电子产品3D打印新方法
德克萨斯大学奥斯汀分校的工程师正在开发一种名为全息超表面纳米光刻（Holographic Metasurface Nano-Lithography，简称HMNL）的新型3D打印方法，旨在使半导体芯片的电子封装变得更快、更高效且环境可持续。
“我们的目标是从根本上改变电子产品的封装和制造方式，”该项目的负责人、科克雷尔工程学院沃克机械工程系副教授迈克尔·库里南表示，“借助HMNL，我们可以一步到位地创建复杂的多材料结构，将生产时间从数月缩短到数天。”
该研究团队包括来自犹他大学、应用材料公司、Bright Silicon Technologies公司、Electroninks公司、诺斯罗普·格鲁曼公司、恩智浦半导体公司和德克萨斯微烧结公司的合作者，并已从美国国防高级研究计划局（DARPA）获得1450万美元的拨款以支持这项计划。该项目旨在利用HMNL的独特能力来克服传统芯片制造的局限性。
突破传统制造的局限
传统的电子制造速度慢且劳动密集，需要逐层构建设备。这种逐步推进的方法限制了设计自由并产生大量材料浪费。HMNL提供了一种更快、更可持续的解决方案。该技术的核心在于超表面——一种能够编码高密度信息的超薄光学掩模。当被光线照射时，这些掩模会产生全息图，从而将金属和聚合物混合树脂塑造成复杂的3D结构，其精度比人的头发丝还细。
通过简化生产步骤和减少浪费，HMNL加速了原型开发，同时降低了制造对环境的影响。该团队已通过一系列应用原型展示了这项技术：用于消费电子设备的扇出模块、用于国防系统的可重构电子产品、适用于挑战性空间的电子封装，以及兼具机械和电气功能的有源封装（例如用于光学应用的精确光束指向系统）。“这不仅仅是让电子产品生产得更快或更便宜，而是要开启新的可能性，”库里南说。
微尺度制造
德克萨斯大学奥斯汀分校的最新进展揭示了增材制造领域一个更大的转变：微米和纳米级生产正在从缓慢、顺序化的工艺，转向高速、几何结构丰富且可扩展的制造平台。类似的飞跃也可见于由剑桥大学、查普曼大学和弘益大学的研究人员开发的基于快速溶剂交换的3D打印技术。该技术旨在生产小至1.5微米的超细纤维，能瞬间固化挤出的聚合物，从而制造出传统方法难以实现的长径比极高的纤维。这种方法为软体机器人、医疗支架和先进复合材料中的仿生结构开辟了可扩展的途径。
在其他地方，斯坦福大学的卷对卷连续液体界面制造技术展示了连续、自动化的生产流程如何将微加工推向真正的工业领域。通过将连续液体界面制造过程转变为无需人工干预即可完成打印、清洗、固化和收集零件的生产线系统，该技术实现了每天高达一百万个微尺度颗粒的产量——这相比传统的微打印是一个巨大的进步。
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