西湖未来智能製造が独自に開発した1～10ミクロンの高精度マイクロナノ電子直接書き込み3Dプリント技術

南極熊の紹介：近年、電子機器の小型化、精密化、機能の多様化が進むにつれ、ミクロンレベルの積層造形技術はエレクトロニクス業界でますます重要な役割を果たしています。マイクロ/ナノダイレクトライティング印刷技術は、材料を基板上に直接堆積させて、ミクロンまたはナノメートルレベルの微細構造を形成できる、積層製造に基づく高精度加工技術です。マイクロナノ直接描画印刷技術は、フォトリソグラフィーやエッチングなどの従来の減法製造プロセスと比較して、高精度、強い柔軟性、高い材料利用率などの特徴があり、近年のマイクロナノ製造分野における研究のホットスポットの1つとなっています。

南極熊は、西湖大学が育成した西湖未来智能製造（杭州）技術開発有限公司が、業界をリードするミクロンおよびサブミクロンの超高精度電子付加製造技術を独自に開発し、顧客にカスタマイズされた電子付加製造ソリューションを提供できることを知りました。チームが独自に開発した1～10ミクロンの精密電子付加製造装置と対応する先進機能材料システムにより、数十種類の高性能金属導電材料、ポリマーおよびセラミックベースの誘電体材料、光学材料および磁性材料の精密3次元付加製造を実現できます。

まずは、西湖未来智能製造が開発したミクロン・サブミクロンの超高精度電子積層造形の応用事例14件を通じて、この技術の魅力を体験してみましょう。

① RDL配線

PI誘電体表面上の精密RDL回路（回路中心距離2.5μm、回路後処理条件：空気雰囲気中で300℃ 1時間焼結）。

②精密導電回路加工、最小加工サイズは1μmに達する

シリコン、ガラス、セラミック、金属、PI、PETなどの基板の表面処理に対応します。

③ パッシブデバイス処理、アクティブとパッシブの統合

コンデンサ、インダクタ、抵抗器などを直接印刷・加工することができ、微細配線の印刷によるアクティブとパッシブの統合を実現します。

④マイクロナノメタル3D構造

特性線幅1～10μmの純粋な3次元マイクロナノ金属構造の印刷・加工を実現します。

⑤ボンディングワイヤを印刷する

最小線幅 5 μm のマイクロナノ直接描画印刷ワイヤボンドラインにより、パッドフリーのボンディング相互接続を実現できます。

⑥吊り構造の印刷

MEMS カンチレバー導電性構造を印刷可能、カンチレバースパン > 200 μm。

⑦多層回路の印刷

層数が 4 を超える多層回路基板を処理できます。

⑧プリントピラー構造

アスペクト比 ≥ 5 のピラー構造の印刷を実現し、POP および AIP パッケージングにおける層間相互接続、金属シールド、金属プローブなどに適用できます。

⑨高温印刷バンピング構造

フラックスフリーの直接はんだ溶融印刷とボール植え付けをサポートし、In-Ag、Sn-Bi、Sn-Zn、Sn-Ag-Cuなどの合金溶融印刷をサポートします。

⑩ ウェーハ表面への金属壁構造の作製（電磁シールド）

SiP および RF フロントエンドモジュールのパーティションシールドに使用でき、従来のワイヤボンディングやレーザー溝充填を導電性ペーストプロセスに置き換えて、コストを節約し、シールド性能を向上させ、パッケージサイズを縮小できます。基板、ウェーハ、その他の製品の金属シールド構造の in-situ 印刷をサポートします。閉ループ内でプロセスパラメータを適応的に調整する機能があり、手動介入なしにオンラインでパラメータをインテリジェントに調整できます。材料の後処理焼成温度は200℃と低温です。

⑪ガラス系スルーホール金属充填

孔径≥30μm、アスペクト比≤10の微細孔の高密度メタライゼーション充填をサポートし、金属やポリマーなどの材料の充填や印刷に対応しています。

⑫ フォトニック結晶

フォトニック結晶の高精度な3次元構造印刷・加工を実現します。

⑬ガスセンサー

超小型・高感度ガスセンサーの印刷加工とシステム化を実現します。

⑭ チップの放熱

チップモジュールの FOWLP および FOPLP パッケージの放熱に使用でき、チップの背面に異なる厚さの放熱層を印刷してモジュール全体の放熱能力を向上させることができます。また、個別のデバイスの上部に特定の放熱微細構造を印刷してマイクロヒートシンクを作成し、デバイスの電流容量を向上させることもできます。

従来の放熱方法と比較して、放熱効率が30%以上向上します。

上記の多くの応用事例を見た後、それらを印刷するためにどのような付加製造装置が使用されるのでしょうか?

西湖未来インテリジェント製造設備

西湖未来智能製造の汎用電子付加製造プラットフォームは、マイクロナノインク直接描画（DIW）印刷技術と独自に開発したナノインク材料を組み合わせて、最小加工サイズ1～10μmの高性能金属導電材料、ポリマー、複合誘電体材料の付加製造を実現します。精密相互接続ライン、マイクロ波アンテナ、受動デバイス、フレキシブル回路、3次元回路などの製品の印刷に使用できます。

●最小印刷サイズは1μmに達する
●さまざまな印刷シナリオで使用できる膨大な材料ライブラリ●2D、2.5D、複雑な3D構造を印刷可能●プリントヘッドのクイックリリースと交換をサポート●マルチマテリアル印刷をサポート●機械ドリル、レーザーエッチング、インサイチュレーザー焼結などのオプションのプロセスモジュール

機器コアコンポーネント

高精度の印刷と安定した動作を実現するために、West Lake Future Intelligent Manufacturing は、その設備に多くの最先端技術を採用しています。以下は、設備に使用されているコアコンポーネントの一部です。

精密モーションプラットフォームの堅牢なフレーム設計では、高精度リニアモーター閉ループ駆動システムを採用し、印刷時にサブミクロンの位置決め精度を実現します。

マルチピン印刷モジュールは、印刷効率の 2 倍をサポートします。

処理モジュールは、直接書き込み印刷モジュール、精密フライス加工モジュール、圧電射出モジュール、ドクターブレードコーティングモジュールなど、さまざまな処理方法の組み合わせをサポートします。ニーズに応じて、さまざまな処理モジュールを選択して、装置ガントリーに取り付けることができます。

UV オンライン硬化ユニットは UV 接着剤のその場硬化をサポートします。赤外線レーザー焼結ユニットは導電性ペーストのその場焼結をサポートし、導電性を形成します。

高精度で適応性に優れた吸盤キャリアが、反りのあるワークの吸着をサポートします。

材料紹介：西湖未来智能製造は、ミクロンおよびサブミクロンの金属粒子と無機フィラーの合成と製造プロセス、フィラーと樹脂の分散プロセスなど、業界をリードするコアテクノロジーに基づいて、高性能金属スラリーシステム、高性能樹脂スラリーシステム、有機複合材料システムなど、1〜10ミクロンの精密電子積層製造の要件を満たすことができる先進的な機能材料システムを独自に開発しました。顧客のニーズに応じたカスタマイズ開発により、ディスプレイ、半導体パッケージ、リチウム電池などの業界におけるミクロンレベルの回路処理、深空洞充填、特殊な3次元構造構築などのアプリケーションシナリオに対応できます。

代表的なスラリーは以下のとおりです
ウェストレイクフューチャーマニュファクチャリングについて

Westlake Future Intelligent Manufacturing は、業界をリードするミクロンおよびサブミクロンの超高精度電子付加製造技術を開発し、顧客にカスタマイズされた電子付加製造ソリューションを提供しています。当チームは、1～10ミクロンの精密電子付加製造装置とそれをサポートする先進機能材料システムを独自に開発しており、数十種類の高性能金属導電材料、ポリマーおよびセラミックベースの誘電体材料、光学材料および磁性材料の精密3次元付加製造を実現できます。当チームは国内外で270件以上の特許を申請し、70件以上の特許を取得し、7つの国家標準の策定に参加しました。チームの付加的技術ソリューションは、工業グレードの大量生産のニーズを対象としており、その応用分野は現在および次世代の主流の集積回路システムアプリケーションをカバーしています。現在、その製品とソリューションは、ディスプレイ、半導体パッケージング、リチウム電池など、複数の分野で実装されており、10を超える業界のベンチマーク顧客を獲得しています。同社は国家ハイテク企業、省レベルの専門型革新型中小企業、省レベルのハイテク企業研究開発センター、杭州市の準ユニコーン企業として認定され、浙江省の重要な科学技術プロジェクトを主宰し、国家初のプロジェクトに選ばれ、浙江省のトップ起業家チームから支援を受けています。

エレクトロニクス業界における高精度、小型化、低コストの製造に対する需要が高まり続けるにつれて、ナノ付加製造技術はより多くの応用機会をもたらすでしょう。今後の開発の方向性は次のとおりです。

1. 大規模生産：国内有力企業と協力して印刷技術の速度と安定性を向上させ、大規模生産のニーズを満たします。設備設計の最適化、自動化生産工程や品質監視システムの開発により、効率的で安定した大規模生産を実現します。今後3年間で設備の生産効率を5倍以上に、歩留まり率を99％以上に向上させる計画だ。

2. 材料の研究開発：より多くの種類の導電性材料と機能性材料を開発し、技術の応用範囲を拡大します。材料の構造と性能の関係について深く研究し、材料イノベーションを通じてナノ付加製造技術のより多くの分野への応用を促進します。今後 5 年間で、さまざまな業界のニーズを満たすために、数十種類の新しい導電性材料や機能性材料が開発されると予想されます。

3. 業界横断的な応用：電子機器製造分野に加えて、バイオメディカル、航空宇宙などの分野にも応用できます。さまざまな業界のニーズを組み合わせて、ターゲットを絞ったプロセスと材料を開発し、技術の応用範囲を拡大します。

4. 自動化とインテリジェンス：人工知能と自動化技術を組み合わせて、印刷プロセスのインテリジェントな最適化とリアルタイム監視を実現します。機械学習アルゴリズムを使用して印刷パラメータを最適化し、センサーを使用して印刷プロセスをリアルタイムで監視し、生産効率と製品品質を向上させます。

5. 協力とエコシステム構築：電子機器製造企業や科学研究機関と協力し、技術の商業化とエコシステムの構築を推進します。技術の急速な発展と広範な応用を促進するために、産業界、学界、研究界、応用界の間で協力的なイノベーションメカニズムを確立します。上流・下流企業との協力を強化し、マイクロナノ電子積層造形技術の完全な産業チェーンを共同で構築し、業界全体の発展を促進します。

結論 West Lake Future Intelligent Manufacturing のマイクロナノ電子付加製造技術は、電子機器製造業界に新たなソリューションをもたらし、特に高精度、低コスト、環境に優しい製造において大きな可能性を示しています。この分野のリーダーとして、Westlake Future Intelligent Manufacturing は独自のマイクロナノインク直接書き込み (DIW) 印刷技術により、電子機器製造業界に前例のない変化をもたらしています。今後もナノ付加製造技術は電子機器製造における革新を推進し、高精度、高性能の電子製品にさらなる可能性を提供していくでしょう。

会社のウェブサイトリンク: http://www.enovate3d.com
公式アカウント: West Lake Future Intelligent Manufacturing enovate3D

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