近年來，隨著電子設備的小型化、精密化和功能多樣化的發(fā)展，微米級增材制造技術在電子行業(yè)中扮演著越來越重要的角色。微納直寫打印技術（Micro/Nano Direct Writing Printing Technology）是一種基于增材制造的高精度加工技術，能夠直接在基底上沉積材料，形成微米或納米級的精細結構。與傳統(tǒng)的光刻、蝕刻等減材制造工藝相比，微納直寫打印技術具有高精度、靈活性強、材料利用率高等特點，是近年來微納制造領域的研究熱點之一。
 

由西湖大學孵化的西湖未來智造科技獨創(chuàng)行業(yè)領先的微米、亞微米級超高精度電子增材技術，能夠為客戶提供量身定制的電子增材制造解決方案。團隊自主開發(fā)的1-10微米精度電子增材設備及與之配套的先進功能材料體系，可實現(xiàn)數(shù)十種高性能金屬導電材料、聚合物及陶瓷基介質材料、光學、磁性材料的精密三維增材制造。

我們先通過14個由西湖未來智造開發(fā)的微米、亞微米級超高精度電子增材制造的應用案例，來感受一下這項技術的魅力。

① RDL布線

PI介質表面精密RDL線路（線路中心距2.5um，線路后處理條件：300℃ 1h 空氣氛圍燒結）。

② 精密導電線路加工，最小特征尺寸可達1 μm

可兼容硅、玻璃、陶瓷、金屬、PI、PET等基材表面加工。

③無源器件加工，有源無源集成

可直接打印加工電容、電感、電阻器件等，通過精細互聯(lián)線路打印，實現(xiàn)有源無源集成。

④微納金屬3D結構

微納直寫打印Wire Bond線，線寬最小可達5 μm，可實現(xiàn)無焊盤鍵合互聯(lián)。

⑥打印懸空結構

可打印MEMS懸臂導電結構，懸臂跨度＞200 μm。

⑦打印多層電路

可加工多層電路板，加工層數(shù)＞4層。

⑧打印Pillar結構

可實現(xiàn)高寬比≥5的Pillar結構打印，可應用于POP、AIP封裝中的層間互聯(lián)、金屬屏蔽、金屬探針等。

⑨高溫打印bumping結構

支持無助焊劑直接焊料熔融打印植球，支持In-Ag、Sn-Bi、Sn-Zn、Sn-Ag-Cu等多種合金熔融打印。

⑩晶圓表面制作金屬立墻結構（電磁屏蔽）

可用于SiP、射頻前端模組的分區(qū)屏蔽，替代傳統(tǒng)引線鍵合或激光刻槽填充導電漿料工藝，節(jié)省成本，提升屏蔽性能，縮小封裝尺寸。支持載板、晶圓等產品原位打印金屬屏蔽結構。具備工藝參數(shù)的自適應閉環(huán)調節(jié)能力，在線智能調參，無需人工介入。低至200℃以下的材料后處理烘烤溫度。

⑪玻璃基通孔金屬填充

支持孔徑≥30 μm，深寬比≤10的微孔致密金屬化填充，可以兼容金屬、聚合物等材料填充打印。

⑫光子晶體

可實現(xiàn)光子晶體高精度三維結構打印加工。

⑬氣敏傳感器

可實現(xiàn)超小型高靈敏度氣體傳感器的打印加工和系統(tǒng)集成。

⑭芯片散熱

可用于芯片模組的FOWLP、FOPLP封裝散熱，對芯片晶背進行不同厚度散熱層打印，提升模組整體散熱能力；或可對分立器件頂部進行特定散熱微結構打印，制作微型散熱器，提升器件載流能力。

相比常規(guī)散熱方式，散熱效率提升＞30%。

看了以上的眾多應用案例，那么它們究竟是用什么樣的一臺增材制造設備打印出來的呢？

西湖未來智造設備
西湖未來智造通用型電子增材平臺，采用微納墨水直寫（DIW）打印技術，結合獨創(chuàng)自研納米墨水材料，可實現(xiàn)最小具有1-10μm 特征尺寸的高性能金屬導電材料、聚合物及復合介質材料的增材制造，可用于精密互聯(lián)線路、微波天線、無源器件、柔性電路、立體電路等產品打印。
●最小打印特征尺寸可達1 μm
●龐大的材料庫，可用于不同打印場景
●可打印2D、2.5D及復雜3D結構
●支持快拆更換的打印頭
●支持多材料打印
●可選配機械鉆孔、激光刻蝕、原位激光燒結等工藝模塊

設備核心部件
為了實現(xiàn)高精度的打印和穩(wěn)定的工作，西湖未來智造在設備中使用了諸多前沿的技術，以下是設備中用到的一些核心零部件。

• 精密運動平臺剛性框架設計，采用高精度直線電機閉環(huán)驅動系統(tǒng)，為打印提供亞微米級定位精度。

• 多針打印模組支持成倍提升打印效率。

• 加工模組支持直寫打印模組、精密銑削模組、壓電噴射模組、刮刀涂布模組等多種加工手段組合，可根據(jù)需求選配不同加工模組安裝于設備龍門。

• UV在線固化單元支持對UV膠材進行原位固化；紅外激光燒結單元支持對導電漿料進行原位燒結形成導電性。

• 高精度、高適配性的吸盤載具，支持將翹曲工件吸附作業(yè)。

材料介紹
西湖未來智造基于行業(yè)領先的微米、亞微米級的金屬顆粒和無機填料的合成、生產工藝，以及填料與樹脂的分散工藝等核心技術，自主開發(fā)可滿足1 - 10 微米精度電子增材制造的先進功能材料體系，含括高性能金屬漿料體系、高性能樹脂漿料體系、有機復合材料體系，根據(jù)客戶需求的定制化開發(fā)，可滿足顯示、半導體封裝、鋰電等行業(yè)內微米級線路加工、深腔填孔、特殊三維結構構造等應用場景。

代表性漿料如下

產品 類型	代表性 產品	關鍵技術能力	應用場景
銀漿	E3D-A-01A	250~300 oC固化后電阻率可滿足< 8 μΩ·cm，可滿足1~10μm針徑的打印，	線寬≤10 μm直寫打��；柔性電路、集成電路、復雜三維結構等
	E3D-A-02B	150~200 oC固化后電阻率< 80 μΩ·cm；50~70μm針徑長期打印流量波動<10%	線寬≤100 μm直寫打印；芯片封裝，集成電路，印制電路板、芯片貼裝等
	E3D-A-03A	150~200 oC固化后電阻率< 16 μΩ·cm；50~150μm直寫疊層打印，高寬比可到3以上；銀立柱高寬比可到5以上	線寬≤200 μm的復雜三維結構構建，電子屏蔽，散熱器件，芯片貼裝等
銅漿	E3D-B-03B	200 oC/氮氣氛圍固化后電阻率< 34 μΩ·cm；30~50μm針徑長期打印流量波動<10%	線寬≤100 μm直寫打印；芯片封裝，集成電路，印制電路板、芯片貼裝等
	E3D-B-04B	200 oC/氮氣氛圍固化后電阻率< 85 μΩ·cm；可滿足孔徑≥50μm，徑深比>3的填孔打印	深腔填孔，如TGV,TSV,PCB填孔等
環(huán)氧樹脂	E3D-C-05	單組分、室溫穩(wěn)定、粘度適中，可滿足1~10μm針徑的打印	應用于光學器件及電子器件的封裝，對PC、玻璃、塑料等基材都具有很好的粘接力
	E3D-C-08	單組份、高觸變性、低收縮率等特點,可滿足50~100μm針徑打印	適用于光學器件、電子元器件封裝、攝像頭模組等低收縮低應力特殊要求的場景
硅樹脂	E3D-D-04	單組分、不流動的有機硅膠，打印高寬比可達0.3以上，可滿足針徑50~100μm的打印，可按需配制成黑色、白色等外觀	應用于顯示模組、電子元器件、模塊和線路板等領域
UV膠水	E3D-E-04	無溶劑型的高性能丙烯酸酯類UV固化膠，產品具有中等黏度、固化速度快、固化后透明度高、耐候性好等特點，可滿足1~10μm針徑的打印	適用于光學器件及電子器件的封裝，對PC、玻璃、塑料等基材都具有很好的粘接力
	E3D-E-17	單組份、無溶劑型，高粘結強度、固化速度快，打印高寬比可達0.4以上，滿足>100μm線徑的打印	適用于光學器件、電子元器件封裝、攝像頭模組等低收縮低應力特殊要求的場景

關于西湖未來智造
西湖未來智造獨創(chuàng)行業(yè)領先的微米、亞微米級超高精度電子增材技術，為客戶提供量身定制的電子增材制造解決方案。團隊自主開發(fā)1-10微米精度電子增材設備及與之配套的先進功能材料體系，可實現(xiàn)數(shù)十種高性能金屬導電材料、聚合物及陶瓷基介質材料、光學、磁性材料的精密三維增材制造。團隊已申請國內外專利270余件，已授權專利70余件，參編國家標準7項。團隊增材技術方案面向工業(yè)級量產需求，應用領域涵蓋當下及下一代主流集成電路系統(tǒng)應用，目前產品與解決方案已落地顯示、半導體封裝、鋰電等多個領域并已積累十余家行業(yè)標桿客戶。公司已被認定為國家高新技術企業(yè)、省專精特新中小企業(yè)、省高新技術企業(yè)研發(fā)中心，杭州市準獨角獸企業(yè)，主持浙江省重大科技項目，入選國家級首臺套項目，并獲得浙江省領軍創(chuàng)業(yè)團隊支持。
隨著電子行業(yè)對高精度、小型化和低成本制造的需求不斷增加，納米增材制造技術將迎來更多的應用機會。未來的發(fā)展方向包括：
1. 規(guī)模化生產：與國內龍頭企業(yè)合作，提升打印工藝的速度和穩(wěn)定性，適應大規(guī)模生產需求。通過優(yōu)化設備設計、開發(fā)自動化生產流程和質量監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)高效、穩(wěn)定的大規(guī)模生產。計劃在未來 3 年內，將設備的生產效率提高 5 倍以上，良率提升至 99% 以上。
2. 材料研發(fā)：開發(fā)更多種類的導電材料和功能性材料，擴展技術的應用范圍。深入研究材料的結構與性能關系，通過材料創(chuàng)新推動納米增材制造技術在更多領域的應用。預計未來 5 年內，開發(fā)出 數(shù)十種新型導電材料和功能性材料，滿足不同行業(yè)的需求。
3. 跨行業(yè)應用：除了電子制造領域，還可以應用于生物醫(yī)學、航空航天等領域。結合不同行業(yè)的需求，開發(fā)針對性的工藝和材料，拓展技術的應用邊界
4. 自動化與智能化：結合人工智能和自動化技術，實現(xiàn)打印工藝的智能優(yōu)化和實時監(jiān)控。利用機器學習算法優(yōu)化打印參數(shù)，通過傳感器實時監(jiān)測打印過程，提高生產效率和產品質量。
5. 合作與生態(tài)建設：與電子制造企業(yè)和科研機構合作，推動技術的商業(yè)化落地和生態(tài)系統(tǒng)建設。建立產學研用協(xié)同創(chuàng)新機制，促進技術的快速發(fā)展和廣泛應用。加強與上下游企業(yè)的合作，共同打造微納電子增材制造技術的完整產業(yè)鏈，推動行業(yè)的整體發(fā)展。

結語
西湖未來智造的微納電子增材制造技術為電子制造行業(yè)帶來了全新的解決方案，特別是在高精度、低成本和環(huán)保制造方面展現(xiàn)出巨大的潛力。西湖未來智造作為這一領域的佼佼者，憑借其獨創(chuàng)的微納墨水直寫（DIW）打印技術，正在為電子制造行業(yè)帶來前所未有的變革。未來，納米增材制造技術將繼續(xù)推動電子制造的創(chuàng)新，為高精度、高性能的電子產品提供更多可能性。

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