为了让你摆脱悬念，本专栏的诱人主题是，一家名为PulseForge的公司开发了一项技术，允许我们将表面贴装组件焊接到导电墨水垫和轨道上，这些导电墨水垫和轨道本身印刷在薄而灵活的聚合物(塑料)基材上。当我们记得无铅焊料的熔点约为227°C±一点位和一点位时，这是一个相当大的技巧，而许多低成本、轻质聚合物的最高工作温度通常在150°C左右。根据这些数字，在塑料(基材)上熔化金属(焊料)而不熔化塑料本身的想法似乎有点超出了可能的范围。我想知道这是怎么做到的……
说句题外话，您可能会惊讶于我偶尔为一些专栏的标题苦恼了多长时间。以今天的产品为例，我很想提到“创造电子电路的惊人新技术!”尽管这是事实，但它并没有让我热血沸腾。
也许只有我一个人这么想，但是当我看到“在塑料上熔化金属而不熔化塑料”这样的文章时，我马上就会想，“嗯，这听起来似乎可以为制造电子电路提供一种惊人的新技术!”
作为EEJournal团队的一员，最棒的事情之一就是想法在我们之间反复讨论。例如，有时当我采访一家公司，然后撰写并发表专栏文章时，我会给负责我们网站的阿米莉亚·道尔顿发一封电子邮件亚搏体亚搏炸鱼播客暗示我所说的那个人——以及我们所说的技术——将成为未来《鱼苗》一集的绝佳嘉宾-话题组合。亚搏体亚搏
相反，事情有时会反过来。例如，几周前，阿米莉亚给我发邮件说，“嗨，麦克斯，我最近接受了斯坦·法恩斯沃斯的采访PulseForge．看看我的PulseForge鱼亚搏体亚搏苗．我认为他们很适合在《电子商务期刊》上发表社论。”
好吧，长话短说(这对我来说很不寻常，因为我通常是用另一种方式做事)，我联系了Stan，他是PulseForge的CMO，我们进行了一次有趣的聊天，结果我尖叫了一声“哦!闪亮的!(幸运的是，我用的是“脑海中的声音”。)
表面贴装led焊接在导电油墨上，印刷在薄而柔软的塑料衬底上(图片来源:PulseForge)
我知道PulseForge的人之所以出名，是因为他们有能力在不熔化塑料的情况下将金属熔化在塑料上，而且该公司已经经营了23年，我的第一个问题是，为什么23年前有人会感动地对自己说:“我真的希望我们可以在不熔化塑料的情况下将金属熔化在塑料上。”不出所料，事实证明事情并非如此。
轨道炮是一种直线电机装置，通常被设计成一种武器，它使用电磁力发射高速弹丸。在我们过去称之为上世纪90年代的时代迷雾中，有一天将穿上权威的内衣，在PulseForge走上权力走廊的男男女女，是为美国国防部工作的一个轨道炮研究小组的成员。
这项工作包括在一个满是房间大小的电容器的仓库中储存大量的能量，然后将这些能量释放到轨道炮中。为了启动电弧，用一张铝箔缩短了枪后端的两个铜轨，有效载荷就安装在铝箔的前面。当电容器放电时，铝箔被蒸发成等离子体，而载荷在到达15到20英尺长的铜轨末端时被加速到每秒8公里左右。所有这些与铝等离子体有关的副作用是产生纳米颗粒残留物。
所以，在1999年，这个勇敢的团队做了我们每个人都会做的事情，那就是成立了一家公司，它的使命是将纳米粉末形式的纳米材料的创造商业化。经过长时间的艰苦思考，他们选择了“纳米材料”作为他们的公司名称。由于太曲折的原因，他们后来改名为NovaCentrix，后来衍生出PulseForge。
另一方面，“深层技术”或“深层技术”指的是那些商业模式基于工程或重大科学进步的高科技创新的初创公司(这是“浅技术”的对立面)。我在这里提到这一点的原因是，在我看来，NovaCentrix和PulseForge都是深度科技公司的缩影。
然而，我担心我们太超前了。回到Nanomaterials公司，他们最初的重点是金属(如铝、铜、银、金)和金属氧化物(如氧化铝、氧化锆、氧化钛)的纳米粉末化身。事实证明，纳米粉末有无数的用途，包括添加到其他材料中以改变这些材料的物理特性和性能。
然而，汤里有苍蝇，房间里有大象(我从来没有比喻过我不喜欢)。事实证明，纳米粉末是很难对付的小流氓，更重要的是，它们如此之小，具有大量的表面能量，而且倾向于聚集在一起。因此，如果可以选择，许多用户希望采用复杂的化学方法使颗粒彼此分离并悬浮在溶剂(水、酒精等)中，而不是以粉末形式提供纳米颗粒。以纳米银粉为例，其颗粒的密度是水的10倍。要求是达到中性浮力。术语“配体”是指与中心金属原子(或纳米粉末颗粒)结合形成配位配合物的离子或分子(官能团)。想想把安全气囊绑在铁块上，让它漂浮起来。使用合适的配体和其他化学物质的组合，银纳米粉颗粒也可以达到同样的效果。事实上，每个纳米粉末可以根据目标客户和应用以各种分散体(溶剂、配体和其他化学物质)提供。
你有没有注意到顾客总是不满意(上帝保佑他们的小棉袜)?小流氓们要求的下一件事是修改分散体的化学性质，以创造可用于使用喷墨打印机或丝网印刷工艺实现增材制造技术的导电油墨。
增材制造技术在环境和生态方面都很有意义。此外，打印这样的东西的能力可以大大降低供应链的复杂性。所有这些现在都很有意义，但20年前一切都是新的。结果，NovaCentrix的工作人员发现自己处于所有事情的交汇点。
好了，我们快说到重点了。请记住，分散形式的纳米粉末材料可用于广泛的应用，但我们(目前)感兴趣的是打印在塑料基材上的导电油墨，用于制造医疗传感器或保形显示器等产品。在这种情况下，在一天结束时，一旦墨水沉积在塑料表面，我们的目标是去除无关的化学物质(只留下金属)，然后烧结颗粒，使它们结合在一起。问题是，执行这两个动作所需的温度与作为目标基板的塑料不兼容。
正是在这一点上，生产这种材料的NovaCentrix公司诞生了PulseForge公司，该公司根据需要锻造这些材料。为了做到这一点，PulseForge的工作人员回到了他们的本源，用一排电容器为氙气闪光灯的脉冲供电。在这种情况下，闪光灯的功率如此之高，输出脉冲如此强烈，以至于它们充当了热源。
现在，这是最聪明的部分。不同的材料会以不同的方式吸收、反射和传递光/热。金属善于吸收它;塑料则不是(这很好，因为这正是我们想要的)。诀窍是利用脉冲的波长、功率和持续时间，使金属高于熔化的温度，同时使塑料低于受损的温度。尽管困难重重，但事实证明塑料是这一过程的理想基板，当你开始思考时，这完全是疯狂的。
但是等等，还有更多，因为下一步是将表面贴装组件连接到导电痕迹上。一种解决方案是使用导电粘合剂，但这些材料所能达到的效果存在局限性。真正需要的是能够使用普通无铅锡膏。
“用激光熔化元件引脚下的锡膏怎么样?”我听见你在哭。我很高兴看到你(a)集中注意力(b)未雨绸缪。激光很棒。我喜欢激光。我不想听到任何反对激光的话，除了……激光的问题是你一次只能熔化一个元件引脚的焊料。想想回流炉的工作原理。所有的组件被放置在他们的焊膏覆盖垫和整个板被加热。当焊料熔化时，表面张力导致元件自对准。用激光是做不到的。
PulseForge的伙计们意识到，他们可以采用相同的物理原理来干燥、蒸发、烧结、熔化或退火，他们可以重新配置电力输送来熔化所有引脚上的焊料(从而允许组件自对齐)。
这就是目前的情况。现在他们有了这项技术并开始运行，PulseForge的伙计们正在执行一项任务，向更传统的电子制造社区的成员传播好消息，让他们知道现在可以在不熔化塑料的情况下熔化塑料上的焊料，因为一切都发生得如此之快，塑料不会介意，焊料也不知道。就我个人而言，我对这项技术所带来的可能性感到非常兴奋。你说呢?
