半導体のテストとパッケージングにおけるマイクロナノ 3D プリント金属の革新的な応用

出典: PuSL High Precision

急速に発展する今日の技術時代において、半導体産業は世界経済の発展の重要な原動力であり、そのダイナミックな変化は世界経済の状況に大きな影響を与えています。これは、電子機器製造業界の進歩を直接促進し、ソフトウェアおよびハードウェア業界の成長を促進するだけでなく、新しいテクノロジー、新しい製品、新しいビジネスモデルを生み出します。半導体材料の基礎研究と開発から半導体設計の革新的な進歩、集積回路の製造と応用に至るまで、世界の半導体産業の競争環境は大きな変化を遂げるでしょう。

Statistaによると、世界の半導体市場規模は2024年の607億米ドルから2029年には980億米ドルに拡大し、年平均成長率は14.9%になると予想されています。最先端技術である半導体チップの製造プロセスは非常に複雑で、主にウェハー準備、フォトリソグラフィー、エッチング、薄膜堆積、イオン注入、パッケージングとテストという主要なステップが含まれます。各プロセスには厳密な制御と正確な測定が必要であり、いずれかのリンクに問題があるとチップが損傷したり、パフォーマンスが低下したりする可能性があります。したがって、半導体製造には、装置技術、製造プロセス、オペレーターに対する非常に厳しい要件があります。

半導体チップ処理（Lam Research社製）
高額な設備投資、材料消費、研究開発費が相まって、半導体製品の製造コストが上昇しています。そのためには、半導体産業の持続的な発展を促進するために、高い製品歩留まりを確保することを基本として、コストを削減する効果的な方法も模索する必要があります。

半導体製造プロセスにおいて、チップのテストとパッケージングは重要なリンクの 1 つです。人工知能の急速な反復とムーアの法則の減速と相まって、高度なパッケージング技術はチップの高性能化に不可欠です。従来のパッケージング技術では、複雑なプロセス、熱管理の失敗、材料の熱膨張係数の不一致などによって生じる応力の問題に直面しており、これらは簡単にパッケージングの失敗につながる可能性があります。

半導体ロジックデバイスの小型化ロードマップ破壊的イノベーション技術の分野において、3D プリンティング技術は、統合成形の実現と小型化された複雑な構造の構築において優れた利点を持っています。人工支援設計により内部の放熱構造を最適化し、ウェーハテーブルの熱安定性を向上させ、ウェーハの熱安定時間を短縮することで、チップ生産の歩留まりと効率を効果的に向上させることができます。半導体パッケージング技術の中でも、マイクロナノ 3D プリンティング技術は、ワイヤボンディングやウェハレベルパッケージングなどの一般的な技術を可能にするだけでなく、2.5D スタッキングや 3D スタッキングなどの新しい革新的なパッケージング技術の第一選択肢でもあります。 3D プリント技術のサポートにより、テストおよびパッケージング技術は、小型化、高精度、高密度ピン、効率的な放熱の方向へと発展することができます。

スイスの企業である Exaddon AG は、マイクロナノ金属部品の積層造形分野に注力しており、高精度で革新的なマイクロナノ金属 3D 印刷ソリューションの提供を目指しています。 Exadoond AG の電気化学堆積に基づく独自の金属積層製造技術 (μAM) の主な原理は次のとおりです。マイクロ流体工学によりパルス空気圧を調整して印刷液をイオンプローブのマイクロチャネルに押し込み、金属イオンを電気化学的に還元して堆積させ、金属原子を生成して単一ピクセルに結晶化します。イオンプローブとプラットフォームの動きによってパターン化されたピクセルのスタッキングが実現され、最終的に 3 次元の金属微細構造が形成されます。

半導体テスト技術において、Exaddon AG は、20 μm 未満のピッチで微細ピッチ検出が可能なマイクロナノ 3D プリントプローブの開発に成功し、半導体テスト業界が直面しているピッチの制限を克服し、チップの設計とテストの新たな可能性を切り開きました。マイクロLEDテストアレイは、20μm未満のピッチで事前にパターン化されたトレース上に直接3Dプリントされました。デモンストレーターアレイには、X 軸の最小ピッチが 18.5 μm、Y 軸が 9.5 μm、Z 軸が ±2 μm の 128 個のプローブがあります。 Exaddon AGのプローブアレイのサイズは他社のプローブアレイの約10％であり、これによりマイクロLEDテスターの効率が64倍向上することが分かっています。

半導体パッケージング技術の面では、Exaddon AG の μAM テクノロジーは、フォトリソグラフィーなどの従来の IC および PCB プロセスステップと互換性があり、チップの垂直相互接続を可能にし、パフォーマンスを最適化し、小型化を促進します。 Exaddon AG CERES システムは、高さ 200 nm の 2D/2.5D フィーチャ構造を実現できるだけでなく、マイクロ PCB のトレースと金属接触電極上に 1 μm 未満の精度で高導電性のマイクロスケール構造を正確に印刷することもできます。基板上の表面構造を直接変更するこの独自のパッケージング方法により、接続距離が大幅に短縮され、遅延が短縮され、エネルギー損失が削減されるため、人工知能や高性能コンピューティングアプリケーションに最適なソリューションになります。

高精度の印刷を保証するために、CERES システムにはコンピューター支援アライメント機能を備えた 2 台の高解像度カメラが装備されており、イオンプローブの自動ロードと 3D 印刷構造のビデオ録画による視覚化をサポートしています。

Exaddon AG の 3D 印刷技術は、構造設計、材料選択、製造プロセスにおいて大きな進歩を示しており、成形精度の向上、材料成形性の改善、生産コストの削減、生産信頼性の向上により、半導体業界における 3D 印刷技術の応用範囲を拡大しています。

グローバル化が進む現在、半導体産業は国際競争力を測る重要な指標となっています。小型化機能とパフォーマンスの最適化に牽引されて、このダイナミックな市場は驚異的な成長を遂げており、3D スタックパッケージングやウェハーレベルパッケージングなどの高度なテクノロジーがすでに市場の 30% を占めています。 3Dプリンティング技術は新興勢力として、従来の製造業の限界を打ち破り、イノベーションの境界を継続的に拡大し、世界の半導体コア技術の研究開発を促進し、産業発展のための新たな勢いと新たな優位性を共同で生み出しました。

半導体のテストとパッケージングにおけるマイクロナノ 3D プリント金属の革新的な応用

米国の防衛イノベーションユニットDIUが初めて3Dプリントされた推進剤を使用してミサイルを発射

3Dプリント金属粉末材料の需要は大きく、江蘇省ウェラリが業界の発展をリード

Modix が「大幅な」アップデートを施した第 4 世代の大型 3D プリンター Modix Generation 4 を発売

ビッグニュース！ソリューションの解釈: フォワードデザインと積層造形が「出会う」とき

3Dプリントの完璧な解釈！ドイツ企業は3Dプリントを利用して3Dプリンター部品を製造している

オランダの大学生が3Dプリントを使って世界初の「ギ酸」エネルギーカーを開発中

2023年の世界3Dプリント材料業界の競争環境分析：地域需要は主に米国で、今後企業間の競争が激化する可能性

Yijia 3Dが量産用金属3Dプリンター5台を落札

スウェーデンも3Dプリント銃に関する立場を表明した。テロリストに利用されることを非常に懸念している。

医療は3Dプリントの時代に入り、専門家はすべての手術に適用可能になると述べている

推薦する

国産映画「最後の金義衛」の良心的な小道具は実は3Dプリントで作られていた

李暁強：3Dプリントの指導の下でのプレ窓および内部分岐技術の応用によるアーチ上の3つの枝の再構築

数十年にわたり金属製品を刺激し、新たなトレンドを築く：3Dプリントは数十万の端末部品の応用を実現｜長連

3D異種構造の同時マルチマテリアル埋め込み印刷

有名なオンライン教室 Coursera が世界中で無料の 3D プリントコースを開始

農村トイレ革命が「3D」時代の到来を告げる。華商陸海がカスタマイズされた3Dプリント移動式トイレを発売

3Dプリントにおける窒化ケイ素セラミックスの技術と市場分析

ファンがディアブロ3のボス、アズモダンを3Dプリント、プロのフィギュアに匹敵

工業情報化省：3Dプリントなどの重要な技術機器の研究開発への民間企業の参加を奨励し、支援する。

イルカにとって人間はどのように見えるのでしょうか？ 3Dプリントが教えてくれること

500g の軽量化、スキャンテックがボブスレー代表選手のヘルメットをカスタマイズ

珠海セナフルカラー光硬化3Dプリンター

2018年グローバル3Dプリント医療機器市場調査レポートが発表されました

9.29平方メートルのパイプラインルーム、3Dプリントで簡単に作れる

DMG Mori、マルチレーザー技術に依存しない新型LASERTEC 30 SLM US 3Dプリンターを発売