用于无源无线传感与集成电路的微电子器件的3D打印加工

与衬底集成工艺相比较，3D可添加打印技术具有灵活性好、图形种类多、三维加工以及低成本等优点， 在电阻、电容、电感、集成电路布线以及无源无线传感等微电子部件加工中具有潜在的应用。目前，在微机械、微流体以及快速成型等领域获得了较为广泛的应用。 但获得具有较好的导电性与稳定性的打印结构，还有很多问题需要解决，也阻碍了这一技术在微电子器件中的应用。

鉴此，最近美国加利福尼亚伯克力分校的Wu等开发了一种3D微纳电子器件的打印技术，其主要工艺过程如图1a 所示，包括：(1) 功能图形的设计以及3D打印成型，形成所需加工器件与结构的通道/凹槽等中空轮廓；(2) 在通道与凹槽中注射浇灌液态金属凝浆材料；(3) 液态金属凝浆的固化处理以及表面电极对的形成。所加工的电容-电感-电阻结构其谐振频率达到0.53GHz, 制备的无源无线传感器可用于液态食品，如牛奶的质量的监测。这些实验结果为自由形貌的三维微电子部件的加工提供了新手段。相关研究结果发表在近期的Microsystems &Nanoengineering (2015) 1, 15013 doi:10.1038/micronano.2015.13上。

相关链接：www.nature.com/micronano

 

图1：可添加3D器件加工流程示意图：a,可填埋电学导电结构的加工；b,3D电容、电感与电阻等结构；c,“墨汁“储存系统；d,无线无源传感器。

 

图2：打印所得器件的光学照片。

 

图3：打印所得微电子器件的I-V特性等。