中山大學解謎可撓曲3D列印電子元件 助攻軟性電子產品

中山大學材料與光電科學學系助理教授郭哲男與跨國團隊合作，論文成功登上國際材料科學頂尖期刊《Progress in Materials Science》，全面分析3D列印最新「可撓曲3D列印電子元件」相關技術、材料及未來發展趨勢，助攻科技新星電子皮膚、電子紙等軟性電子產品研發。

這篇由台灣、新加坡3D列印學者跨國合作的論文〈可撓曲3D列印電子元件：製程、材料與未來趨勢〉，耗時半年整理了近10年、286篇相關研究，全面回顧當前最先進的技術，統整所有透過3D列印製造電子元件的先進功能材料和不同製程對材料帶來的影響，並描繪即將到來的應用趨勢。

郭哲男表示，這類型綜述論文對新手研究者及研發人員而言是快速入門的敲門磚。

論文指出，印刷電路板（PCB）和積體電路（IC）傳統製程大致可分為透過電鍍、蝕刻、研磨等去除材料的減法製程，和沉積材料的加法製造，但在3C產品持續小型化、客製化趨勢下，傳統工法帶來的良率不佳、減法製造造成的材料浪費及腐蝕性化學品等汙染問題，使得開發替代製程迫在眉睫。

郭哲男投入先進材料積層製造開發多年，他表示，可撓曲3D電子列印技術最大優勢，是能將導電材料印製到可拉伸且具有彈性的可撓曲面板上，包括感測器和電路板，兼顧精密化、細緻化、美觀與電子功能，還有輕量化和降低製造成本等優點，應用領域日益廣泛，舉凡航太、醫療、車輛、民生等產業均可看到3D列印的研發應用。

郭哲男舉例，生醫產業包含電子皮膚、智能感測衣與各類型穿戴裝置，透過可撓曲3D列印電子元件貼合皮膚偵測體溫、心跳、血壓，可植入體內的感測器如心臟除顫器，和論文中提到的義肢假耳可幫助無耳、失聰的患者復原外型、增強聽覺，以及3C產業中的摺疊手機、電子紙等。

此外，論文將可撓曲3D電子列印製程分門別類，依照電子元件的導電跡線製造方法，分為材料表面列印電子元件、全3D電子列印和射出成型電子元件三大類。其中運用到的列印技術又包含材料擠製成型技術、材料噴塗成型技術兩大類。而各國已能成熟列印的3D油墨材料也依照特性被分為六大類，包含實驗室等級的先進功能金屬。

論文其他作者包含新加坡科技設計大學研究學者，工程產品開發學院院長Chee Kai Chua、副院長Hong Yee Low及研究員Hong Wei Tan，以及英商勞氏檢驗公司技術顧問Yu Ying Clarrisa Choong。期刊連結： https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0079642522000263