2014年05月21日11:15
通过印刷法实现“10美分传感器”
加利福尼亚大学圣地亚哥分校的Pisano看好的新技术与Bryzek一样，也是印刷工艺。Pisano对Bryzek提出的万亿传感器社会愿景产生了共鸣，是从最初就积极致力于启蒙活动的研究人员。Pisano认为，万亿传感器的制造单价需要降到10美分以下。
Pisano在2013年10月举行的TSensors Summit和2014年2月于东京举行的Trillion Sensors Summit Japan 2014上，公开了名为“Advective Nanoprint”的干纳米印刷技术（图3）。解决了现有的凹版印刷和丝网印刷等印刷技术的课题，适合用于量产。
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图3：较现有印刷方法提高分辨率 （a）分辨率和对位精度都比采用现有印刷方法的半导体制造技术高的方式（“提案方式”）。（b）利用与纳米压印同样微小的模具形成构造。使模具内的聚合物油墨的溶剂气化，形成构造体。（图由美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校提供） |
模具采用透气材料
Advective Nanoprint技术将形成了微细沟槽（流路）的模具放到基板上之后，在模具的流路中浇注油墨，然后蒸发油墨的溶剂制作构造体。模具材料采用透气性高的PMP（聚甲基戊烯），因此即使将模具放到基板上，溶剂也能蒸发掉。PMP是半透明的薄塑料膜状，比较柔软，因此还可用于复杂形状的基板。
此次的方法使油墨只存在于流路中，不会流到不形成构造体的位置。因此不会产生残留油墨形成垃圾的课题。还能省去清洗工序。
该技术的分辨率（线宽/线距）为250nm，还能实现180nm，目标是实现130nm。目标定位精度为25nm。通过与企业进行共同开发，“可在2年半以内通过卷对卷工艺提高吞吐量”（Pisano）。
油墨与基板可选择多种组合。比如在聚酰亚胺基板上进行纤维素印刷和金纳米颗粒物油墨印刷、在玻璃基板上进行壳聚糖印刷和金纳米颗粒物油墨印刷、在硅基板上进行PMMA印刷和ZnO纳米颗粒物油墨印刷等。另外，还能同时印刷2种油墨材料，将来可同时形成3～4种材料。
3D打印也纳入视野
发展规划项目中加入的唯一一种制造方式是“数字制造与3D打印”。Bryzek认为该领域今后有望实现巨大的进步，其中除了TApp之外，还包含“IoE”、“超低功耗无线通信”、“能量采集与超低功耗电子”。
Bryzek认为，数字制造与3D打印可将大面积化的传感系统单位面积的成本降到现有技术的1/1000。将来还计划实现IC。他认为把用户的周边空间作为用户界面的使用方法今后将成为主流，因此似乎打算用于这种用途的传感。
德国卡尔斯鲁厄理工学院在2013年10月举行的TSensors Summit上发布了3D打印相关的技术（图4）。
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图4：不利用现有硅半导体工艺形成了三维构造 （a）用3D打印技术实现传感部所需的三维构造的方法。（b）仅光的焦点位置的树脂硬化。（c）实际形成后的示例。还可形成光导。（图和照片由德国卡尔斯鲁厄理工学院提供） |
该技术是向构造材料的原料——光刻胶照射激光使之硬化，形成三维构造。原理本身并不新颖，不过分辨率高达几十nm。这个分辨率是通过仅在光刻胶的一点连续发生名为“双光子吸收”的局部现象使之硬化而获得的。光源是固定的，移动固定在三维移动台上的光刻胶，以飞秒（fs）级短脉冲激光进行照射。（作者：三宅常之,日经技术在线！供稿）
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