ATLANT 3D研發(fā)納米電子3D打印系統(tǒng)，成型精度小至100nm

2024年5月23日，南極熊獲悉，歐洲公司ATLANT 3D與 12 個合作伙伴宣布成功完成Horizon 2020 Mesomorph 項目。該項目由歐盟委員會全額資助，預算約為 1000 萬歐元，旨在徹底改變未來先進技術所需的納米和微型元件的生產。

微電子 3D 打印和組裝

Mesomorph 項目于 2024 年 3 月 31 日結束，重點開發(fā)一種能夠集成飛秒激光微燒蝕、雙光子聚合 (2PP) 和原子層沉積技術的一體化機器。 SUPSI ARM 實驗室的研究人員在 ATLANT 3D 和其他技術合作伙伴的幫助下，設計并建造了這臺機器，其主要目標是生產更小的微機電系統(tǒng) (MEMS)、微傳感器和微設備、更輕、更節(jié)能。

Mesomorph 機器包括三個主站：飛秒和雙光子打?。?PP）單元、選擇性區(qū)域直接原子層處理 (SADALP) 單元以及微組裝和鍵合單元。第一個具有五個自由度(DoF)，分為三個線性機械軸和兩個光學軸，生產體積為 500x500x250 毫米。該裝置的激光器將高功率光束 (500 W) 分成多個平行光束，并可以執(zhí)行 2PP 以實現(xiàn)小至 100 nm 尺度的 3D 打印細節(jié)。

SADALP 單元由三自由度笛卡爾架構組成，包括多個獨立噴嘴頭，可對 450 多種原料進行保形、直接材料寫入和去除，并以“原子精度”進行去除。微組裝和鍵合單元位于 SADALP 和毫微微激光器單元之間，負責處理和組裝硅芯片、傳感器、光學元件和 MEMS 等微型元件。該裝置自動從凝膠包、華夫餅包和晶圓薄膜框架中拾取組件，并將其放置到基材和包裝上。由增強型視覺系統(tǒng)支持的專用拾取工具可避免組件敏感區(qū)域的接觸和潛在損壞。

微裝配通過多級神經網(wǎng)絡系統(tǒng)進行優(yōu)化。在訓練階段，組件規(guī)格被輸入物理模擬器，其中包括有關機器微夾持器的所有物理、靜態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)。此過程可確保精確抓取和釋放零件，從而提高可靠性和有效性。

Mesomorph的項目團隊

該項目由十三個合作伙伴組成的聯(lián)盟推動，每個合作伙伴都為此貢獻了各自的專業(yè)知識：

• ATLANT 3D主導了該項目，帶來了其在增材制造技術和 3D 打印解決方案方面的專業(yè)知識。
• 瑞士應用科學大學 Scuola Universitaria Professionaledella Svizzera Italiana (SUPSI)；
• Iris SRL，一家工業(yè)研究和創(chuàng)新公司；
• UAB Femtika，一家專注于飛秒激光微加工的立陶宛公司；
• NLight Europe SRL，以其高功率激光解決方案而聞名。
• Morphica Societa a Responsabilita Limitata，從事制造業(yè)數(shù)字平臺開發(fā)；
• 埃爾蘭根-紐倫堡弗里德里希亞歷山大大學(FAU)，德國領先的研究型大學；
• 都靈理工大學，意大利著名理工大學；
• ST MicroElectronics SRL，全球半導體領導者；
• Smolsys AG，專注于微米和納米技術；
• Heliotis AG，光學測量和檢測技術開發(fā)商；
• MCH-Tronics SAGL，專注于微電子和機電系統(tǒng)；
• Yalosys AG，先進制造系統(tǒng)和自動化領域的專家。
  

據(jù)合作伙伴介紹，Mesomorph 機器的功能已得到徹底驗證，展示了其生產具有前所未有的尺寸和功能的微系統(tǒng)的潛力。除了研究和原型設計之外，該機器還可用于光電器件，例如 LED、光電探測器和激光二極管；先進醫(yī)療設備，例如微針、植入式傳感器和芯片實驗室系統(tǒng)；用于從汽車到消費電子產品等各種應用的 MEMS 和微傳感器；以及微傳感器可用于環(huán)境監(jiān)測，包括空氣和水質評估。

Mesomorph 機器將繼續(xù)在創(chuàng)新技術部的 ARM 實驗室運行，用于進一步的研究、演示和教育目的。它將可供合作者以及其他學術和工業(yè)實體使用。