规模化印刷铜电子越来越接近现实

铜基印刷电子具有更低重量、成本以及额外的环境友好性具有很大潜力(C2MI)

铜在电子工业中具有更长的历史，但是它作为印刷电子的标准更具持久性。

来自加拿大学术界和工业界的研究人员阐述了印刷铜电路相比现有的电路技术具有减少化学品消耗、满足实际应用标准以及减少整个印刷电路成本方面的潜力。

这个研究团队是C2MI和ETS之间的合作，C2MI是加拿大最大的电子研发中心，EST是加拿大蒙特利尔的一所研究性大学。在与C2MI的印刷电子工艺工程师和微电子组装工程师的交谈中，其谈到这项研究要追溯到2019年作为开发可持续印刷电子的一部分，直到今天整个工艺过程并不是完全的绿色制造。

在半导体方面可持续的空间上以及整个工业的绿色化制造方面具有很大的推动力，而材料浪费就是其中一部分。

今天，很多半导体工业正在采用银作为印刷电子原料，其在实用性方面存在一些问题。银很容易在空气以及湿度空气条件下反应，使其产生很小的枝晶。如果不存在机械阻隔的话，其会导致产生电路短路。银的电子迁移率问题在过去几十年都被知晓，而铜印刷电子的研究期望能够寻找一种可替代方案。

铜也有其自身的缺点。这种合作研究的目的是寻找一种解决方案，其能够在采用增材制造打印铜电子来减少铜材料浪费以及相比传统PCB技术减少对于严苛化学药品的需求之间寻求最好的方案。而现在PCB制造技术中结果是80%的铜都会被浪费掉。

减少材料浪费也会降低成本，同时也是环境友好型。研究人员能够通过采用铜墨水相比银墨水成本能够降低50%，同时相比现在的PCB减材技术能够减少化学品的消耗，主要原因是C2MT/ETS涉及采用了直接打印电路。

可持续性驱动着印刷铜方面的兴趣

铜方面研究作为广泛驱动力的一部分来促进开发出更多可持续的方法制造电子器件。

来自加拿大卡尔顿大学的副教授主要关注于有机传感器和器件，其包括聚焦于生物电子的可持续性，下一代生物传感器以及柔性电子。有学者都在从不同的角度来关注着这方面。

这些包括基板印刷电子，铜被期望具有更大的角色。铜已经被大量调研作为未来长期一种使用的材料。铜方面的创新将会驱动汽车电子的进步以及消费电子的激增。

半导体工业一直看好铜，但是其在印刷电子的可扩展性仍面临挑战。铜现在仍是信息技术领域最常用的金属。

研究人员正在关注采用新方法和工艺来沉积铜，但是试验研究还有很长的路要走。现在我们已经采用更多可持续的工艺来印刷高密度的铜电子互连。

很多公司仍然在努力破解铜方面的密码。而铜作为墨水的氧化问题阻碍着其应用。工业正在寻求将铜方案能够接近块材的可能性，半导体块材是指那些通过常规化学沉积法获得的金属体。

已经有一些公司具有方法来解决铜的氧化性问题，但是这些方法并不是半导体工业中所普及的方法。其必须是具有很高可靠性、可重复性以及非常标准化的方法才行。

铜具有更轻、更低成本的优势

印刷铜电子具有很多好处，不仅仅是减少浪费，也包括减少刻蚀和图形化的步骤。除了环境益处之外，经济效益也是很显著，能够减少传统显影和刻蚀所带来的成本。资本支出是这项难题的很重要一部分。

NextFlex柔性混合电子制造机构主要聚焦于采用增材制造技术，其需要相当不错的资产设备，而这些设备现在便宜的离谱。

印刷铜电子，其重量是很重要的考量因素，像在航空航天、汽车电子领域，由于减少重量可以降低成本。其他领域如医疗器件，包括可穿戴电子的兴起。绝大数的商业利益主要来源于医疗公司，其在努力尝试如何降低器件重量。

为了实现更轻的电子器件作为破解铜密码的重要驱动力，尺寸、重量以及性能、成本均将会从可扩展的印刷铜电子中获益。随着喷墨打印技术的进展，其将会由于材料创新而成为成本可控以及普适性技术。在铜的应用方面，已经非常接近类似的情况。问题是我们正在尝试打印的物体保证都是导电的。而固化工艺的发展使其接近块材的导电性已经成为可能。这些已经都不是不可能解决的问题了。