德克萨斯大学奥斯汀分校的工程师们正在推动一项名为“全息超表面纳米光刻技术（HMNL）”的新型3D打印方法，目标是以更快速、高效且环保的方式制造半导体芯片的电子封装。

该项目负责人、科克雷尔工程学院沃克机械工程系副教授Michael Cullinan表示：“我们的目标是彻底改变电子器件的封装和制造方式。通过HMNL，我们可以在单一工序中制造出复杂的多材料结构，将生产时间从数月缩短至数天。”

这一技术突破由来自犹他大学、应用材料公司、Bright Silicon Technologies、Electroninks、诺斯洛普·格鲁曼、恩智浦半导体和Texas Microsintering的研究团队共同实现，并获得美国国防高级研究计划局（DARPA）1450万美元的资助。



HMNL技术的核心在于超表面——一种可编码高密度信息的超薄光学掩模。在光照条件下，这些掩模生成全息图像，将金属-聚合物混合树脂塑造成复杂的三维结构，实现比人类头发丝更精细的细节精度。

与传统电子制造中逐层构建、材料浪费严重的工艺不同，HMNL提供了更快且更可持续的替代方案，简化了生产流程并减少了环境影响。该技术已通过多个应用原型验证，包括消费电子模块、国防系统可重构电子器件、适用于挑战性空间的电子封装，以及兼具机械与电气功能的主动封装系统。

Cullinan补充道：“这不仅关乎让电子制造更快或更便宜，更在于释放新的可能性。”

微尺度增材制造领域近来涌现出多项创新。例如，剑桥大学、查普曼大学和弘益大学的研究人员联合开发了“快速溶剂交换3D打印（3DPX）”，可生产细至1.5微米的超细纤维，为软体机器人、医疗支架和先进复合材料中的仿生结构提供了可扩展的制造路径。



斯坦福大学的卷对卷连续液界面制造技术（r2rCLIP）进一步展示了微制造的工业化潜力，通过自动化工作流实现了每天高达一百万微尺度颗粒的产量，标志着微打印技术的一次重大飞跃。

题图说明：银材料图案化样本，图片来源：德克萨斯大学奥斯汀分校。