Neue 3D-Drucktechnologie ermöglicht komplexere elektrische Verbindungen bei 3D-integrierten, mikroelektronischen Subsystemen.
Die Nachfrage nach höherer Auflösung und hochpräzisen Teilen treibt die Entwicklung der additiven Fertigung voran. Das neueste 3D-Druckerdesign von Boston Micro Fabrication (BMF ) verwendet einen neuen Ansatz namens Projection Micro Stereolithography (PµSL), der Polymerteile mit einer Auflösung von 2 µm drucken kann - eine bisher im 3D-Druck unerreichte Dimension. PµSL ermöglicht werkzeugloses, ultrahochauflösendes, schnelles Prototyping in der Qualität von Serienteilen, was bisher nicht möglich war.
BMF hat seine Produktlinie kommerzieller Mikropräzisions-3D-Drucker im Jahr 2020 weltweit auf den Markt gebracht. Mit dem Modell microArch S130 von BMF hat HRL Laboratories, LLC, nun Keramik-Interposer mit bisher unmöglichen schrägen und gekrümmten Vias mit Durchmessern von weniger als 10µm demonstriert. Vias sind kleine Öffnungen in isolierenden Schichten, die leitende Verbindungen zwischen Halbleiterschichten in integrierten Schaltungen ermöglichen.
"Wir haben Arrays von geraden, schrägen und gekrümmten Vias gedruckt und sind mit dem niedrigviskosen Keramikharz, das wir selbst entwickelt haben, noch nicht an die Grenze der Seitenverhältnisse gestoßen", sagt Kayleigh Porter, Lead Engineer bei HRL. Die additive Fertigung mit PµSL bietet nahezu grenzenlose Möglichkeiten für das Routing von Vias. Nachdem die Vias in Keramik gedruckt wurden, werden sie metallisiert, um verschiedene Geräte und integrierte Schaltkreise elektrisch zu verbinden.
"Wir entwickeln diese Technologie, um 3D-integrierte mikroelektronische Subsysteme wie Infrarotkameras und Radarempfänger zu verbessern", sagt HRL-Gruppenleiter Dr. Tobias Schaedler. "Kleinere, leichtere und energieeffizientere Systemdesigns sind derzeit durch die elektrische Verbindung und das Packaging begrenzt, aber unsere additive Technologie könnte diesen Engpass beheben."
Mit herkömmlichen Methoden der Halbleiterbearbeitung wie dem chemischen Ätzen können nur gerade Durchkontaktierungen hergestellt werden. Größere Löcher können schräg gebohrt werden, aber kein Bohransatz kann Vias mit Krümmung realisieren.
"Wir freuen uns sehr, an diesem Projekt mit HRL zusammenzuarbeiten", sagte BMF-CEO John Kawola. "Die Auflösung, Genauigkeit und Präzision, die bei produktionstauglichen Geschwindigkeiten erreicht werden können, machte den microArch S130 von BMF zur perfekten Wahl für das Projekt von HRL. BMF arbeitet ständig daran, die Grenzen des Machbaren zu erweitern, und wir werden weiterhin mit HRL und unseren anderen Kunden zusammenarbeiten, um die Anforderungen ihrer Projekte zu erfüllen." Kontaktieren Sie uns, um mehr über unsere Dienstleistungen im Bereich Mikro-3D-Druck zu erfahren.
Die Entwicklungsarbeit der HRL Laboratories wird derzeit vom Microsystems Technology Office der DARPA im Rahmen des Programms Focal arrays for Curved Infrared Imagers (FOCII) finanziert.
