三維電子(3D Electronics)是次世代光電子產品發展的主流。同時,低碳製造為全球趨勢,因此需要能將高密度複雜線路與功能材料於三維基板上沉積與圖樣化的創新綠色製程技術。本團隊成功開發雷射耦合水溶液基底的多相反應流體快速析出成型的製程技術,包括以雷射精準選擇性地於自主開發的離子水溶液中還原沉積材料,以及耦合雷射與水霧大氣電漿的金屬氧化物透明導電薄膜(TransparentConductive Oxide)細線圖樣鍍膜技術。透過變更反應前驅物溶液(precursor),可在常壓及接近常溫的大氣環境下,快速地於三維自由曲面光學基板上鍍製及圖案化多種功能性的材料,製作高精度的光電元件。利用雷射可精準控制製程溫度、加熱位置以及的熱影響區域等特性,特別適合用於製作可撓式的穿戴裝置,例如軟性電池、軟性顯示器、軟性觸控面板、穿戴式感測器以及電子紙等產品。同時,本技術可使用中低功率(<1W)的連續光(Continuous Wave)雷射,不需真空及曝光顯影設備,具成本優勢。搭配適合的雷射光源模組,可於同一機台設備上實現減法(雷射剝蝕、切割、鑽孔)與加法(雷射沉積、圖樣化、填孔、熱處理等)的混合製程,除了更進一步降低成本、縮短製程時間,也避免因製程轉換所造成的定位與加工誤差。本技術具備雷射精準加工的特點,可應用於三維自由曲面基板,選擇性地形成真正3D圖樣化鍍膜,線路厚度與寬度可以根據設計需求調控,例如應用於3D高頻通訊裝置。透過調整前驅物反應流體,可於同一基板上鍍製多層功能性的材料三維圖樣結構,於單機上實現完整的元件製作。結合自動光學檢測,本製程技術亦可用於線路修復。有別於一般結合噴印與雷射熱處理的線路修復製程使用奈微米粒子漿料,本製程技術使用離子前驅物水溶液作為料源,無論是整體製程效率、圖樣線路精細度、製程碳排以及導線性質,皆經證實有明顯優勢。特別重要的是本技術從製程到原料配方,皆由團隊自行開發並申請專利,具有智慧財產方面的優勢!未來,光電子產品設計者,可以在實驗室中即時快速製作產品樣本,驗證設計概念與產品效能。未來,批量製造的光電產品中的瑕疵品,可以快速精準地進行修復,提升產能、減少資源浪費,建立低碳製造、環境永續的企業價值。未來,終端使用者帶著電路設計圖面到光電半導體產品列印中心,即可印出個人化的穿戴裝置。這是一個具有突破性創新並支持永續發展理念的未來科技!