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一次偶然发现,推动3D打印技术在半导体行业的深度耕耘与突破

文章和图片来源:        时间:2024.11.25        点击率: 195


有时,创新往往源自偶然。麻省理工学院的研究人员在使用掺有铜纳米粒子的聚合物丝进行3D打印磁线圈时,意外发现该材料具有高电阻特性,且电流停止时电阻能恢复原状。这一特性可使工程师得以制造出可充作开关的晶体管,于是研究人员确立新目标:打造首个完全3D打印、无需半导体的固态逻辑门和可重置熔丝。今年7月,团队成功并发表相关论文。

逻辑门基于二进制输入产生输出,执行计算操作,通常需半导体材料(如硅),因其电气特性可调控,适用于制造晶体管(现代电子学基础)。但半导体设备依赖专门制造设施,疫情期间,半导体生产设施的短缺成为电子产品供应不足的重要诱因之一。


因此,无需半导体创建逻辑门为本地制造电子产品提供可能,尽管目前构想尚未实现,但麻省理工学院研究人员通过3D打印逻辑门开关迈出关键一步。


*这款由3D打印设备制成的装置及其热导率的可视化图(图片来源:MIT)

相较于传统的半导体生产流程,这种基于3D打印技术的生产模式展现出显著的优势:其能源消耗大幅削减,废弃物产生量亦显著降低。这一优势部分得益于开关是借助标准的3D打印硬件以及价格亲民且可生物降解的铜掺杂聚合物进行打印制造的。

研究人员尝试多种3D打印线材,涵盖掺有碳的聚合物、碳纳米管以及石墨烯等。然而,遗憾的是,在众多试验材料中,唯有铜掺杂聚合物展现出可作为可重置保险丝的独特性能。他们推测,电流加热使铜粒子散开致电阻升高,冷却后粒子靠拢电阻降低;同时,材料受热时聚合物基质从结晶态变为无定形态,冷却后恢复,此为聚合物正温度系数现象。

不过,研究人员仍需深入探究其原理。该设备性能虽不及硅基晶体管,但可用于简单控制功能(如电机开关),即便历经4000轮严苛测试,该晶体管亦未呈现出性能衰退的迹象。

2025年TCT亚洲展即将在3月拉开帷幕,一批在半导体领域深度耕耘的参展商将齐聚一堂,展示他们在3D打印技术应用方面的卓越成果。


远铸智能:为ASMPT半导体制造添翼


自2018年起,远铸智能便与半导体封装及电子产品生产设备制造商ASMPT展开合作。ASMPT对远铸智能的性价比以及材料、参数开源优势颇为看重。


2024年,远铸智能推出最新款工业级高速3D打印机FUNMAT PRO 310 NEO再次赢得ASMPT的青睐,也成为了该设备首批使用用户。在其应用中有四大方向:原型验证可快速转化设计,提升研发效率;工装夹具制造能满足多种需求;终端产品制造可打印多种零件;辅助铸件、模具生产高效省成本。该打印机交付周期短、成本低,经大量生产验证稳定可靠,提升了ASMPT生产力,带来多方面效益。



远铸智能也将亮2025年TCT亚洲展的8F83展台亮相,届时有望在其展位深入了解FDM/FFF 3D打印解决方案的专业知识,包括3D打印设备、切片软件,以及对材料工艺、大尺寸打印和后处理技术的深刻见解!


摩方精密:推动迦连科技芯片底座业务发展


迦连科技聚焦芯片底座业务,服务国内顶尖芯片商,其解决方案竞争壁垒高。由于芯片产品迭代迅速,传统制造工艺周期冗长,且现有部分3D打印技术精度欠佳,而摩方精密的3D打印技术精度极高,能够快速完成验证流程,极大地提高了产品验证速度,有效满足定制化需求。迦连科技曾借此技术快速制造出核心部件,得以每周向客户提交一次样品。摩方精密的复合精度光固化3D打印技术能够在保证关键精度的同时,大幅缩短生产周期,降低成本。


摩方精密也将亮相2025年TCT亚洲展的8A05展台上展示其技术成果,届时有望携带更多创新性、自主化、国产化的全能超高精密解决方案亮相!


奇遇科技:重塑碳化硅晶舟制造模式


碳化硅晶舟性能优势显著,在多领域广泛应用,尤其在集成电路、LED等微电子产品中表现突出,为半导体材料制备助力,推动半导体行业发展。传统制作碳化硅晶舟有材料利用率与定制化程度低等问题,3D打印技术可解决,还能使制造更精确灵活,缩短生产周期。应客户要求,使用奇遇科技自主研发的(ADT-3D-ZP-Printer-Pro-144-37.5)打印机,通过3D打印制造出具有复杂形状和结构的碳化硅晶舟,以满足不同晶体生长的需求。这种灵活性不仅提高了生产效率,也降低了制造成本。

奇遇科技也将亮相2025年TCT亚洲展的8D82展台上展示其技术实力,届时有望在现场近距离展示其更多DLP陶瓷3D打印机的工作环境与打印过程!


随着研究的不断深入和技术的持续进步,3D打印技术有望在半导体领域发挥更加重要的作用,为解决行业面临的诸多挑战提供更多创新解决方案,推动半导体行业迈向新的高度,让我们共同期待2025TCT亚洲展上他们带来的更多精彩展示和突破。
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TCT Asia 2025
时间与地点

3月17日 09:00 - 17:30
3月18日 09:00 - 17:30
3月19日 09:00 - 15:00

国家会展中心(上海)7.1&8.1馆
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