적 제약 및/또는 전도성 재료 주입에 관한 중간 구조체 제조 공정의 임의의 다른 제약을 포함할 수 있다.
재료의 제약의 일부 예는 반응도 제약(예컨대, 전도성 재료와 접촉하는 중간 구조체의 재료는 전도성 재료를 저하시키거나 전도성 재료에 의해 저하되지 않아야 함), 열적 제약(예컨대, 재료는 중간 구조체가 후-처리 또는 전도성 재료 주입 및 가공 중에 구조적 또는 심미적으로 변형되거나 저하되지 않는 실질적으로 높은 유리 전이 온도(glass transition temperature) 및 열변형 온도(heat deflection temperature)를 가져야 하며, 재료의 형태 및 색은 공정(100) 이후 제어되도록 유지해야 함), 및 재료 기계적 제약(예컨대, 벌크 재료는 전도성 재료 주입에 의해 기계적으로 변형되지 않아야 함)을 포함한다. 다른 재료의 제약은 중간 구조체의 특성에 의해 유발될 수 있다(예컨대, 비-가공 재료는 동작 S110 이후 채널에서 제거될 수 있어야 하며, 중간 구조체가 동작 S140 중에 제거될 것이라면, 그 재료는 미립 구조체의 완전한 제거를 가능하게 하는 기계적 특성을 가지도록 미립 구조체가 프린트되게 허용할 수 있다). 이런 제약조건은 제약의 예로 제시된다. 예컨대, 일부의 경우, 전도성 재료 주입에 의한 중공의 기계적 변형은 바람직할 수 있다. 게다가, 서로 다른 제약조건들이 동일한 구조체의 서로 다른 부분들에 대하여 바람직할 수 있다; 예컨대, 서로 다른 전기 신호를 전달하기 위한 전도성 트레이스는 서로 다른 재료 및 구조적 요건을 가질 수 있다.
구조적 제약조건의 일부 예는 중공 치수 제약, 중공 접근 제약, 중공 곡률 반경 제약, 중공 비-교차 제약, 및 구조상 기계적 제약을 포함한다. 이런 제약은 형성될 3D 물체에 기반하여 선택될 수 있다. 예컨대, 중공 곡률 반경은 3D 물체의 일부가 적어도 대략 0.1미터의 곡률 반경을 가져야 할 수 있다.
중공 치수 제약(cavity dimension constraints)은 중공의 최소폭과 최대폭, 중공의 최소길이와 최대길이에 대한 제약조건을 포함할 수 있다. 더 일반적으로, 치수 제약은 중공 형태에 대한 임의의 제약조건을 포함할 수 있다.
일부의 예에서, 중공 치수 제약은 중공의 내부 구조에 대한 제약을 포함할 수 있다. 예컨대, 중공 제약은 도 5에 도시된 바와 같이 중공이 매끄러운 원형 벽, 물결형 벽, 내부 평면, 또는 내부 부착물을 가지도록 요구할 수 있다. 중공은 (규칙적이든 불규칙적이든) 임의의 형태를 가질 수 있다. 중공의 다른 예는 도 6a-6c, 7, 10a-10e, 11a-11d 및 12a-12c에 도시된다.
중공 치수 제약은 다수의 다른 구조 설계의 고려사항에 관한 것일 수 있다. 예컨대, 중공벽의 거칠기는 주입된 전도성 재료가 어떻게 중공벽을 흐르거나 덮는지에 대한 요인이 될 수 있다. 추가로, 중공 치수 제약은 중공의 기계적 특성(예컨대, 응력, 변형, 강성) 또는 전기적 특성(예컨대, 저항, 인턱턴스, 캐패시턴스) 및/또는 주입되는 전도성 재료에 영향을 미칠 수 있다. 중공 치수는 추가로 또는 대안으로 주입되는 전도성 재료와 중공 사이의 상호작용(예컨대, 유도 모세관 힘(induced capillary force), 재료 흐름 저항(material flow resistance))에 영향을 미칠 수 있다. 예컨대, 접촉 패드의 표면 근처의 중공은 도 6a-6c 및 도 7에 도시된 바와 같이 접촉면 면적을 증가시키도록 형성될 수 있다. 이런 형태는 원형, 삼각형, 정사각형, 직사각형, 부분 형태, 또는 이들의 조합일 수 있다. 또한, 중공 치수는 동작 S110에서 비-가공 재료가 채널에서 제거되는 방식에 영향을 미칠 수 있다(예컨대, 점착성의 감광성 수지는 직경이 매우 얇아서 채널에서 제거되도록 하는 것이 어려울 수 있다). 또한, 중공 치수 제약은 제조 공정 또는 재료의 제약들에 의해 좌우될 수 있다(예컨대, 일부의 스테레오리소그래피 가공에서, 0.5mm 이하의 채널은 프린트되는 것이 어려울 수 있다).
도 6a-6c는 직사각형 접촉 영역을 갖는 중공을 구비한 중간 구조체의 예의 다양한 도면을 도시한다. 직사각형 패드(601)는 도 6a 및 6b에 도시된다. 도 6a는 직사각형 패드(601)가 비어있는 중간 구조체를 도시한다. 직사각형 패드(601)는 다른 구조체들과의 연결을 위한 커넥터 패드일 수 있고, 더 큰 회로 구조체를 구축하는데 도움을 줄 수 있다. 도 6b는 주입으로 채워진 직사각형 패드(601)를 갖는 중간 구조체를 도시한다. 도 6c는 후-처리 이후의 직사각형 패드(601)의 평면도이다.
도 7은 중간 구조체(700)의 예시적인 도면을 도시한다. 중간 구조체(700)는 전도성 재료의 주입을 위한 지지 구조체(702)와 유체 소통하는 다수의 중공(701)을 가진다. 패드(703)는 주입 이후 형성된다. 패드(703)는 다른 구조체들과 전기적 또는 열적으로 소통하는데 사용될 수 있는 접촉 영역을 제공할 수 있다. 패드(703)는 중간 구조체(700)의 표면에 대하여 융기될 수 있다. 패드(703)는 가령 원형, 삼각형, 정사각형 또는 직사각형과 같은 다양한 횡단면을 가질 수 있다. 비록 하나의 패드(703)가 도시되지만, 중간 구조체(700)는 가령 적어도 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개의 패드와 같이 접촉 영역을 가진 다수의 패드를 가질 수 있다.
중공 접근 제약에 따르면 중간 구조체는 각각의 중공에 대한 개구를 가져서 전도성 재료가 그 개구로 주입되도록 할 수 있다. 가령 도 8의 개구(801)와 같은 이런 개구는 예컨대 개구가 주입 이외의 목적으로 사용될지라도 주입 포트라고 할 수 있다. 예컨대, 주입 포트는 중공으로의 접근, 전도성 재료의 주입, 전도성 재료의 사출, 또는 임의의 다른 용도로 사용될 수 있다. 마찬가지로, 개구는 또한 (재료 사출용이라면) 사출 포트 또는 (다른 목적용) 접근 포트로 지정될 수 있다.
중간 구조체는 채널과 유체 소통하는 하나의 개구를 가질 수 있다(예컨대, 도 8 참조). 대안으로, 중간 구조체는 채널 또는 다수의 채널들과 각각 유체 소통하는 적어도 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 20, 30, 40 또는 50개의 개구를 가질 수 있다. 이런 채널 또는 다수의 채널들은 주입, 사출 또는 다른 접근을 허용할 수 있다.
중공 접근 제약은 각각의 중공이 주입 포트 및 사출 포트(예컨대, 전도성 재료의 주입과 사출의 전용 포트들)를 포함하도록 지시할 수 있고 소기의 구조체 또는 소정의 구조체에 따라 이런 포트들의 위치를 더 지시할 수 있다.
추가로 또는 대안으로, 중공 접근 제약은 중간 구조체의 중공이 접근 점(access points)을 가지도록 지시할 수 있다. 예컨대, 중공은 중간 구조체의 표면 근처에 섹션을 가지며 여기서 드릴링 또는 밀링 또는 3차원 제조된 구조체로부터 재료를 제거하는 임의의 다른 동작은 이후 진행되는 동작들 S120 또는 S140에서 주입 포트를 개방할 수 있다. 이런 중공 접근 제약은 전도성 재료 주입의 활성화에 관한 것일 수 있다. 또한, 중공 접근 제약은 전도성 재료의 기능적 면들에 대한 제약을 포함할 수 있다. 예컨대, 중공 접근 제약은 중공과 전기 접촉이 요구되거나 결국 중공을 채울 전도성 재료가 요구되는 위치 내 중간 구조체의 표면 근처에 중공이 있어야 한다고 지시할 수 있다. 이는 예컨대 융기된 접촉 패드를 요구하는 것과 같이 이런 영역에 국부적으로 구조적 제약을 요구하는 것으로 확장할 수 있다(예컨대, 도 7 참조). 도 3에 도시된 바와 같이, 예시적인 구조체는 후-처리와 함께 이런 제약을 사용하여 전기 접촉을 노출시킨다. 가령 도 10a-10e, 11a-11d 및 12a-12c에 나타난 바와 같은 탭들은 또한 이런 구조적 제약의 예이다.
중공 접근 제약은 중공 치수 제약 또는 다른 제약들과 연관될 수 있다. 예컨대, 중공 접근점들은 접근점들에 관한 형태, 크기, 위치, 방위 또는 임의의 다른 파라미터에 대한 특정 제약들을 가질 수 있다. 예컨대, 중공 접근 제약은 주입 주사기를 더 잘 수용하거나 주입 성능을 향상시키기 위해 (도 8에 도시된 바와 같이) 중공 주입 포트가 기울어져 있고 중공의 잇따르는 섹션보다 더 큰 직경을 가져야 한다고 지시할 수 있다.
또한, 중공 접근 제약은 중간 구조체의 서로 다른 3차원 용적에 대응하는 다수의 주입(및/또는 사출 또는 접근) 포트에 대한 요구를 포함할 수 있다. 이는 중간 구조체의 다양한 부분으로의 접근을 가능하게 할 수 있다. 일부의 경우, 이런 주입 포트는 일시적인 접근을 위해 지정될 수 있다. 포트는 중간 구조체의 제조 이후 몇몇 이점에서 폐쇄되거나 덮혀질 수 있다. 서로 다른 3차원 평면이나 용적에 대응하는 다수의 주입 포트는 하나의 평면 또는 용적으로 배열될 수 있다. 예컨대, 구조체는 도 9에 도시된 바와 같이 중간 구조체 내부의 적어도 2개의 분리된 평면에 대응하는 평면에 배열되는 4개의 주입 포트를 가질 수 있다.
또한, 중공 접근 제약은 중간 기능형 구조체 내부의 채널의 접근 및 연속성을 가능하게 하는 채널의 형태, 치수, 방위, 위치 및/또는 직경을 요구하는 것을 포함할 수 있다. 이는 예컨대 인터커넥트를 생성하게 하는 착탈식 탭, 주입 사출 포트를 가진 착탈식 탭, 2개의 라인으로 분리시키는 착탈식 탭(들) 및/또는 주입 동작 S130을 모니터하는 부착 고정체를 가진 착탈식 탭(들)을 포함할 수 있다.
중공 곡률 반경 제약은 중공의 최소 곡률 반경에 대한 제약을 포함할 수 있다. 중공 비-교차 제약은 중간 구조체에서 다른 중공들 또는 다른 전도성 재료들과 중공의 교차에 대한 제약을 포함할 수 있다. 예컨대, 별도의 전기 신호를 전달하는 전도성 트레이스를 지원하기 위한 중공은 전기적 분리가 필요할 수 있고, 결국 중공이 교차하지 않아야 할 수 있다. 이는 전도성 트레이스들이 서로 전기적으로 분리됨을 유지하도록 허용할 수 있다. 구조상의 기계적 제약은 중간 구조체의 물리적 구조에 대한 제약을 포함할 수 있다. 일부의 예에서, 중간 구조체가 전도성 재료 주입 공정에 의해 변형되는 것은 바람직하지 않을 수 있다. 한 예로, 중공 깊이는 표면 근처의 중공에 의해 생성되는 얇은 영역이 변형, 파쇄 또는 변색되기 쉬울 수 있기 때문에 후-처리 동안 기판에 대한 손상을 방지하도록 재료로 제어되어야 한다. 구조상의 기계적 제약은 구조상의 기계적 제약이 재료와 구조 모두에 의존할 수 있다는 점에서 재료의 기계적 제약과 구별될 수 있다(예컨대, 벌크로 재료는 제약을 만족할 수 있지만, 동일한 재료의 대부분의 오묵한 격자는 제약을 만족하지 않을 수 있다). 대안으로, 구조상의 기계적 제약은 재료에 전혀 의존하지 않을 수 있다.
도 1을 참조로, 동작 S120은 중간 구조체를 후-처리하는 단계를 포함할 수 있다. 동작 S120은 전도성 재료의 주입을 위해 중간 구조체를 준비하는 역할을 할 수 있다. 동작 S120은 지지체(예컨대, 제조시 사용되지만 최종 형태에서는 원하거나 의도되지 않는 중간 구조체의 부분들)를 제거하기, 건조 또는 경화하기, 베이킹(즉, 중간 구조체를 높은 온도로 노출하기), 표면을 연마하기(예컨대, 사포질하기), (예컨대, 기판의 표면을 기능화하는) 화학적 후-처리, 또는 전도성 재료 주입을 위해 중간 구조체를 준비하는 임의의 다른 공정을 포함할 수 있다. 동작 S120은 구조체 표면의 원치않는 돌출부 또는 거친 부분을 제거하기 위해 중간 구조체를 용매액에 놓고 그 용매액을 초음파 처리하는 것을 포함할 수 있다. 용매액(solvent bath)은 가령 에탄올 또는 이소프로판올과 같은 알코올 또는 가령 과산화수소와 같은 과산화물을 포함할 수 있다. 동작 S120은 (화학적 공정, 기계적 공정 또는 임의의 적절한 공정을 통해) 용매 또는 화학물질을 중간 구조체의 중공으로 주입하는 단계 및/또는 주입 포트를 세척하는 단계를 추가로 또는 대안으로 포함할 수 있다. 중공 내부로 주입되는 화학물질은 가령 에탄올 또는 이소프로판올과 같은 알코올, 가령 과산화수소와 같은 과산화물, 가령 황산이나 다른 화학물질들과 같은 산(acid), 과망간산칼륨 또는 임의의 다른 화학물질을 포함할 수 있다. 채널은 열경화성 에폭시, 이형제(release agents), 변색 방지제(anti tarnish agents) 또는 촉매제와 같은 재료들을 주입하기 위해 채널을 준비하도록 코팅을 수용할 수 있다.
대안으로, 동작 S120은 도 4에 도시된 바와 같이 전도성 재료와의 접속을 가능하게 하는 하나 이상의 커넥터를 부가하는 단계를 포함할 수 있다. 하나 이상의 커넥터는 예컨대 주입에 의해 전도성 재료가 형성되기 이전, 도중 또는 이후에 부가될 수 있다. 일부의 경우, 전도성 재료 형성 이전에 하나 이상의 커넥터를 부가함으로써, 전도성 재료는 액체 상태 동안 커넥터 주위로 흐를 수 있어서 전도성 재료 경화 이후 커넥터와의 적절한 접촉을 제공할 수 있다. 이는 전도성 재료와 하나 이상의 커넥터 사이에 옴 접촉(ohmic contact)을 제공할 수 있다. 이런 기술은 임의의 목적으로 중공을 채우는 전도성 재료에 전기적 접촉을 제공하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 커넥터는 도 4에 도시된 바와 같이 접속을 제공하도록 노출될 수 있다. 또 다른 예로서, 커넥터는 2개의 연결점 및 연결점들 사이의 커패시터를 포함할 수 있다. 이런 커넥터는 2개의 분리된 중공에서 전도성 트레이스들을 용량적으로 결합시키는데 사용될 수 있다. 또 다른 예로서, 커넥터는 필터링 회로 또는 다른 회로부를 포함할 수 있다.
동작 S120은 방법(100)의 일부로서 수행될 수 있지만, 대안으로 후-처리가 필요하지 않다면 수행되지 않을 수 있다.
동작 S110에서 중간 구조체의 제조의 대안으로, 방법(100)은 동작 S150에서 중간 구조체를 수용하는 단계를 포함할 수 있다. 동작 S150에서 수용되는 중간 구조체는 동작 S120에서 후-처리할 수 있다. 동작 S150의 중간 구조체는 동작 S110의 중간 구조체와 실질적으로 유사할 수 있지만, 추가로 또는 대안으로 임의의 적절한 구조체일 수 있다.
동작 S130은 전도성 재료를 중간 구조체로 주입하는 단계를 포함할 수 있다. 동작 S130은 중간 구조체의 중공을 전도성 재료로 채움으로써 전도성 트레이스를 형성하는 역할을 할 수 있다.
동작 S130에 의한 재료의 주입은 예컨대 도 11a-11e에 나타난 바와 같이 중간의 기능형 구조체(내장된 주입 또는 사출 포트를 갖는 착탈식 탭)의 사용을 통해 수행될 수 있다.
도 11a는 비어 있는 주입 구조체(1101)의 측면도를 도시한다. 주입 구조체(1101)는 하나 이상의 주입 및/또는 사출 포트를 포함할 수 있다. 주입 구조체(1101)는 부러뜨릴 수 있는 탭일 수 있다. 주입 구조체(1101)는 중간 구조체(1103)의 채널(1102)과 유체 소통한다. 도 11b는 중간 구조체(1103)의 채널(1102)과 유체 소통하는 주입 구조체(1101)의 측면 투시도를 도시한다. 전도성 재료는 도 11c에 도시된 바와 같이 주입 포트(1104)를 통해 주입 구조체(1101)에 주입되어 채널(1102)을 채울 수 있다. 채널(1102)이 채워지면, 주입 구조체(1101)는 도 11d에 도시된 바와 같이 접촉(1105)을 생성하도록 부러질 수 있다.
동작 S130에서 주입되는 전도성 재료는 중간 구조체의 중공으로 주입될 수 있는 에폭시나 다른 풀제(paste) 또는 점성체(viscous liquid)일 수 있고 이후 풀제/접성체를 고형화하도록 경화될 수 있다. 전도성 재료는 상기 특성을 가진 임의의 적절한 전도성 재료일 수 있다. 전도성 재료의 흐름은 30000, 10000, 4000, 3000, 2000 또는 1000 미만의 레이놀드 수(Reynolds number)를 가질 수 있다. 전도성 재료는 적어도 대략 0.001 파스칼 초(Pascal seconds, Pa s), 0.01 Pa.s, 0.1 Pa.s, 1 Pa s, 1.5 Pa s, 2 Pa s, 10 Pa.s, 50 Pa.s의 점성을 가질 수 있다. 점성은 대략 0.001 Pa s 내지 10 Pa s 또는 0.01 Pa s 내지 100 Pa s일 수 있다. 예컨대, 전도성 재료는 예컨대 에폭시 수지 및 하나 이상의 금속 입자(예컨대, 플레이크(flakes), 마이크로-비드(micro-beads) 또는 나노입자)의 반응으로 형성될 수 있고 경화제와 혼합될 수 있는 전도성 충전제를 포함하는 에폭시일 수 있다. 하나 이상의 금속 입자는 구리, 알루미늄, 베릴륨, 마그네슘, 몰리브덴, 아연, 코발트, 카드뮴, 리튬, 루테늄, 납, 비스무트, 주석, 인듐, 텅스텐, 철, 니켈, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 오스듐, 이리듐, 백금 및 금으로부터 선택되는 하나 이상의 재료로 형성되는 입자들을 포함할 수 있다. 전도성 충전제는 미세화될 수 있다. 또 다른 예로서, 전도성 재료는 다중(예컨대, 2중) 촉매 또는 도금 공정의 일부로서 증착된 재료일 수 있다. 전도성 재료의 다른 예는 열경화성 전도성 폴리머, 자외선 광경화성 전도성 폴리머, 열경화성 전도성 실리콘, 수분 경화성 실리콘, 낮은 녹는점 온도 금속, 용해된 금속, 전도성 생체재료 및 유연한 금속 와이어를 포함한다.
전도성 재료는 중간 구조체에 주입하기 전에 준비되는 일체형 자체-경화 에폭시로부터 형성될 수 있다; 추가로 또는 대안으로, 2개의 에폭시 재료들의 경우, 전도성 재료는 주입 공정 직전에 또는 도중에 (예컨대, 에폭시 수지 및 촉매제/경화제를 동시에 또는 교대 펄스로 주입하여) 혼합될 수 있다. 전도성 재료는 자체-경화형일 수 있다(즉, 재료는 실온에서 경화하여 형성된다). 추가로 또는 대안으로, 전도성 재료는 예컨대 전도성 재료에 전류(예컨대, 높은 암페어의 연속 전류 또는 고전압의 단펄스)를 가하여, 광(예컨대, 자외선 램프)에 의해 또는 이들의 조합, 또는 3D 구조체의 통합을 유지하면서 재료의 적절한 경화에 필요한 임의의 다른 공정에 의해 더 높은 온도로(예컨대, 오븐에서) 경화될 수 있다.
동작 S130은 주사기 또는 펌프 시스템을 사용하여 비-경화형(예컨대, 액체/풀제 형태) 전도성 재료를 중간 구조체에 주입하는 단계를 포함할 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 동작 S130은 예컨대 도 11a-11e에 나타난 바와 같이 주입 시스템과 연결하는 기능형 중간 구조체(예컨대, 주입 포트 또는 사출 포트를 갖는 탭)의 사용을 포함할 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 동작 S130은 비-경화형 전도성 재료를 중간 구조체의 중공으로 흐르게 하는 임의의 적절한 방법을 포함할 수 있다. 예컨대, 전도성 재료는 낮은 점성을 달성하도록 가열되고, 중공으로 주입되거나, 중공으로 흡입되거나, 중공으로 뿌려질 수 있다. 또 다른 예에서, 진공 시스템(vacuum system)은 사출 포트를 사용하여 주입 포트에 존재하는 전도성 재료와 중공 사이의 압력 차를 생성할 수 있고, 그 결과 전도성 재료가 중공으로 진입한다. 재료 흐름은 압력 차를 유도하는 대안의 방법, 전자기력의 적용, 모세관 힘의 존재 및/또는 임의의 다른 적절한 기법을 포함하는 다른 기법들에 의해 추가로 또는 대안으로 유도될 수 있다.
동작 S130은 주입 파라미터를 모니터하는 단계(S131)를 포함할 수 있다. 주입 파라미터를 모니터하는 단계(S131)는 주입 프로세스에 대한 정보 및/또는 동작 S130에서 주입되는 재료를 제공할 수 있다. 예컨대, 동작 S131은 주입 유량(예컨대, 가령 주사기 팁(syringe tip)과 같은 전달 장치를 나오는 재료의 유량), 주입 질량(예컨대, 중간 구조체로 주입되는 재료의 양), 주입 압력(예컨대, 주사기 팁 또는 중공 내 몇몇 지점에서의 로컬 압력), 주입 온도, 또는 다른 적절한 주입 프로세스 파라미터를 포함할 수 있다. 또한, 동작 S131은 다른 파라미터들을 모니터하는 단계를 포함할 수 있다. 예컨대, 동작 S131은 전도성 재료의 용적의 전기적 특성(예컨대, 전기저항, 캐패시턴스 또는 인덕턴스)을 측정하는 단계를 포함할 수 있다. 동작 S131은 주입 전에 주입 파라미터를 모니터하는 단계(예컨대, 전도성 재료 사전-주입의 온도를 모니터하는 단계), 주입 중에 주입 파라미터를 모니터하는 단계(예컨대, 주입 중 유량을 모니터하는 단계), 또는 주입 후에 주입 파라미터를 모니터하는 단계(예컨대, 전도성 재료가 경화할 때 2개의 중공 지점들 사이의 저항을 모니터하는 단계)를 포함할 수 있다.
예컨대 동작 S131에서 설명되는 바와 같이 모니터하는 단계는 중간 구조체에 부착된 기기를 사용하여 수행될 수 있고, 가령 주입 유량(예컨대, 중공 내 몇몇 로컬 지점에서 나오는 전도성 재료의 유량), 주입 질량(예컨대, 중간 구조체로 주입되는 전도성 재료의 양), 주입 압력(예컨대, 중공 내 몇몇 지점의 로컬 압력), 주입 온도, 중공의 충진 레벨(예컨대, 전도성 재료가 사출 포트에 존재한다고 확인하고, 채널이 완전히 채워졌다고 알릴 수 있음), 또는 다른 적절한 주입 프로세스 파라미터와 같은, 주입 파라미터의 로컬 모니터링을 가능하게 할 수 있다. 이런 센서 부착의 예는 도 12a-12c에 제시된다.
도 1을 참조로, 동작 S130은 주입 파라미터를 수정하는 단계를 추가로 포함할 수 있다(S132). 동작 S132는 전도성 재료의 특성(예컨대, 전기저항, 점도, 밀도 등)을 수정하기 위해 주입 중에 제어가능한 주입 파라미터를 조정할 수 있다. 동작 S132는 동작 S131에 응답하여(예컨대, 파라미터는 소정의 결과나 기결정된 결과에 도달하도록 피드백 프로세스를 사용하여 조정됨) 또는 레시피나 알고리즘에 응답하여(예컨대, 중공의 채움을 최적화하거나 최대화하기 위해 시간이 지남에 따라 유속이 느리게 증가함) 수행될 수 있다.
제어가능한 주입 파라미터는 주입 유속, 재료 온도, 재료 조성(예컨대, 에폭시 수지의 비율을 더 경화되도록 변경, 에폭시 수지에 존재하는 금속이나 다른 전도성 물질의 양의 변경, 또는 전체 재료의 변경), 주입 압력, 주입 점도, 주입 위치, 또는 전도성 재료 주입에 관한 임의의 다른 적절한 제어가능한 파라미터를 포함할 수 있다.
일부의 경우, 중공의 내부면은 전도성 재료로 코팅될 수 있다. 이는 전도성 재료 주입과 유사한 방식으로 수행될 수 있지만, 대안으로 또 다른 방식으로, 가령 무전해 도금(electroless plating)에 의해, 행해질 수 있다. 이후, 내부면은 접지되거나 전압/전류 소스와 연결될 수 있다. 이후, 전도성 재료가 주입될 때 또는 그 직후, 전기 전위는 전도성 재료에 가해질 수 있고, 따라서 전류가 전도성 재료를 통해 접지면으로 흐른다. 또한, 전기 전위는 줄(Joule) 가열에 의해 생성될 수 있는 임의의 발열을 용이하게 하도록 짧은 펄스로 적용될 수 있다. 전류가 가열을 야기하는 경우, 이런 가열은 전도성 재료의 특성을 수정하거나 전도성 재료의 경화를 유발하는데 사용될 수 있다. 전압 및/또는 전류/전력은 동작 S132의 일부로서 제어될 수 있다.
일부의 경우, 동작 S130은 또한 전도성 재료와 함께 비전도성 재료를 주입하는 단계를 포함할 수 있다. 재료는 혼합으로 동시에 주입될 수 있고 주입 재료의 전도성을 변화시키기 위해 동작 S132의 일부로서 변경될 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 재료는 직렬로 주입될 수 있다. 예컨대, 전도성 재료의 2개의 주입 사이에 절연 재료의 짧은 주입이 내부-중공 캐패시터(intra-cavity capacitor)를 생성하는데 사용될 수 있다. 재료의 변경은 동작 S132에서 제어될 수 있다.
동작 S140은 주입 구조체를 후-처리하는 단계를 포함할 수 있다. 동작 S140은 전도성 재료 주입을 수행한 후 중간 구조체일 수 있는 주입 구조체에 대한 임의의 동작을 수행하는 역할을 할 수 있다. 이런 동작은 완성된 3D 구조체를 생성하는 것이 필요하거나 요구될 수 있다. 일부의 경우, 동작 S140은 배제될 수 있다. 예컨대, 자체-경화 에폭시(self-curing epoxy)가 사용되어 임의의 포스트-베이킹(post-baking)이 필요하지 않을 수 있는 경우, 후-처리가 필요하지 않을 수 있다. 동작 S140은: 가령 (예컨대, 폴리싱, 와이핑, 밀링 또는 드릴링에 의해) 초과 전도성 재료를 제거하기; (예컨대, 컨벡션 오븐(convection oven), 마이크로파 오픈 또는 적외선 오픈, 및/또는 UV 램프에 의해) 주입 구조체를 광 및/또는 열에 노출하기; 건조하기, 경화하기 또는 베이킹하기; 하나 이상의 용매에 주입 구조체를 노출하기; 접촉면을 노출하는데 사용될 수 있는 표면을 마모시키기(예컨대, 샌딩(sanding)); 줄(Joule) 가열을 생성하도록 연속하여 또는 펄스로 전기 전위를 가하기; (예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이) 접촉면을 노출하기; 도 4에 도시된 커넥터와 유사하지만 주입 이후 부가될 수 있는 커넥터를 부가하기; 및/또는 완성된 구조체에 요구되는 임의의 다른 프로세스와 같이 다양한 동작들을 포함할 수 있다.
일부의 경우, 동작 S130에서, 중간 구조체는 일부분의 에폭시 재료를 포함하는 전도성 재료로 주입될 수 있다. 에폭시 재료는 가령 은과 같은 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다. 동작 S140에서, 중간 구조체는 이후 다단계(예컨대, 2-단계)의 경화 프로세스로 처리될 수 있다. 먼저, 중간 구조체는 컨벡션 오븐 또는 임의의 다른 적절한 가열 기기로 제1 온도(예컨대, 75℃ 이하)에서 가열될 수 있다. 이런 처리는 비-가공시 실질적으로 낮은 전도성을 가질 수 있는 에폭시가 퍼콜레이션 임계치(percolation threshold)에 도달하거나 초과하게 할 수 있고 제1 전기저항 안정상태(resistivity plateau)에 도달하게 할 수 있다. 일정 시간 구간 동안(예컨대, 적어도 대략 30분, 1시간 또는 2시간) 제1 온도로 가열한 후, 중간 구조체의 전도성 재료는 중간 구조체의 일단에 노출될 수 있고(예컨대, 중간 구조에의 일단에서 접지되고), 전기 전위는 중간 구조체의 타단에 적용될 수 있다. 이런 경우, 전도성 재료를 통한 전류의 흐름(예컨대, 대략 최대 20암페어)은 전도성 재료의 줄 가열을 생성할 수 있어서 에폭시의 신속하고 국부적인 고품질의 최종 경화를 가능하게 할 수 있다. 이후, 추가의 후-처리가 동작 S140의 일부로 수행될 수 있다.
주입된 부분들의 추가의 후-처리는 일시적인 중간 기능 구조체의 제거를 포함할 수 있는데, 이런 일시적인 중간 기능 구조체는 수동으로(예컨대, 가령 탭이 구조체의 제거를 가능하게 하는 파쇄를 생성할 때 중간 구조체를 기울임으로써), 도구를 사용하여, 또는 필요한 경우 임의의 다른 후-처리 동작(예컨대, 핀셋, 클램프, 밀링, 드릴링 및/또는 레이저 절단을 사용하여) 중 하나에 의해 주입된 부분으로부터 제거될 수 있다. 일시적인 기능의 중간 구조체를 부러뜨리는 것은 심미적 이점을 가질 수 있고, 불필요하게 보이는 기능 구조체 또는 고정체가 없는(예컨대, 주입 포트 또는 사출 포트의 제거) 최종 물체를 가능하게 할 수 있다. 또한, 기능적 중간 구조체를 제거하는 이런 동작은 가령 인터커넥트를 노출하거나 절연된 라인들에서 한 라인을 나누거나 제거 가능한 중간 구조체의 구조에서 허용되는 임의의 다른 기능에 의해(예컨대, 도 10 참조) 최종의 기능 구조체를 산출할 수 있다.
동작 S140은 더 많은 재료를 주입 구조체에 부가하는 단계를 추가로 또는 대안으로 포함할 수 있다. 예컨대, 주입 구조체는 주입 포트를 커버하거나 더 많은 피처를 부가하기 위해 주입 이후 3D 프린터로 반환될 수 있다.
일부의 경우, 동작 S140은 주입 구조체에 전자기기를 부가하는 단계를 포함할 수 있다. 예컨대, 마이크로프로세서는 동작 S130 또는 동작 S140 동안 부가되는 소켓 커넥터에 부가될 수 있다. 이후, 마이크로프로세서는 폴리머(예컨대, 열가소성 수지 또는 감광성 수지)로 덮여 있어서 주입 구조체로 밀봉할 수 있다.
컴퓨터 시스템
본 명세서는 본 명세서의 방법을 구현하도록 프로그램화되는 컴퓨터 제어 시스템을 제공한다. 도 15는 단일 코어 또는 다중 코어 프로세서, 또는 병렬 처리용 복수의 프로세서일 수 있는 중앙 처리 유닛(CPU, 또한 본 명세서에서는 "프로세서" 및 "컴퓨터 프로세서")(1505)을 포함하는 컴퓨터 시스템(1501)을 도시한다. 또한, 컴퓨터 시스템(1501)은 메모리 또는 메모리 위치(1510)(예컨대, 랜덤-액세스 메모리, 읽기-전용 메모리, 플래시 메모리), 전자 저장 유닛(1515)(예컨대, 하드디스크), 하나 이상의 다른 시스템들과 통신하는 통신 인터페이스(1520)(예컨대, 네트워크 어댑터), 및 가령 캐시, 다른 메모리, 데이터 저장소 및/또는 전자 디스플레이 어댑터와 같은 주변 장치(1525)를 포함한다. 메모리(1510), 저장 유닛(1515), 인터페이스(1520) 및 주변 장치(1525)는 가령 마더보드와 같은 통신 버스(실선)를 통해 CPU(1505)와 통신한다. 저장 유닛(1515)은 데이터를 저장하는 데이터 저장 유닛(또는 데이터 저장고)일 수 있다. 컴퓨터 시스템(1510)은 통신 인터페이스(1520)의 도움으로 컴퓨터 네트워크("네트워크")(1530)와 동작가능하게 연결될 수 있다. 네트워크(1530)는 인터넷, 인트라넷 및/또는 엑스트라넷, 또는 인터넷과 통신하는 인트라넷 및/또는 엑스트라넷일 수 있다. 일부의 경우, 네트워크(1530)는 전기통신 및/또는 데이터 네트워크이다. 네트워크(1530)는 가령 클라우드 컴퓨팅과 같은 분산형 컴퓨팅을 가능하게 하는 하나 이상의 컴퓨터 서버를 포함할 수 있다. 일부의 경우 컴퓨터 시스템(1501)의 도움으로 네트워크(1530)는 컴퓨터 시스템(1501)과 결합된 장치들이 클라이언트 또는 서버로서 행동할 수 있게 해주는 피어-투-피어 네트워크(peer-to-peer network)를 구현할 수 있다.
CPU(1505)는 프로그램 또는 소프트웨어로 구현될 수 있는 기계-판독가능한 명령어의 시퀀스를 실행할 수 있다. 명령어는 가령 메모리(1510)와 같은 메모리 위치에 저장될 수 있다. 명령어는 CPU(1505)로 안내되며 이후 CPU(1505)가 본 명세서의 방법을 구현하도록 프로그램화되거나 구성될 수 있다. CPU(1505)에 의해 수행되는 동작들의 예는 페치(fetch), 부호화, 실행 및 후기록(writeback)을 포함할 수 있다.
CPU(1505)는 가령 집적회로와 같은 회로의 일부일 수 있다. 시스템(1501)의 하나 이상의 다른 컴포넌트는 회로에 포함될 수 있다. 일부의 경우, 회로는 주문형 반도체(application specific integrated circuit, ASIC)이다.
저장 유닛(1515)은 가령 드라이버, 라이브러리 및 저장된 프로그램과 같은 파일을 저장할 수 있다. 저장 유닛(1515)은 예컨대 사용자 선호도 및 사용자 프로그램과 같은 사용자 데이터를 저장할 수 있다. 일부의 경우, 컴퓨터 시스템(1501)은 가령 인트라넷 또는 인터넷을 통해 컴퓨터 시스템(1501)과 통신하는 원격 서버에 위치하는, 컴퓨터 시스템(1501) 외부의 하나 이상의 추가 데이터 저장 유닛을 포함할 수 있다.
컴퓨터 시스템(1501)은 네트워크(1530)를 통해 하나 이상의 원격 컴퓨터 시스템과 통신할 수 있다. 예컨대, 컴퓨터 시스템(1501)은 사용자의 원격 컴퓨터 시스템과 통신할 수 있다. 원격 컴퓨터 시스템의 예는 개인용 컴퓨터(예컨대, 휴대용 PC), 슬래이트 또는 태블릿 PC(예컨대, Apple® iPad, Samsung® Galaxy Tab), 전화기, 스마트폰(예컨대, Apple® iPhone, Android-가능 장치, Blackberry®), 또는 개인용 정보 단말기를 포함한다. 사용자는 네트워크(1530)를 통해 컴퓨터 시스템(1501)에 액세스할 수 있다.
본 명세서에 기술된 방법은 예컨대 메모리(1510) 또는 전자 저장 유닛(1515)과 같이 컴퓨터 시스템(1501)의 전자 저장 위치에 저장되는 기계(예컨대, 컴퓨터 프로세서) 실행가능한 코드를 통해 구현될 수 있다. 기계 실행가능한 코드 또는 기계 판독가능한 코드는 소프트웨어의 형식으로 제공될 수 있다. 사용 중에, 코드는 프로세서(1505)에 의해 실행될 수 있다. 일부의 경우, 코드는 프로세서(1505)에 의한 액세스에 준비하여 저장 유닛(1515)으로부터 검색되고 메모리(1510)에 저장될 수 있다. 일부의 경우, 전자 저장 유닛(1515)은 배제될 수 있고, 기계-실행가능한 명령어는 메모리(1510)에 저장된다.
코드는 코드를 실행하도록 형성된 프로세서를 구비한 기계에서 사용하도록 프리-컴파일되고 구성될 수 있거나, 실행 동안 컴파일될 수 있다. 코드는 코드가 프리-컴파일로 또는 컴파일되는 방식으로 실행할 수 있도록 선택될 수 있는 프로그래밍 언어로 제공될 수 있다.
본 명세서의 방법은 컴퓨터-판독가능한 명령어를 저장하는 컴퓨터-판독가능한 매체를 수용하도록 프로그램화되거나 구성되는 기계에 의해 적어도 부분적으로 실현 및/또는 구현될 수 있다. 명령어는 가령 주입 주사기와 같이 3D 프린터 및/또는 주입 장치나 시스템과 통합될 수 있는 컴퓨터-실행가능한 컴포넌트에 의해 실행될 수 있다. 컴퓨터-판독가능한 매체는 가령 RAM, ROM, 플래시 메모리, EEPROM, 광학 장치(CD 또는 DVD), 하드 드라이브, 플로피 드라이브, 또는 임의의 적절한 장치와 같이 임의의 적절한 컴퓨터-판독가능한 매체에 저장될 수 있다. 컴퓨터-실행가능한 컴포넌트는 범용 또는 응용 특화 프로세서일 수 있지만, 임의의 적절한 전용 하드웨어 또는 하드웨어/펌웨어 조합 장치가 대안으로 또는 추가로 명령어를 실행할 수 있다.
가령 컴퓨터 시스템(1501)과 같이 본 명세서에서 제공되는 시스템 및 방법의 태양은 프로그래밍으로 구현될 수 있다. 다양한 태양의 기술은 통상 기계 판독가능한 매체의 유형으로 실행되거나 구현되는 기계(또는 프로세서) 실행가능한 코드 및/또는 해당 데이터의 형태에서 "제품" 또는 "제조 물품"으로 간주될 수 있다. 기계-실행가능한 코드는 가령 메모리(예컨대, 읽기-전용 메모리, 랜덤-액세스 메모리, 플래시 메모리) 또는 하드 디스크와 같이 전자 저장 유닛에 저장될 수 있다. "저장" 유형 매체는 수시로 소프트웨어 프로그래밍을 위한 비-일시적 저장소를 제공할 수 있는, 가령 다양한 반도체 메모리, 테이프 드라이브, 디스크 드라이브 등과 같은, 컴퓨터, 프로세서 등 또는 이들의 해당 모듈의 유형의 메모리의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 소프트웨어의 전부 또는 일부는 때때로 인터넷 또는 다양한 다른 전기통신 네트워크를 통해 통신될 수 있다. 이런 통신은 예컨대 하나의 컴퓨터나 프로세서로부터 다른 것으로, 가령 관리 서버나 호스트 컴퓨터로부터 애플리케이션 서버의 컴퓨터 플랫폼으로 소프트웨어의 로딩을 가능하게 할 수 있다. 따라서, 소프트웨어 요소를 담을 수 있는 다른 유형의 매체는 가령 로컬 장치들 사이의 물리적 인터페이스를 통해, 유선 및 광학 지상통신 네트워크를 통해 그리고 다양한 에어-링크를 통해 사용되는, 광파, 전자파 및 전자기파를 포함한다. 또한, 가령 유선이나 무선 링크, 광학 링크 등과 같은 파를 운반하는 물리적 요소는 소프트웨어를 담은 매체로 간주될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 비-일시적 유형의 "저장" 매체로 제한되지 않으면, 가령 컴퓨터 또는 기계 "판독가능한 매체"란 용어는 실행을 위해 명령어를 프로세서로 제공하는데 관여하는 임의의 매체를 말한다.
따라서, 가령 컴퓨터-실행가능한 코드와 같은 기계 판독가능한 매체는 유형의 저장매체, 전송파 매체 또는 물리적 전송 매체를 포함하나 이에 국한되지 않는 많은 형태를 취할 수 있다. 비-휘발성 저장매체는 예컨대 임의의 컴퓨터(들) 등의 임의의 저장 장치와 같은 광학 디스크 또는 자기 디스크를 포함하며, 가령 도면에 도시된 바대로 데이터베이스 등을 구현하는데 사용될 수 있다. 휘발성 저장매체는 가령 컴퓨터 플랫폼의 메인 메모리와 같은 동적 메모리를 포함한다. 유형의 전송 매체는 동축 케이블; 컴퓨터 시스템 내에 버스를 포함하는 선들을 포함하는 구리선 및 광섬유를 포함한다. 전송파 전송 매체는 가령 무선 주파수(RF) 및 적외선(IR) 데이터 통신 중에 생성되는 전자 신호나 전자기 신호, 또는 음향파나 광파의 형태를 취할 수 있다. 따라서, 컴퓨터-판독가능한 매체의 공통 형태는 예컨대: 플로피 디스크, 플렉서블 디스크, 하드 디스크, 자기 테이프, 임의의 다른 자기 매체, CD-ROM, DVD 또는 DVD-ROM, 임의의 다른 광학 매체, 펀치 카드 페이퍼 테이프, 홀 패턴의 임의의 다른 물리적 저장매체, RAM, ROM, PROM 및 EPROM, FLASH-EPROM, 임의의 다른 메모리 칩 또는 카트리지, 데이터나 명령어를 전송하는 전송파, 전송파를 전송하는 케이블이나 링크, 또는 컴퓨터가 프로그래밍 코드 및/또는 데이터를 판독할 수 있는 임의의 다른 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독가능한 매체의 이런 많은 형태는 실행을 위해 하나 이상의 명령어의 하나 이상의 시퀀스를 프로세서로 운반하는 것에 관여될 수 있다.
컴퓨터 시스템(1501)은 예컨대 하나 이상의 중간 구조체를 포함하는 제조용(예컨대, 프린트용, 가공용, 성형용) 3D 물체의 설계 사양을 제공하기 위한 사용자 인터페이스(UI)(1540)를 포함하는 전자식 디스플레이(1535)를 포함하거나 이와 통신할 수 있다. UI의 예는 제한 없이 그래픽 사용자 인터페이스(GUI) 및 웹-기반 사용자 인터페이스를 포함한다.
컴퓨터 시스템(1501)은 3D 구조체 제조 시스템(또는 모듈)(1545)을 포함하거나 이와 통신할 수 있다. 3D 제조 시스템(1545)은 예컨대 부가 제조 또는 공제 제조를 통해 3D 물체를 생성할 수 있다. 3D 구조체 제조 시스템(1545)은 3D 프린트 시스템일 수 있고, 가령 폴리머 재료와 같은 다양한 재료의 3D 물체를 부가하여 생성할 수 있다. 3D 프린트 시스템(1545)의 예는 본 명세서에 전체로서 참조로 통합되는 Wahlstrom 등의 미국특허 제7,520,740호에서 제공된다. 3D 구조체 제조 시스템(1545)은 CNC 가공일 수 있고, 가령 플라스틱이나 금속과 같은 다양한 재료로부터 3D 구조체를 공제하여 생성할 수 있다. 3D 구조체 제조 시스템(1545)의 또 다른 예는 본 명세서에 전체로서 참조로 통합되는 Hyatt 등의 WO/2015/127271에서 제공된다.
본 명세서의 방법 및 시스템은 하나 이상의 알고리즘을 통해 구현될 수 있다. 알고리즘은 중앙 처리 유닛(1505)에 의한 실행시 소프트웨어를 통해 구현될 수 있다. 알고리즘은 예컨대 도 1의 방법(100)에 대하여 3D 물체의 형성을 용이하게 할 수 있다. 알고리즘은 방법(100)의 다양한 동작을 구현할 수 있다.
본 명세서의 방법 및 시스템은 예컨대 전자 장치, 미세유체(microfluidic) 장치, 기계 장치, 의학 장치, 추진 장치, 건축 구조체, 건물, 무선-통신 장치, 생체공학 구조체, 인공 장기 또는 생의학 장치와 같이 다양한 3차원 물체를 형성하는데 사용될 수 있다. 이런 3차원 물체는 가령 상업적, 산업적 또는 군사적 환경과 같은 다양한 환경(settings)에서 사용될 수 있다.
본 명세서의 방법 및 시스템은 예컨대 본 명세서에 전체로서 참조로 각각 통합되는 EP 1209959호, EP 2779272호, 미국특허공보 제2002/0062987호, 미국특허공보 제2011/0253435호, 미국특허공보 제2014/0054795호, 미국특허공보 제2014/0272522호, 미국특허 제6,100,178호, 미국특허 제6,833,511호 및 미국특허 제8,033,014호에서 설명되는 다른 방법들 및 시스템들과 결합될 수 있다.
본 명세서에는 본 발명의 바람직한 실시예가 도시되고 설명되었지만, 이런 실시예들이 단지 예로서 제공된다는 점은 당업자에게 자명할 것이다. 본 발명은 상세한 설명 내에서 제공되는 특정 예로 제한되어야 함을 의도하지 않는다. 본 발명은 상술한 상세한 설명을 참조로 설명되었지만, 본 명세서의 실시예의 설명 및 예시가 제한된 관점으로 해석되어야 함을 의미하지 않는다. 이제 많은 변형물, 변경물 및 대체물이 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 당업자에게 가능할 수 있다. 게다가, 본 발명의 모든 태양은 다양한 조건 및 변수에 따라 본 명세서에서 제시되는 특정한 설명, 구성 또는 상대적 비율로 제한되지 않아야 한다고 이해될 것이다. 본 명세서에서 설명되는 본 발명의 실시예에 대한 다양한 대체물은 본 발명을 실행하는데 이용될 수 있다고 이해되어야 한다. 따라서, 본 발명은 또한 임의의 이런 대체물, 변경물, 변형물 또는 균등물을 포괄해야 한다고 간주된다. 하기의 청구항들은 본 발명의 범위를 정의하고 이로써 이런 청구항들 및 그들의 균등물의 범위 내 방법 및 구조가 포괄되어야 한다고 의도된다.
Claims (27)
- 적어도 하나의 전도성 트레이스를 가진 3차원 물체를 형성하는 방법으로서,
제1 재료를 포함하는 용액을 중간 구조체의 주입 구조체로 주입하는 단계;
제1 재료가 중간 구조체의 적어도 하나의 기정의된 위치로 주입된 후 중간 구조체로부터 주입 구조체를 제거하는 단계; 및
중간 구조체의 적어도 하나의 기정의된 위치로 주입된 제1 재료를 포함하는 용액을 경화시키는 단계를 포함하고,
중간 구조체는 적어도 하나의 전도성 트레이스를 위한 적어도 하나의 기정의된 위치를 포함하고, 중간 구조체는 제1 재료보다 작은 전기적 및/또는 열적 전도성을 갖는 제2 재료로 이루어지고, 제1 재료는 주입 구조체를 통하여 중간 구조체의 적어도 하나의 기정의된 위치로 주입되어 주입 구조체를 포함하는 중간 구조체가 추가적으로 형성된 후 적어도 하나의 전도성 트레이스를 형성함으로써 적어도 하나의 전도성 트레이스, 중간 구조체 및 주입 구조체를 가지는 3차원 물체를 형성하는, 적어도 하나의 전도성 트레이스를 가진 3차원 물체를 형성하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제2 재료는 고분자(polymeric) 재료, 세라믹(ceramic) 재료, 유기(organic) 재료, 합성(composite) 재료, 금속(metallic) 재료, 광물(mineral) 재료 또는 생체(living) 재료인, 적어도 하나의 전도성 트레이스를 가진 3차원 물체를 형성하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 재료는 금속 전도성 재료, 금속 충전 고분자 전도성 재료, 또는 유기 전도성 재료인, 적어도 하나의 전도성 트레이스를 가진 3차원 물체를 형성하는 방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
용액은 전류를 용액에 가하여 줄열(Joule heating)을 발생시킴으로써 경화되는, 적어도 하나의 전도성 트레이스를 가진 3차원 물체를 형성하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 기정의된 위치는 채널이며,
제1 재료를 포함하는 용액은 채널의 적어도 일부에 주입되는, 적어도 하나의 전도성 트레이스를 가진 3차원 물체를 형성하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
주입 구조체는 적어도 하나의 기정의된 위치와 유체소통되는 주입 채널을 포함하고, 제1 재료는 주입 구조체의 주입 채널을 통해 적어도 하나의 기정의된 위치로 주입되는, 적어도 하나의 전도성 트레이스를 가진 3차원 물체를 형성하는 방법. - 삭제
- 제 9 항에 있어서,
주입 구조체에 인접한 하나 이상의 센서를 사용하여 용액을 주입하는 동안 하나 이상의 주입 파라미터를 모니터하는 단계를 더 포함하는, 적어도 하나의 전도성 트레이스를 가진 3차원 물체를 형성하는 방법. - 제 11 항에 있어서,
용액을 주입하는 동안 하나 이상의 주입 파라미터를 조정하는 단계를 더 포함하는, 적어도 하나의 전도성 트레이스를 가진 3차원 물체를 형성하는 방법. - 제 9 항에 있어서,
주입 구조체를 사용하여 용액을 배출(ejecting)하는 단계를 더 포함하는, 적어도 하나의 전도성 트레이스를 가진 3차원 물체를 형성하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 재료는 상기 제2 재료의 전기 전도성보다 큰 전기 전도성을 가지는, 적어도 하나의 전도성 트레이스를 가진 3차원 물체를 형성하는 방법. - 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
적어도 하나의 전도성 트레이스는 복수의 전도성 트레이스를 포함하는, 적어도 하나의 전도성 트레이스를 가진 3차원 물체를 형성하는 방법. - 제 17 항에 있어서,
복수의 전도성 트레이스 중 소정의 하나는 상기 복수의 전도성 트레이스 중 다른 하나로부터 절연되는, 적어도 하나의 전도성 트레이스를 가진 3차원 물체를 형성하는 방법. - 제 17 항에 있어서,
상기 복수의 전도성 트레이스는 전기적 및/또는 열적 연결을 위해 중간 구조체의 외부면에 접촉 패드를 각각 포함하는, 적어도 하나의 전도성 트레이스를 가진 3차원 물체를 형성하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
적어도 하나의 전도성 트레이스는 중간 구조체 내에 있고,
방법은 상기 적어도 하나의 전도성 트레이스의 적어도 일부를 노출시키는 단계를 더 포함하는, 적어도 하나의 전도성 트레이스를 가진 3차원 물체를 형성하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
중간 구조체를 위한 모델 설계는 적어도 하나의 기정의된 위치에 대한 하나 이상의 구조적 제약을 포함하는, 적어도 하나의 전도성 트레이스를 가진 3차원 물체를 형성하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
적어도 하나의 전도성 트레이스와 전기회로를 전기 접촉시키는 단계를 더 포함하는, 적어도 하나의 전도성 트레이스를 가진 3차원 물체를 형성하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
주입 구조체를 제거하는 단계는 중간 구조체로부터 주입 구조체를 부러뜨리는 단계를 포함하는, 적어도 하나의 전도성 트레이스를 가진 3차원 물체를 형성하는 방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201462067674P | 2014-10-23 | 2014-10-23 | |
US62/067,674 | 2014-10-23 | ||
PCT/US2015/057114 WO2016065260A1 (en) | 2014-10-23 | 2015-10-23 | Fabrication of intra-structure conductive traces and interconnects for three-dimensional manufactured structures |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20170072931A KR20170072931A (ko) | 2017-06-27 |
KR101988874B1 true KR101988874B1 (ko) | 2019-06-14 |
Family
ID=55761628
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020177013663A KR101988874B1 (ko) | 2014-10-23 | 2015-10-23 | 3차원으로 제조되는 구조체용 기반-구조 전도성 트레이스 및 인터커넥트의 제조 |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10039195B2 (ko) |
EP (1) | EP3209488B1 (ko) |
JP (1) | JP6505220B2 (ko) |
KR (1) | KR101988874B1 (ko) |
CN (1) | CN107107492B (ko) |
AU (1) | AU2015335727B2 (ko) |
BR (1) | BR112017008391A2 (ko) |
CA (1) | CA2965190A1 (ko) |
IL (1) | IL251758A0 (ko) |
MX (1) | MX365712B (ko) |
WO (1) | WO2016065260A1 (ko) |
Families Citing this family (33)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9186848B2 (en) | 2013-03-22 | 2015-11-17 | Markforged, Inc. | Three dimensional printing of composite reinforced structures |
US10682844B2 (en) | 2013-03-22 | 2020-06-16 | Markforged, Inc. | Embedding 3D printed fiber reinforcement in molded articles |
US11981069B2 (en) | 2013-03-22 | 2024-05-14 | Markforged, Inc. | Three dimensional printing of composite reinforced structures |
US9694544B2 (en) | 2013-03-22 | 2017-07-04 | Markforged, Inc. | Methods for fiber reinforced additive manufacturing |
US9688028B2 (en) | 2013-03-22 | 2017-06-27 | Markforged, Inc. | Multilayer fiber reinforcement design for 3D printing |
EP3725497A1 (en) | 2013-03-22 | 2020-10-21 | Mark, Gregory Thomas | Three-dimensional printer |
US9579851B2 (en) | 2013-03-22 | 2017-02-28 | Markforged, Inc. | Apparatus for fiber reinforced additive manufacturing |
US9186846B1 (en) | 2013-03-22 | 2015-11-17 | Markforged, Inc. | Methods for composite filament threading in three dimensional printing |
US9815268B2 (en) | 2013-03-22 | 2017-11-14 | Markforged, Inc. | Multiaxis fiber reinforcement for 3D printing |
US9149988B2 (en) | 2013-03-22 | 2015-10-06 | Markforged, Inc. | Three dimensional printing |
US9126365B1 (en) | 2013-03-22 | 2015-09-08 | Markforged, Inc. | Methods for composite filament fabrication in three dimensional printing |
US11237542B2 (en) | 2013-03-22 | 2022-02-01 | Markforged, Inc. | Composite filament 3D printing using complementary reinforcement formations |
US9156205B2 (en) * | 2013-03-22 | 2015-10-13 | Markforged, Inc. | Three dimensional printer with composite filament fabrication |
US10953609B1 (en) | 2013-03-22 | 2021-03-23 | Markforged, Inc. | Scanning print bed and part height in 3D printing |
EP3004435B1 (en) | 2013-06-05 | 2018-08-08 | Markforged, Inc. | Methods for fiber reinforced additive manufacturing |
US20170072640A1 (en) * | 2015-09-11 | 2017-03-16 | Caterpillar Inc. | 3D Printing Portal for Crowd-Sourced Designs |
WO2017074397A1 (en) * | 2015-10-29 | 2017-05-04 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Forming three-dimensional (3d) printed electronics |
SG11201810504TA (en) * | 2016-05-24 | 2018-12-28 | Divergent Technologies Inc | Systems and methods for additive manufacturing of transport structures |
EP3909745A1 (en) * | 2016-07-21 | 2021-11-17 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Additively formed 3d object with conductive channel |
WO2018077675A1 (en) * | 2016-10-24 | 2018-05-03 | Philips Lighting Holding B.V. | 3d printing method and product |
US10457033B2 (en) | 2016-11-07 | 2019-10-29 | The Boeing Company | Systems and methods for additively manufacturing composite parts |
US11440261B2 (en) | 2016-11-08 | 2022-09-13 | The Boeing Company | Systems and methods for thermal control of additive manufacturing |
US10766241B2 (en) | 2016-11-18 | 2020-09-08 | The Boeing Company | Systems and methods for additive manufacturing |
US10843452B2 (en) * | 2016-12-01 | 2020-11-24 | The Boeing Company | Systems and methods for cure control of additive manufacturing |
US10135159B1 (en) * | 2017-05-22 | 2018-11-20 | Rosemount Aerospace Inc. | Board-to-board connectors and mounting structure |
WO2019117967A1 (en) | 2017-12-15 | 2019-06-20 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Three-dimensional printing |
WO2019195117A1 (en) * | 2018-04-03 | 2019-10-10 | Massachusetts Institute Of Technology | 3-d printed devices formed with conductive inks and method of making |
EP3562285A1 (de) * | 2018-04-25 | 2019-10-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Verbinden elektrischer bauelemente |
CN110843206A (zh) * | 2018-07-25 | 2020-02-28 | 中国科学院金属研究所 | 一种三维电子器件的制备方法和应用 |
US11426818B2 (en) | 2018-08-10 | 2022-08-30 | The Research Foundation for the State University | Additive manufacturing processes and additively manufactured products |
CN109618487B (zh) * | 2019-01-22 | 2022-07-29 | 张雯蕾 | 带有内埋电路的立体基件及其制备方法 |
KR102179070B1 (ko) * | 2019-04-10 | 2020-11-16 | 서울대학교 산학협력단 | 줄열 직접 가열을 이용한 전도성 섬유 복합재의 선택적 가열 경화 방법 및 이를 위한 장치 |
US11845219B2 (en) | 2019-05-06 | 2023-12-19 | Massachusetts Institute Of Technology | 3-d printed devices formed with magnetic inks and methods of making graded index structures |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001156414A (ja) * | 1999-11-30 | 2001-06-08 | Yazaki Corp | 導電性ペースト及び回路形成方法 |
US20100314041A1 (en) | 2008-02-20 | 2010-12-16 | Agency For Science, Technology And Research | Method of making a multilayer substrate with embedded metallization |
US20110045577A1 (en) | 2005-05-18 | 2011-02-24 | President And Fellows Of Harvard College | Fabrication of conductive pathways, microcircuits and microstructures in microfluidic networks |
JP2012028545A (ja) * | 2010-07-23 | 2012-02-09 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 配線基板の製造方法 |
Family Cites Families (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1834123A (en) * | 1930-06-25 | 1931-12-01 | Anstenal Lab Inc | Method of making swaged denture-bases and dies for the same |
JPS61145889A (ja) * | 1984-12-19 | 1986-07-03 | アロン化成株式会社 | プリント基板の製造方法 |
US6100178A (en) | 1997-02-28 | 2000-08-08 | Ford Motor Company | Three-dimensional electronic circuit with multiple conductor layers and method for manufacturing same |
EP1209959A3 (en) | 2000-11-27 | 2004-03-10 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Multilayer circuit board and method of manufacturing the same |
US6784656B2 (en) * | 2001-08-30 | 2004-08-31 | Teradyne, Inc. | Hybrid conductor-board for multi-conductor routing |
CN1684786A (zh) * | 2002-08-20 | 2005-10-19 | 美国挤压研磨公司 | 铸造方法以及用于进行该方法的制品 |
JP4744200B2 (ja) * | 2005-06-20 | 2011-08-10 | シーメット株式会社 | 平滑化した造形端面を有する立体造形物 |
US7520740B2 (en) | 2005-09-30 | 2009-04-21 | 3D Systems, Inc. | Rapid prototyping and manufacturing system and method |
US7516437B1 (en) | 2006-07-20 | 2009-04-07 | Xilinx, Inc. | Skew-driven routing for networks |
DE102006037927A1 (de) * | 2006-08-11 | 2008-02-14 | Karl Hehl | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Gegenstandes sowie Verwendung einer kunststofftechnischen Einheit zu dessen Herstellung |
WO2009119908A1 (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-01 | テルモ株式会社 | 生体組織立体モデル及びその製造方法 |
US8033014B2 (en) | 2008-07-07 | 2011-10-11 | Unimicron Technology Corp. | Method of making a molded interconnect device |
US8770260B2 (en) * | 2008-07-09 | 2014-07-08 | Borg Warner Inc. | Method for rapid generation of multiple investment cast parts such as turbine or compressor wheels |
US8298914B2 (en) | 2008-08-19 | 2012-10-30 | International Business Machines Corporation | 3D integrated circuit device fabrication using interface wafer as permanent carrier |
TWI394506B (zh) | 2008-10-13 | 2013-04-21 | Unimicron Technology Corp | 多層立體線路的結構及其製作方法 |
US20120065755A1 (en) | 2010-08-13 | 2012-03-15 | Sensable Technologies, Inc. | Fabrication of non-homogeneous articles via additive manufacturing using three-dimensional voxel-based models |
US8668859B2 (en) | 2010-08-18 | 2014-03-11 | Makerbot Industries, Llc | Automated 3D build processes |
US8916085B2 (en) * | 2011-06-02 | 2014-12-23 | A. Raymond Et Cie | Process of making a component with a passageway |
US10518490B2 (en) * | 2013-03-14 | 2019-12-31 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Methods and systems for embedding filaments in 3D structures, structural components, and structural electronic, electromagnetic and electromechanical components/devices |
US9308726B2 (en) * | 2012-02-16 | 2016-04-12 | Xerox Corporation | Printhead fluid paths formed with sacrificial material patterned using additive manufacturing processes |
WO2013163585A1 (en) * | 2012-04-26 | 2013-10-31 | Northeastern University | Device and method to additively fabricate structures containing embedded electronics or sensors |
US9026962B2 (en) | 2012-05-30 | 2015-05-05 | Gumstix, Inc. | Integrated electronic design automation system |
CN202934940U (zh) * | 2012-08-09 | 2013-05-15 | 上海科斗电子科技有限公司 | 彩色三维打印机 |
US8816513B2 (en) | 2012-08-22 | 2014-08-26 | Texas Instruments Incorporated | Electronic assembly with three dimensional inkjet printed traces |
US9216544B2 (en) | 2012-12-21 | 2015-12-22 | Stratasys, Inc. | Automated additive manufacturing system for printing three-dimensional parts, printing farm thereof, and method of use thereof |
DE102013203936A1 (de) * | 2013-03-07 | 2014-09-11 | Airbus Operations Gmbh | Generatives Schichtaufbauverfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts und dreidimensionales Objekt |
US9406969B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-08-02 | Johnson & Johnson Vision Care, Inc. | Methods and apparatus to form three-dimensional biocompatible energization elements |
CN103495734B (zh) * | 2013-09-03 | 2015-07-22 | 广州中国科学院先进技术研究所 | 一种基于3d打印技术具有环形水路的冷却装置 |
US20160297104A1 (en) * | 2013-11-19 | 2016-10-13 | Guill Tool & Engineering | Coextruded, multilayer and multicomponent 3d printing inputs field |
WO2015127271A1 (en) | 2014-02-20 | 2015-08-27 | Dmg Mori Advanced Solutions Development | A processing head for a hybrid additive/subtractive manufacturing center |
CN103847102B (zh) * | 2014-03-05 | 2017-01-18 | 大连理工大学 | 一种覆膜粉末材料激光壳型失效快速成型方法 |
JP6298343B2 (ja) * | 2014-04-01 | 2018-03-20 | 日本特殊陶業株式会社 | 配線基板の製造方法 |
-
2015
- 2015-10-23 WO PCT/US2015/057114 patent/WO2016065260A1/en active Application Filing
- 2015-10-23 EP EP15852910.7A patent/EP3209488B1/en active Active
- 2015-10-23 US US14/921,868 patent/US10039195B2/en active Active
- 2015-10-23 KR KR1020177013663A patent/KR101988874B1/ko active IP Right Grant
- 2015-10-23 CA CA2965190A patent/CA2965190A1/en not_active Abandoned
- 2015-10-23 MX MX2017005294A patent/MX365712B/es active IP Right Grant
- 2015-10-23 CN CN201580070508.1A patent/CN107107492B/zh active Active
- 2015-10-23 AU AU2015335727A patent/AU2015335727B2/en not_active Ceased
- 2015-10-23 BR BR112017008391A patent/BR112017008391A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2015-10-23 JP JP2017521584A patent/JP6505220B2/ja active Active
-
2017
- 2017-04-18 IL IL251758A patent/IL251758A0/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001156414A (ja) * | 1999-11-30 | 2001-06-08 | Yazaki Corp | 導電性ペースト及び回路形成方法 |
US20110045577A1 (en) | 2005-05-18 | 2011-02-24 | President And Fellows Of Harvard College | Fabrication of conductive pathways, microcircuits and microstructures in microfluidic networks |
US20100314041A1 (en) | 2008-02-20 | 2010-12-16 | Agency For Science, Technology And Research | Method of making a multilayer substrate with embedded metallization |
JP2012028545A (ja) * | 2010-07-23 | 2012-02-09 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 配線基板の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2016065260A1 (en) | 2016-04-28 |
IL251758A0 (en) | 2017-06-29 |
EP3209488A4 (en) | 2018-06-20 |
CA2965190A1 (en) | 2016-04-28 |
US10039195B2 (en) | 2018-07-31 |
BR112017008391A2 (pt) | 2017-12-19 |
JP2018509747A (ja) | 2018-04-05 |
EP3209488B1 (en) | 2021-10-06 |
JP6505220B2 (ja) | 2019-04-24 |
AU2015335727A1 (en) | 2017-05-18 |
CN107107492A (zh) | 2017-08-29 |
EP3209488A1 (en) | 2017-08-30 |
MX365712B (es) | 2019-06-10 |
US20160120040A1 (en) | 2016-04-28 |
AU2015335727B2 (en) | 2018-12-06 |
KR20170072931A (ko) | 2017-06-27 |
CN107107492B (zh) | 2021-04-20 |
MX2017005294A (es) | 2018-04-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101988874B1 (ko) | 3차원으로 제조되는 구조체용 기반-구조 전도성 트레이스 및 인터커넥트의 제조 | |
MacDonald et al. | Multiprocess 3D printing for increasing component functionality | |
US7419630B2 (en) | Methods and systems for rapid prototyping of high density circuits | |
US10748867B2 (en) | Extrusion-based additive manufacturing system for 3D structural electronic, electromagnetic and electromechanical components/devices | |
MacDonald et al. | Fabricating patch antennas within complex dielectric structures through multi-process 3D printing | |
Aguilera et al. | 3D printing of electro mechanical systems | |
KR102207849B1 (ko) | 3d 구조들, 구조적 구성요소들, 및 구조적 전자, 전자기 및 전기기계 구성요소들/디바이스들에 필라멘트들을 내장하기 위한 방법들 및 시스템 | |
EP2974567B1 (en) | Methods and system for connecting inter-layer conductors and components in 3d structures, structural components or structural electronic electromagnetic and electromechanical components/devices | |
US10645812B2 (en) | System and methods for additive manufacturing of electromechanical assemblies | |
Periard et al. | Printing embedded circuits | |
KR102216349B1 (ko) | 회로 보드를 만들기 위한 친환경적 방법 | |
KR20140069021A (ko) | 프리 폼 다중 재료 마이크로 컴포넌트의 적층식 제조방법 | |
Carranza et al. | Design and hybrid additive manufacturing of 3-D/volumetric electrical circuits | |
US9736944B2 (en) | Structure, wireless communication device and method for manufacturing structure | |
CN107430152B (zh) | 用于制造触点间距转换器的方法以及触点间距转换器 | |
Wittkopf et al. | 3D printed electronics with multi jet fusion | |
JP2022526373A (ja) | 側部取付された構成部品を有する付加製造電子(ame)回路 | |
Lee et al. | Photocurable three-dimensional printing resin to enable laser-assisted selective electroless metallization for customized electronics | |
CN104981103A (zh) | 用于制造三维电路装置的方法和电路装置 | |
Roberson et al. | Ohmic curing of three-dimensional printed silver interconnects for structural electronics | |
US10569464B2 (en) | Connecting metal foils/wires at different layers in 3D printed substrates with wire spanning | |
US20200254683A1 (en) | 3d volumetric circuits and associated methods | |
CN112074396B (zh) | 用于打印的方法和设备、以及机器可读存储介质 | |
KR20180002305A (ko) | 3d 프린팅 구조물에 대한 전도 패턴 형성 방법 | |
KR101541732B1 (ko) | 전자회로가 일체로 형성된 플라스틱 전자부품 제조방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
A302 | Request for accelerated examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right |