マイクロナノ3Dプリンティングがマイクロエレクトロニクスセラミックパッケージに新たな推進力をもたらす

マイクロナノ3Dプリンティングがマイクロエレクトロニクスセラミックパッケージに新たな推進力をもたらす
出典: MF Precision

付加製造が人工知能やデジタルツイン技術と深く統合されるにつれて、マイクロエレクトロニクスのパッケージング技術は適応型インテリジェントシステムへと進化しています。半導体デバイスの小型化と三次元集積化が加速するにつれ、従来のパッケージングプロセスの限界がますます顕著になってきています。この重要な転換点において、HRL ラボラトリーズが代表する科学研究機関は、3D 印刷技術を通じてマイクロエレクトロニクス パッケージングの基本的なロジックを再構築し、産業変革の新たな章を開いています。

マイクロエレクトロニクス技術の3次元異種集積化に向けた進化の重要な段階において、低温同時焼成セラミックス(LTCC)と高温同時焼成セラミックス(HTCC)の技術が大規模生産の主流となっているものの、2次元積層および焼結プロセスには限界があり、電気配線が制限され、不十分な幾何学的自由度、集積密度のボトルネック、異種集積化障壁などの課題に直面しています。特に、赤外線焦点面アレイ (FPA) の異種統合では、従来の平面インターポーザでは曲面検出器の正確なドッキング要件を満たすことができず、信号パスとインピーダンス整合の問題が発生します。

ボーイングとゼネラルモーターズが共同で育成したイノベーションエンジンとして、ヒューズ研究所は、トビアス・シェードラー博士のリーダーシップの下、モルフォの精密表面投影マイクロステレオリソグラフィー(PμSL)3Dプリント技術を通じて、セラミックパッケージングの分野で革命的な進歩を達成しました。この技術は、従来のプロセスの物理的限界を克服するだけでなく、マイクロエレクトロニクス システムの統合パラダイムを再定義し、半導体業界に新たな技術的次元をもたらします。

研究チームは、MMF高精度microArch® S230(精度:2μm)3D印刷システムを設計して使用し、印刷後に高温で熱分解して、貫通穴の配列を含むセラミックインターポーザーを取得しました。貫通穴の直径と間隔はそれぞれ9μmと18μmと非常に小さいです。これを基に、溶融浸透技術を使用してスルーホールを金属化し、電気経路を構築し、スルーホール配線の新たな章を開き、湾曲したスルーホールや傾斜したスルーホールを含む複雑な配線を実現し、マイクロエレクトロニクスシステムの3次元統合パッケージングに革新的なソリューションを提供しました。

図 1. 3D プリントインターポーザー製造の概略図。
この研究では、2 つの革新的なインターポーザ設計を実証しています。1 つは、湾曲した赤外線検出器と平面読み出し集積回路 (ROIC) 間の効果的な接続を実現するように設計された湾曲インターポーザ、もう 1 つは、スルーホール アレイのピッチを 60 μm から 220 μm に拡張することに成功したファンアウト インターポーザです。これら 2 つのインターポーザーの実現には、何千もの湾曲した角度付きビアの精密な製造が必要であり、これは従来のマイクロエレクトロニクス処理方法の限界を大幅に超える技術です。

図 2. 湾曲したインターポーザー。
図 3. ファンアウトインターポーザー。
その後、研究チームは、金属化処理後のスルーホール抵抗が約4 x 10-8Ω⋅mであることをテストしました。これは、銀や銅の抵抗値と同じ桁です。マイクロナノ3Dプリント技術によって製造された湾曲した傾斜したスルーホール構造は、従来のプロセスの配線制限を打ち破り、高解像度の画像センサー用のコンパクトなシステムソリューションを提供できます。

積層造形によって推進されるこのセラミックパッケージング技術革新において、ヒューズ研究所の実践は、精密製造には材料の原点に戻る必要がある、プロセス革新には寸法制約を打破する必要があり、技術革新には学際的なコラボレーションが必要であるという 3 つの業界法則を確認しました。将来的には、マイクロナノ3Dプリント技術が加わることで、電子機器の物理的形状がさらに再構築され、スマートハードウェアの進化の新たな次元が開かれ、環境認識と自律最適化を備えた新世代のスマート精密ハードウェアが誕生します。

オリジナルリンク: https://doi.org/10.1016/j.addma.2025.104642

マイクロナノ、高精度、セラミックス

<<:  溶接ロボットからアーク積層造形への革新的な道 - 広州CNC

>>:  高速ラムジェットエンジンが音速の4倍を達成、DEDワイヤ給送金属3Dプリント会社Rongsu TechnologyがLingkong Tianxingのコアコンポーネントを製造

推薦する

ドイツの化学会社ヘンケルが市場に参入、2017年に初の3Dプリント用感光性樹脂を発売する可能性

Antarctic Bear は、ドイツのフォーチュン 500 企業であるヘンケルも 3D プリン...

フォーブス: 3D プリンティング - 2020 年の展望

出典:フォーブス中国画像ソース: pexels 3D プリンティングは通過儀礼に近づいています。つい...

AI+材料合成: 宇宙グレードの3Dプリントアルミニウム合金の発見

出典: マシンパワーCitrine インテリジェント マテリアル プラットフォームは、データ駆動型の...

【分析】バイオメディカル材料産業における3Dプリント技術の応用の展望

3Dプリント技術と新しい医療情報取得技術を組み合わせ、バイオメディカル材料と細胞を新しい個別材料と...

OMNI3Dは産業用3Dプリントソリューションとアプリケーションで輝いています

この投稿は warrior bear によって 2023-3-5 20:11 に最後に編集されました...

元航空宇宙工業部大臣林宗堂氏が武漢天宇智能製造を再び訪問

2016年11月23日、今年3月に続き、航空宇宙工業部の元大臣である林宗堂氏とその代表団は再び武漢...

Visitech、セラミック3Dプリント用に設計されたネイティブ4Kプロジェクターを発売

この投稿は Bingdunxiong によって 2024-11-12 16:39 に最後に編集されま...

新たな巨人が誕生! 3D Medical と Mach7 が 6,000 万ドルの合併を完了!

2015年10月、Antarctic Bearは、医療用3Dプリントの世界的リーダーである3D M...

eSUN 3Dシルクシリーズに新製品が追加、デュアルカラーシルクを発売

出典: eSUN誰もがeSUNのシルクシリーズのフィラメントをよく知っているはずです。さまざまなシル...

3Dプリンティング/FDMプロセスによる熱伝導性MWCNT/PLAナノ複合材料の作製

出典: 熱設計高密度電力伝送、アーキテクチャの複雑性、小型化、機能化、新技術の応用の継続的な発展によ...

青島、中国初の3Dプリント眼科センターを建設

8月9日、中国初の3Dプリント眼科用アプリケーション研究開発センターが青島に正式に設立されました。...

お金があれば何でもできるよ! GEは特殊エンジニアリングプラスチックの3Dプリントに注目している

Antarctic Bearは2017年2月3日、将来世界最強の3Dプリント企業になることを目指す...

3D プリントされた「周辺機器」をいくつ集めましたか?

出典:Yisheng 3D プリントに関しては、人々は興奮しますが、時には複雑な気持ちになることもあ...

孟志摩がCCTVの「新生産性・中国瞬間」に出演、液体金属3Dプリントで回路基板生産が可能に

出典: 孟子墨2025年1月20日、南極熊は、CCTV金融チャンネルで放送された6話のマイクロドキュ...

科学者らが人工心臓の製造に使用できる3Dプリントスマートゲルを開発

Antarctic Bearによると、最近、米国のニューブランズウィックにあるラトガース大学の研究...