激光烧结技术：开启印刷电子制造新纪元

近年来，印刷技术在电子行业中的应用日益普及。与传统电子制造工艺（如蚀刻和光刻）这类减材制造且工序复杂的技术不同，丝网印刷和喷墨印刷等工艺采用沉积技术，能够选择性地将导电材料沉积在基板上。这种印刷工艺具有诸多优势：不仅生产成本更低、材料浪费更少，还能实现更高的设计自由度，为微型化电路和柔性电子等创新应用开辟了可能。

电子印刷工艺流程包含多个关键环节，始于电路设计、材料与基板选择等印前工序。在完成导电油墨的选择性沉积后，下一步便是烧结（有时称为固化）。烧结工艺的重要性怎么强调都不为过——通过熔合油墨中的金属纳米颗粒，形成具有低电阻率的高耐久电路，从而显著提升导电性能。

激光烧结是一种利用激光加热金属纳米/微米颗粒至熔合温度（未达完全熔化状态）的工艺

导电油墨激光烧结技术
在印刷电子后道工序中，烧结工艺通常采用加热炉、红外辐射器或宽带闪光灯完成。虽然这些传统工艺各有优势，但普遍存在能耗高、难以规模化等痛点。这正是激光烧结技术的突破点所在。

滨松光电正致力于革新印刷电子后处理工艺，其SPOLD LD辐射光源等硬件设备为制造商提供了更经济、可持续、可扩展且适应性强的解决方案。半导体激光技术能有效突破传统烧结设备的瓶颈，为更多类型电子器件创造可能。

滨松光电LD辐射光源(SPOLD®)

在介绍激光烧结优势前，可以先了解其在印刷电子产线中的工作原理。以喷墨印刷为例：打印喷头将导电油墨选择性沉积在基板上形成图案，这些油墨含有银等导电材料的纳米颗粒，并由聚合物粘合剂固定。

烧结工艺通过熔合导电纳米颗粒，以形成低电阻率的致密线路，确保电子在电路中顺畅流动以实现最佳性能。激光烧结的独特之处在于采用激光技术（点光斑或线光斑光学系统），选择性烧结油墨并避免加热基板。

激光烧结技术的优势
相较于传统烧结炉等印刷电子处理工艺，激光烧结技术能为电路制造商带来突破规模化瓶颈、降低生产成本及开发更精密电子器件的多重优势，主要体现在以下方面：

后处理速度显著提升
激光烧结实现高效后处理的关键在于两大因素：首先，近红外激光能在毫秒级时间内完成导电油墨中金属纳米颗粒的烧结，而传统烧结炉需耗时数分钟。更重要的是，半导体激光模块可直接集成于印刷产线，通过传送带式扫描实现印刷电路的即时烧结。据滨松光电的数据，其激光技术在卷对卷生产中可实现每秒数百毫米的加工速度。

能耗水平大幅降低
在各类导电线路烧结工艺中，激光烧结凭借半导体激光器的高电光转换效率成为最节能的方案。以滨松SPOLD激光器为例，卷对卷烧结仅需约1kW电力，而次优的闪光灯烧结技术需5kW以上，传统烧结炉更是需要超过60kW能耗才能达到金属纳米颗粒的烧结温度。

空间占用极致优化
激光烧结系统可通过传送带无缝集成至卷对卷印刷产线，这种设计还带来额外优势：制造商扩大产能时无需显著增加设备占地面积。相比体积庞大的烧结炉，激光烧结模块结构紧凑，既便于部署又能最大化厂房利用率。此外，滨松激光器采用可扩展光纤传输技术，使激光源可远程放置而不影响加工性能。

更广泛的材料兼容性
激光烧结技术最显著的优势，在于对多样化基材和导电油墨的兼容能力。传统烧结工艺因需要高温处理，无法应用于PET薄膜或纸张等热敏基材——烧结所需热量会直接损伤甚至熔毁底层材料。

滨松光子SPOLD®激光导电油墨烧结应用示例

而激光烧结通过线光束或圆光束的选择性加热，仅对导电线路进行精准烧结，完全不影响基材性能。同时，滨松光电的激光器更具备波长可调特性，确保激光能量仅被油墨吸收，这一技术突破为柔性电子设备（如可穿戴显示器）的大规模生产，提供了关键支持。

该技术还拓展了导电油墨的选择范围，包括具有与银相当导电性能的低成本铜、铝油墨。这类油墨过去因烧结工艺限制难以推广应用，目前滨松光电正与油墨制造商紧密合作，为各类油墨开发定制化烧结参数，从而提供更丰富的经认证材料方案。

最终，印刷电子制造商通过采用激光烧结技术实现电路后处理升级，将获得全方位的效益提升。这项技术不仅比传统烧结炉更具能源效益和可扩展性，更突破了基材处理限制，为柔性显示器件、薄膜晶体管、可穿戴传感器及光伏电池等柔性电子设备的工业化量产，开辟了新路径。