Мульти

Университет Васэда, Токио, Япония

В последние годы исследовательский интерес к 3D-печати металлических рисунков на пластиковых деталях вырос в геометрической прогрессии из-за ее высокого потенциала в производстве электроники следующего поколения. Но изготовить такие сложные детали обычными способами непросто. Теперь исследователи из Японии и Сингапура разработали новый процесс 3D-печати для изготовления 3D-металлопластиковых композитных конструкций сложной формы.

Трехмерные металлопластиковые композитные структуры имеют широкое потенциальное применение в интеллектуальной электронике, микро/наносенсорстве, устройствах Интернета вещей (IoT) и даже квантовых вычислениях. Устройства, построенные с использованием этих структур, имеют более высокую степень свободы проектирования и могут иметь более сложные функции, сложную геометрию и все более меньшие размеры. Но современные методы изготовления таких деталей дороги и сложны.

Недавно группа исследователей из Японии и Сингапура разработала новый процесс 3D-печати с цифровой светообработкой из нескольких материалов (MM-DLP-3DP) для изготовления металлопластиковых композитных структур произвольно сложной формы. Объясняя мотивацию исследования, ведущие авторы профессор Синдзиро Умедзу, г-н Кевэй Сонг из Университета Васэда и профессор Хиротака Сато из Наньянского технологического университета в Сингапуре сказали: «Роботы и устройства Интернета вещей развиваются молниеносными темпами. Таким образом, технология их производства также должна развиваться. Хотя существующие технологии позволяют создавать 3D-схемы, сборка плоских схем по-прежнему остается активной областью исследований. Мы хотели решить эту проблему, чтобы создать высокофункциональные устройства, способствующие прогрессу и развитию человеческого общества».

Процесс MM-DLP3DP — это многоэтапный процесс, который начинается с подготовки активных прекурсоров — химических веществ, которые можно преобразовать в желаемое химическое вещество после 3D-печати, поскольку желаемое химическое вещество не может быть напечатано на 3D-принтере само по себе. Здесь ионы палладия добавляются к светоотверждаемым смолам для приготовления активных предшественников. Это делается для продвижения химического нанесения покрытия (ELP) — процесса, который описывает автокаталитическое восстановление ионов металлов в водном растворе с образованием металлического покрытия. Далее аппарат MM-DL3DP используется для изготовления микроструктур, содержащих вложенные области смолы или активного предшественника. Наконец, эти материалы наносятся напрямую, и к ним добавляются трехмерные металлические узоры с помощью ELP.

Исследовательская группа изготовила множество деталей со сложной топологией, чтобы продемонстрировать производственные возможности предлагаемой технологии. Эти детали имели сложную структуру со слоями из нескольких материалов, включая микропористые и крошечные полые структуры, размер наименьшей из которых составлял 40 мкм. Более того, металлические узоры на этих деталях были очень специфическими и могли точно контролироваться.

Команда также изготовила 3D-платы со сложной металлической топологией, например, стереосхему светодиода из никеля и двустороннюю 3D-схему из меди.

«Используя процесс MM-DLP3DP, можно изготавливать металлопластиковые 3D-детали произвольной сложности со специфическим металлическим рисунком. Кроме того, избирательное осаждение металлов с использованием активных предшественников может обеспечить более высокое качество металлических покрытий. Вместе эти факторы могут способствовать развитию высокоинтегрированной и настраиваемой 3D-микроэлектроники», — заявили Умедзу, Сонг и Сато.

Новый производственный процесс обещает стать прорывной технологией в производстве схем, которая будет применяться в самых разных технологиях, включая 3D-электронику, метаматериалы, гибкие носимые устройства и металлические полые электроды.

Для получения дополнительной информации свяжитесь с лабораторией Umezu по адресу: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра у вас должен быть включен JavaScript..

Эта статья впервые появилась в июньском номере журнала Tech Briefs Magazine за 2023 год.

Больше статей из этого выпуска читайте здесь.

Больше статей из архива читайте здесь.