結(jié)構(gòu)電子開題報告

基于3D打印技術(shù)的結(jié)構(gòu)電子樣件結(jié)構(gòu)設(shè)計及其性能分析選題依據(jù)與研究意義1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢2研究內(nèi)容3技術(shù)路線4內(nèi)容綱要創(chuàng)新點和預(yù)期研究成果5選題依據(jù)與研究意義結(jié)構(gòu)電子概念：將傳統(tǒng)的電子器件或者電路直接做成可承載結(jié)構(gòu)或者保護結(jié)構(gòu)的技術(shù)。將標準元器件植入空腔內(nèi)將傳統(tǒng)的元器件做成特定形狀智能皮膚，如傳感器等如橋梁、汽車等承載結(jié)構(gòu)注射入空腔，如墻壁或者汽車車門結(jié)構(gòu)電子形式來源：DrPeterHarrop.StructuralElectronics2015-2025[R].IDTechEx,2014選題依據(jù)與研究意義IDTechEX咨詢公司在2014年的市場分析報告中指出：結(jié)構(gòu)電子因其具有體積小、可靠性高、加工工藝簡單等優(yōu)點已被多個領(lǐng)域如航空領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域、消費類電子領(lǐng)域、汽車領(lǐng)域和土木工程領(lǐng)域等。其中結(jié)構(gòu)電子在航空領(lǐng)域和軍事領(lǐng)域中已經(jīng)發(fā)展相對成熟。將3D打印技術(shù)技術(shù)運用于結(jié)構(gòu)電子的制造已經(jīng)引起了各類工業(yè)領(lǐng)域的重視。3D打印技術(shù)技術(shù)制作結(jié)構(gòu)電子效率高，可以制作在不規(guī)則襯底上且對材料選擇范圍廣。選題依據(jù)與研究意義研究意義將傳統(tǒng)電子做成結(jié)構(gòu)電子，使其在體積上得到進一步優(yōu)化3D打印技術(shù)運用于結(jié)構(gòu)電子樣機加工，縮短了開發(fā)周期與成本國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢主要工藝流程：AmitJoeLopes等人采用SLA（光固化成型技術(shù)）與WP（直寫技術(shù)）混合技術(shù)將熱敏電阻與LED燈等作為元器件器件制作成一555震蕩電路。用3D打印技術(shù)加工出帶有溝槽的襯底打印出導(dǎo)線圖案并安裝器件，對導(dǎo)線進行固化后將器件與導(dǎo)線進行鍵合繼續(xù)加工，將導(dǎo)線與器件埋置并最終完成結(jié)構(gòu)電子整體制作國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢DavidEspalin基于FDM（熔融沉積成型技術(shù)）組建成一臺多功能三維加工系統(tǒng)，設(shè)計并加工出具有形狀、功能較為復(fù)雜的CubeSat（立方體衛(wèi)星）子系統(tǒng)。

FDM、微細加工及直印技術(shù)加工出的襯底互連導(dǎo)線制作工藝互連導(dǎo)線制作有多種，如在溝槽中直接埋置細微導(dǎo)線絲，如銅絲等。如DavidEspalin等人采用超聲波能量將銅絲導(dǎo)線埋置在FDM技術(shù)制作出的熱塑性塑料襯底上，然后利用YAG激光微型焊接系統(tǒng)將銅導(dǎo)線與元器件進行焊接互連（a）利用超聲波技術(shù)將銅絲埋置在熱塑性塑料襯底上（b）用銅絲制作出的天線圖形用激光微型焊接系統(tǒng)實現(xiàn)銅導(dǎo)線與芯片的互連國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢基于激光技術(shù)的互連導(dǎo)線制作工藝。CraigArnold等人采用激光誘導(dǎo)轉(zhuǎn)移法（LIFT）在襯底上制作出555計時器閃光電路。LudwingHernandez等人利用超聲波整合技術(shù)及激光直寫技術(shù)在金屬襯底上制作出帶有電子元器件及互連導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)電子。LIFT技術(shù)制作出的555閃光電路（a）加工出溝槽；（b）鋪上絕緣層；（c）打印無源器件及導(dǎo)線；（d）完成國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢LIFT系統(tǒng)工作原理JasonA.Paulsen等人利用非接觸式AJP（氣溶膠噴印技術(shù)）技術(shù)在彎曲平面或者非平面表面上成功打印出共形天線、埋置型電路、傳感器。在此基礎(chǔ)上，他將共形傳感器、天線及功率分布電路制作在無人機機翼結(jié)構(gòu)上，該無人機模型采用FDM技術(shù)加工出來。如圖所示。在飛機機翼上打印出電路圖形，使其能給LED燈供電。將天線及應(yīng)變計傳感器也打印在飛機機翼上。AJP技術(shù)將無人機機翼做成帶有電路及天線結(jié)構(gòu)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢墨水型導(dǎo)線固化方法導(dǎo)線固化方式有微波爐固化和激光固化兩種方式。Bieri等人用金納米顆粒與甲苯溶液配制成納米顆粒墨水，將其打印成導(dǎo)線后用波長為488nm的氬離子激光進行固化最終成功的在襯底上制作出具有良好導(dǎo)電性能的導(dǎo)線。Maekawa等人探究了不同波長的激光對銀納米顆粒墨水導(dǎo)線的影響。他分別使用幾種不同的激光源并比較了激光二極管（980nm，50W）和氬離子激光（488nm，1.3W）對銀墨水導(dǎo)線電阻率的影響。該研究發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)線電阻率隨著激光能量的升高而降低。Kim等人利用波長為532nm的離散固體激光器對銀納米顆粒型墨水導(dǎo)線進行固化，他得出的結(jié)論是：在獲得同等電阻率條件下，激光技術(shù)比用微波爐等進行加熱固化的效率要高得多。主要研究內(nèi)容整體結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)電子結(jié)構(gòu)件單元設(shè)計結(jié)構(gòu)電子結(jié)構(gòu)件單元制造1231對整體結(jié)構(gòu)進行分析IDTechEx指出，結(jié)構(gòu)電子的代表應(yīng)用是具有保護結(jié)構(gòu)功能的耐壓性電子/電氣零件與回路。在汽車中，結(jié)構(gòu)電子元件則可整合于車體與底盤系統(tǒng)內(nèi)取代傳統(tǒng)的汽車車體。2設(shè)計結(jié)構(gòu)件單元光電子前照燈的電路組成框圖將汽車前照燈電子控制單元設(shè)計成結(jié)構(gòu)電子結(jié)構(gòu)件。在承載力條件下對元器件進行布局，在結(jié)構(gòu)單元上得出