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Boston Micro Fabrication (BMF) hat als Pionier im Bereich Mikro-3D-Drucksysteme die Projektionsmikro-Stereolithografie (PµSL) entwickelt, die die Möglichkeiten der Mikroelektronik erweitert.
Wie Additive Fertigung die Mikroelektronik weiterbringt

Quelle: Bilder: Dreigeist GbR

Das amerikanische Forschungslabor HRL Laboratories erzeugt mittels PµSL komplexe Kanäle (Vias) für elektrische Verbindungen in integrierten, mikroelektronischen 3D-Subsystemen. Und das ist nur ein beeindruckendes Beispiel für den Einsatz des Mikro-3D-Druckverfahrens.

Immer höhere Auflösungen gefragt

Der Bedarf an hochpräzisen Teilen und höherer Auflösung treibt die Entwicklung der additiven Fertigung voran. Das neueste 3D-Druckerdesign von Boston Micro Fabrication (BMF) kann mit der Projektionsmikro-Stereolithografie (PµSL) Polymerteile mit einer Auflösung von bis zu zwei µm drucken – eine bisher im 3D-Druck unerreichte Dimension. Die PµSL-Technologie ermöglicht einen ultrahochauflösenden, schnellen 3D-Druck in der Qualität von Serienteilen.

Mit dem Modell microArch S130 von BMF haben die amerikanischen HRL Laboratories, ein 1948 gegründetes Forschungslabor für Physik und Ingenieurwissenschaften in Malibu, Kalifornien, nun Keramik-Zwischenschichten mit schrägen und gekrümmten Vias erzeugt, die sich bisher nicht herstellen ließen. Vias sind kleine, offene Kanäle in isolierenden Schichten, die leitende Verbindungen zwischen Halbleiterschichten in integrierten Schaltungen ermöglichen.

In einem von HRL entwickelten, niedrigviskosen Keramikharz wurden verschiedene Anordnungen gerader, schräger und gekrümmter Vias weniger als zehn µm Durchmesser gedruckt. Dabei zeigte sich, dass die additive Fertigung mit PµSL nahezu grenzenlose Möglichkeiten für das Routing bietet. Die in Keramik gedruckten Vias werden anschließend metallisiert, um verschiedene Komponenten und integrierte Schaltkreise elektrisch zu verbinden.

Solche Keramik-Zwischenschichten mit gekrümmten feinen Kanälen konnte die Mitarbeiter im Forschungslabor für Physik und Ingenieurwissenschaften in Malibu, Kalifornien, bis dato nicht herstellen.

Wie das Fertigungsverfahren hilft, mikroelektronische Systeme zu verbessern

Die Technologie ist in der Lage, integrierte mikroelektronische 3D-Subsysteme wie Infrarotkameras und Radarempfänger zu verbessern. Wenn die Grenzen der elektrischen Verbindungen und des Schichtens entfallen, lassen sich kleinere, leichtere und energieeffizientere Systemdesigns realisieren. Dazu trägt nun die additive Fertigungstechnologie bei. Mit herkömmlichen Methoden der Halbleiterbearbeitung wie chemischem Ätzen können nur gerade Durchkontaktierungen hergestellt werden. Größere Löcher können auch schräg in das Material gebohrt werden. Doch keine dieser Methoden erlaubt die Herstellung von Vias mit Krümmungen.

Eine weitere, bereits erprobte Anwendung sind Mikro-Elektromechanische Systeme (MEMS). Zu dieser Vielzahl von Komponenten gehören Mikroschalter, Steckverbinder und Sicherheitsteile, die in vielen branchenspezifischen Anwendungen eingesetzt werden – von Mobiltelefonen bis hin zu SmallSat-Satelliten. Doch auch Getriebe und Motoren, Ventile und Aktuatoren sowie eine große Vielfalt von Sensoren können als MEMS additiv gefertigt werden. In der Automobilindustrie finden sie sich in Beschleunigungssensoren für die Airbag-Auslösung und elektronische Stabilitätskontrolle verwendet.


BMF – Boston Micro Fabrication

Boston Micro Fabrication (BMF) hat sich auf 3D-Druck mit Mikropräzision spezialisiert. Das von BMF entwickelte microArch-System beruht auf der 3D-Drucktchnologie PμSL (Projection Micro Stereolithography). Diese Technologie, ermöglicht eine schnelle Photopolymerisation einer Schicht flüssigen Polymers mittels eines UV-Lichtblitzes mit Auflösungen im Mikrobereich. Durch anpassbare Optiken, eine hochwertige Mechanik und eine validierfähige Fertigungstechnologie, entstehen genaue, hochauflösende Komponenten für die Produktentwicklung, Forschung und industrielle Kleinserienproduktion. Dieser Durchbruch der Branche verschafft Herstellern die Vorteile des 3D-Drucks ohne Abstriche an Qualität oder Skalierbarkeit.

BMF wurde 2016 gegründet und unterhält Niederlassungen in Singapur, Boston, Shenzhen und Tokio.

Weitere Informationen gibt es direkt bei BMF:

Boston Micro Fabrication

2 Mill and Main, Suite 430

MA 01754 Maynard, USA

E-Mail: info@bmf3d.com

www.bmf3d.com


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