无论是消费电子还是商业应用，电子产品的尺寸都越来越小。随着对微型外形尺寸的需求不断增长，电子产品设计师面临着越来越困难的挑战，既要顺应这一趋势，又要确保产品的可制造性。
电子产品越小，出错的余地就越小。在这种规模下，它们的材料也更容易破裂和污染。然而，这并不意味着微电子趋势不可持续。为了应对这些日益严峻的挑战，一些技术创新应运而生。
由于振动、摩擦和普遍缺乏精度，传统机械加工在微观和纳米尺度上面临挑战。3D打印是一种很有前途的替代方案，尤其是现在它可以打印电路。
3D打印不会损坏任何易碎材料，因为无需切割。此外，3D 打印大部分都是自动化的，消除了人为错误，并且可以打印出比人类头发宽度还小的结构。更新的打印材料可以直接铺设线路，而不是先切割通道，然后再填充导体。因此，它可以减少生产步骤，从而减少了出错的机会。
其他印刷方法也已成为前景广阔的微型制造解决方案。思克莱德大学的研究人员发现，可以使用滚筒转印印刷将微型LED大规模粘附到半导体上，而且误差极小。
滚筒转印技术本身并非新技术，但将其应用于电子制造可显著提高精度和生产规模。研究人员通过这种连续的滚动工艺成功对准了75,000多个器件，偏差不超过一微米。
电火花加工(EDM)是电子制造领域另一种潜力巨大的生产方法。与传统加工不同，EDM不涉及与切割表面的物理接触，而是使用电弧来切割材料。由于没有摩擦，EDM非常适合用敏感材料制造微型电子元件。
微型电火花线材直径可小至20微米，实现精确的切割公差。这种尺寸很难通过传统机械加工或者激光切割实现，因此这是一种最佳的微型工程方法。
在其他微电子应用中，加工并不像元件对准那样令人担忧。在微米级半导体和印刷电路板上放置材料可能很困难，因为公差很严格，而且还可能因不必要的压力而导致材料破损。麻省理工学院的研究人员找到了一种解决方案，即直接在设备上生长纳米晶体。
通过促进钙钛矿现场生长，研究人员将这些材料定位在了50纳米以下的精度范围内，并且不会破坏脆弱的纳米晶体。LED、激光器和太阳能电池板都将受益于这种生产方法。
在所有这些创新中，自动化和人工智能(AI)在电子设计中发挥着越来越重要的作用。排除错误是克服许多微加工挑战的关键，而将容易出错的任务自动化往往是实现这一目标的最佳途径。
3D打印、EDM和滚筒转印都是高度自动化的工艺。在设计阶段，AI可以提出修改建议或仿真实际性能，以确保可制造性和功能性。随着对小型电子产品的需求不断增长，这些技术将成为行业标准。
如今，小型电子产品需要超精密的测量和控制。有效应对这些挑战的唯一方法是利用新技术。这些创新展示了电子行业是怎样不断发展以满足这些新需求。
紧跟这样的变化是保持行业竞争力的关键。
(原文刊登于EDN美国版，参考链接：Five technologies reshaping electronics manufacturing，由Ricardo Xie编译)
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