基于激光誘導超塑性的卷對卷（Roll to Roll laser-induced superplasticity）工藝制程是一種新的制造方法，可用于印刷制造超快速納米量級的電子器件。

來源：普渡大學，Ramses Martinez

這種新的制造技術使用類似于報紙印刷領域常用的卷對卷工藝，可以制作出更光滑、更柔軟的用于生產(chǎn)高速電子器件的金屬線路。

由普渡大學研究人員開發(fā)出的這種低成本工藝，結合了現(xiàn)有工業(yè)生產(chǎn)中用于規(guī)模化金屬加工的工具和方法。研發(fā)人員使用了類似于報紙印刷的卷對卷印刷工藝，憑借該工藝的速度和精度，克服了電子產(chǎn)品制造過程中的許多困難。相比于現(xiàn)在，這種工藝大大提升了電子器件的生產(chǎn)速度。

手機、筆記本電腦、平板電腦和許多其他電子設備依靠其內(nèi)部的金屬線路來實現(xiàn)信息的高速處理。目前的金屬線路制作方法一般都是通過把薄薄的液態(tài)金屬液滴透過一張具有目標線路形狀的光罩來形成金屬線路的，這有點像在墻壁上涂鴉。

“然而問題是，這種技術制作出的金屬線路，其表面非常粗糙，這會導致電子設備更快地升溫，進而更快地耗盡電池，”工業(yè)工程和生物醫(yī)學工程助理教授馬丁內(nèi)斯說。

另外，未來的高速電子器件還需要更小的金屬組件，制造納米級別更小的金屬組件要求更高的分辨率。

“制作越來越小形狀的金屬組件需要具有越來越高分辨率的模具，直到納米量級尺寸，”馬丁內(nèi)斯說。“再者，納米技術的最新進展也需要我們對尺寸甚至比制成它們的顆粒更小的金屬進行圖案化，這就像制造比沙粒更小的沙堡。”

這種所謂的“可成形性極限（Formability Limit）”阻礙我們以納米級分辨率高速加工材料。

普渡大學的研究人員通過一種新的規(guī)模化制造方法解決了這兩個問題——粗糙度和低分辨率——這種方法使得借助傳統(tǒng)的二氧化碳激光器制作納米級光滑金屬線路成為可能，二氧化碳激光器在工業(yè)切割和雕刻中已經(jīng)非常常見。

“像印刷報紙一樣印刷微小金屬電子器件可以使它們更加平滑。這種表面光滑的電子器件的過熱風險很低，可以更好地通過電流”馬丁內(nèi)斯說。

這種制造方法稱為基于激光誘導超塑性的卷對卷加工工藝（Roll to Roll laser-induced superplasticity），它使用像高速打印報紙用的滾動壓模版（Rolling Stamp）。該技術可以在短時間內(nèi)通過應用高能激光照射誘導出各種金屬的“超塑性”，這使得金屬能夠流入滾動壓模版的具有納米級特征的圖案內(nèi)– 這就繞過了“可成形性極限”。

“在未來，使用我們這項基于卷對卷工藝制造設備的技術，可以生產(chǎn)制造覆蓋納米結構的觸摸屏，該納米結構能夠與光相互作用并生成3D圖像。當然，這項技術還可以經(jīng)濟高效地制造更靈敏的生物傳感器，“Martinez說。