Химики научились наносить металл лазером почти на любую поверхность

Ученые из университетов России, Китая и Германии разработали новый метод лазерной металлизации почти любой поверхности (даже изогнутой). Они показали, как с помощью лазера можно «рисовать» металлом по стеклу, полидиметилсилоксану, полиимиду и другим материалам. Новая технология позволит создавать или ремонтировать печатные платы и составляющие микроэлектроники быстрее, дешевле и проще. 

Классическая литография — многоступенчатый процесс. Чтобы создать даже одну небольшую деталь, требуется дорогостоящее оборудование и штат специалистов. Запустить подобное производство могут лишь крупные компании, в которых создание печатных плат поставлено «на поток». Другие же вынуждены обращаться в специализированные организации. Часто ждать готового изделия приходится больше месяца. Кроме того, есть вероятность ошибки на стадии проектирования, из-за чего приходится делать заказ вновь.

Ученые ИТМО придумали, как упростить и ускорить процесс металлизации поверхности, сообщила пресс-служба Российского научного фонда. Они разработали метод безшаблонной лазерной металлизации, который позволяет наносить изображения даже на изогнутые поверхности. Для создания таким способом металлического рисунка требуется лишь лазерная установка и специальный химический раствор. А справиться с задачей сможет даже один специалист.

«Процесс металлизации в этом случае проходит в три основных этапа. Сначала поверхность, на которую необходимо нанести металл, покрывают глубоким эвтектическим раствором — в нем два твердых вещества, смешиваясь, понижают температуру плавления друг друга и превращаются в вязкую жидкость. В такой смеси легко растворяются соли металлов. Затем пластинка помещается в лазерную установку, и лазер по заданной в программе схеме «рисует» лучом по поверхности. Луч лазера локально разогревает пленку глубокого эвтектического раствора и вызывает химическую реакцию восстановления металла из ионной формы в металлическую. После ненужный раствор просто смывается водой», — рассказал один из авторов исследования, кандидат химических наук, научный сотрудник физического факультета ИТМО Лев Логунов.

Разработка позволяет создавать медные структуры на криволинейной поверхности, RFID-метки, печатные платы и элементы микроэлектроники. Ученым уже удалось успешно нанести таким способом медный рисунок на стекло, полиимид, полидиметилсилоксан, стеклотекстолит и даже лист растения. В планах поработать с материалами с низкой температурой плавления, например, пластиком.

Ученые планируют доработать установку, чтобы ее можно было использовать в индустрии. По их словам, подобных коммерческих проектов в мире насчитывают единицы — в основном работают лишь отдельные научные группы в исследовательских центрах.

Исследование поддержано грантом Российского научного фонда. Результаты опубликованы в журнале Advanced Engineering Materials.