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掩膜沉积技术:优秀电子工艺的选择

时间:2026-01-23 理论教育 小霍霍 版权反馈
【摘要】:图1.7展示了以共晶镓铟合金为墨水,采用掩膜沉积法制作的器件。在温度低于合金熔点的环境下可以制得固态的3D金属结构,如图1.7a所示。利用PDMS做支撑材料,可以加工出较复杂的功能器件,如图1.7b的立体天线和图1.7c的叉式电容。由于在常温下金属墨水呈现液态,由此制成的电路还具有良好的柔性,如图1.7d所示。图1.7采用掩膜沉积法制成的物品[25]a.金属梳状结构;b.立体天线;c.叉式电容;d.打印电路的柔性展示。

从制造过程的严格意义上来讲,掩膜沉积技术不能算作是3D打印成型技术,而属于一种间接的增量成型方法,其加工过程如图1.6所示:首先通过化学浸蚀[17]、膜板光刻[18-21]、选择性润湿[22-24]等方法在硅片、聚二甲硅氧烷等膜板表面成型出与目标结构相同的凹槽或图形;然后在膜板表面均匀涂覆一层液态金属,并通过真空扰动[25]、外力挤压[26]等方式使得液态金属充分填充进入凹槽内;最后将表面多余的金属材料去除后直接进行封装,以制作可拉伸、弯折的柔性功能器件,或通过冷却固化处理后将金属制件与膜板分离,从而得到最终制件[25,27]

图示

图1.6 一种掩膜沉积加工流程[9,25]

a.PDMS掩膜板;b.掩膜板表面涂覆一层液态金属墨水;c.将掩膜板置于真空环境中;d.扰动掩膜板;e.排出凹槽内空气使液态金属填充掩膜板中;f.刮擦除掉掩膜板表面过多的液态金属;g.将铜导线置于凹槽内液态金属中并将掩膜板放入冰箱;h.待液态金属冷却,将其从掩膜板中取出。(https://www.xing528.com)

图1.7展示了以共晶镓铟合金(GaIn24.5,熔点为15.7℃)为墨水,采用掩膜沉积法制作的器件。在温度低于合金熔点的环境下可以制得固态的3D金属结构,如图1.7a所示。利用PDMS做支撑材料,可以加工出较复杂的功能器件,如图1.7b的立体天线和图1.7c的叉式电容。由于在常温下金属墨水呈现液态,由此制成的电路还具有良好的柔性,如图1.7d所示。

图示

图1.7 采用掩膜沉积法制成的物品[25]

a.金属梳状结构;b.立体天线;c.叉式电容;d.打印电路的柔性展示。

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