3D打印用到芯片上 西湖大学这项技术厉害在哪儿 

2020-11-12 09:32 发布

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11月6日,记者走入西湖大学精密智造实验室看到,一根细细的金属探针正在一块名片大小的电路板上循环画圈,探针内流下的液体逐渐围成一个圆环。“这是我们通过3D打印而成的微电极阵列,再用硅胶进行二次加工后,可用于药物机理检测等领域,检测效率将大大提升。”正在显示屏前监测情况的西湖大学工学院周南嘉实验室博士生朱沛然说。

这是西湖大学工学院特聘研究员周南嘉团队自主研发的微米级精度三维3D精密制造技术的一角。该技术为目前国内最高精度的电子3D打印,以新材料作为突破3D打印精度极限的核心,设计全新的3D打印功能材料,实现了百纳米至微米级别电子3D打印。
近日,由周南嘉创立的西湖未来智造公司完成了数千万元的天使轮融资。
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“我们做的最小尺度的3D打印,就是直接在芯片上用3D打印进行加工。”周南嘉说。通过实现超高精度,周南嘉团队将3D多材料打印技术引入到芯片级高端制造领域,利用3D打印技术进行三维高精度光电封装、制造高频无源器件,例如可将天线尺寸缩小到十微米至百微米级别。周南嘉说,这一做法较现有的加工方式,在精度上提升了1到2个数量级,从而使得3D打印技术得以应用到毫米波技术、光通讯、微型机器人、柔性电子等领域,为未来小型化、集成化、个性化电子设备提供新的制造方案。

当下,电子与光学领域核心功能器件与系统加工对技术精度的要求越来越高,传统工艺难以满足产品需求;同时,目前市场上为人所熟知的3D打印主要以激光烧结、光固化等工艺为主,其产品主要为金属、航空件以及塑料等聚合物,但这些3D打印产品往往仅具备结构而无法功能化。这些都成为当下相关行业领域的痛点。
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在周南嘉看来,3D打印并不只是能够实现具体的结构,更重要的是实现特定的功能。依托西湖大学精密制造实验室及浙江省3D微纳加工与表征重点实验室,周南嘉以精密增材制造技术为核心,基于先进功能材料和三维集成技术方面的优势,开发了多材料、多尺度的灵活加工工艺。

“在超高精度3D打印方面,工艺本身并不复杂,要实现超高精度以及多样化功能,真正在实际应用上取得突破,从源头出发,实现材料方面的突破才是关键。”周南嘉说。通过材料和技术两方面的努力,突破目前的打印精度之后,其团队自主研发的微米、亚微米级3D打印技术与材料体系成功解决了这些难题。“其实,今后生活中常见的显示屏、手机、可穿戴设备、无人机、汽车导航、医疗健康仪器等许多电子产品的‘内脏’里,就能找到我们产品的身影。”周南嘉说。
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在2018年加入西湖大学之前,周南嘉在国外学习工作多年。他说,中国电子加工上下游产业链完备,浙江在智能制造领域又有着很好的市场前景,这成为他在浙江创业的重要考虑因素。周南嘉团队计划通过产学研结合,将电子3D打印技术带入市场,扩大功能3D打印技术的市场空间。“作为西湖大学在智能制造领域第一个自主科技成果落地转化项目,西湖未来智造公司得到了学校的大力支持,由学校成果转化办公室专业团队全程跟进,以技术保护、政策咨询、法务咨询、融资指导等专业服务为企业赋能,正加速推进成果的成功转化。”周南嘉说。

目前,周南嘉的西湖未来智造公司与中国多家行业领先的企业展开合作,在短时间内已建成多个精密制造平台,验证了相关技术的可行性,并制定了完善的设备及工艺开发流程和相关规范,并在一些具体产品应用方面探索量产方案。“就像开一扇门一样,我们期待不断开拓电子3D打印的前景。”周南嘉说,目前团队通过 3D打印制造高精度电子器件、柔性可穿戴设备等,凭借团队的专业能力提供对外电子3D打印服务、设备与材料集成的一站式解决方案。

来源:浙江新闻客户端、钱江晚报

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