供稿人:尹丽仙 田小永 发布日期：2017-06-04
2016年，美国加利福尼亚大学研究人员在刊物advanced materials technologies上发表学术成果，利用3D打印工艺实现了嵌入式三维电子系统。实现了多类型结构电子的3D打印制造，为个性化传感和驱动的推广与普及提供了技术支持。
该技术采用直及填充液态金属的方式，制造导电通道。导电通道可以打印在形态各异的结构上，制造三维形态的传感器，电阻、电容、天线等电路部件。另外，导电性通道可以作为连接芯片的导线，从而实现在打印结构的内部嵌入电路。具体工艺流程分以下几步：a)采用3D打印工艺制造出包含有微孔道的基板；b)将微孔道内注入液态金属，形成液态电路；c)在基板上的沟槽内嵌入芯片、电容等固态的电路部件，并将这些部件与液态金属导线连接；d)在嵌入的电路部件上覆盖聚乙烯等材料，使结构表面平滑。将以上过程重复，逐层累加制造便可得到具有三维形态的结构。下图1a为采用此工艺制造的传感器嵌入式手套，图1b-e所示为此工艺流程。
图1 传感器嵌入式手套及其工艺制造流程
上述工艺既可用于制造刚性结构，也可用于柔性结构。柔性结构在受力变形后仍能保持所需功能。如图2所示为此工艺制造的柔性LED电路。两条高度扭转的双螺旋导线与一个发光二极管连接。导线扭转角小于540度时，二极管都能正常发光。
图2 3D打印的柔性LED电路