2微米精度破局!普利生微纳3D打印为芯片封装技术开辟新路径

2025-09-17 10:45

随着芯片制程工艺逐渐逼近物理极限,三维封装、系统级封装等先进封装技术正在成为延续摩尔定律的关键路径。然而,传统封装技术面临精密加工瓶颈:微孔加工精度不足、散热性能受限、复杂几何形状难以实现。


这些瓶颈严重制约了芯片封装密度和性能的进一步提升。


微纳3D打印技术的出现,为芯片封装带来了全新解决方案。作为国内微纳3D打印领域的领军企业之一,上海普利生三维科技有限公司(以下简称“普利生”)通过自主研发的亚像素微扫描技术(SMS),将打印精度提升至2μm级别,为芯片封装提供了前所未有的精密制造能力。

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从毫米到微米:精度革命背后的核心技术


传统3D打印在微纳尺度制造中始终面临精度与效率的两难抉择。双光子聚合(TPP)技术虽能实现100纳米级精度,却受限于逐点扫描的慢速度和高昂设备成本;普通面投影技术虽效率更高,精度却难以突破10微米大关。


普利生自主研发的亚像素微扫描技术(SMS)通过三重创新实现了突破:利用微透镜阵列将光斑缩束至500nm,借助压电陶瓷微振动实现亚像素级光斑排列,再通过电控技术精准控制光斑亮灭。这种 "像素级切分" 技术不仅实现了2μm的工业级精度,更保持了面投影技术的高效率优势,打印速度较 TPP 提升数十倍。


这种 “高精度+量产友好" 的特性,使其成为衔接实验室创新与产业落地的关键桥梁。


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材料兼容性是另一大亮点。普利生微纳3D打印技术已实现光敏树脂、陶瓷(氧化铝、氧化锆、碳化硅等)和金属材料的高精度打印。其中陶瓷材料的选择颇具战略眼光 —— 氧化铝的高热导率完美匹配金属热界面材料的散热需求,碳化硅的低热膨胀系数能有效缓解大尺寸封装的翘曲问题,这些特性恰好命中当前先进封装的核心痛点。


陶瓷微孔板:赋能三维封装互联与散热



普利生微纳3D打印技术最具代表性的应用之一就是陶瓷多孔板的制造。与传统玻璃基板相比,3D打印陶瓷多孔板在多个维度实现了性能飞跃:

  • 微孔密度:每平方厘米容纳数十万个精密微孔,远超玻璃基板极限


  • 散热性能:陶瓷材料天然的高热导率大幅提升散热效率


  • 微孔形状:3D打印可实现任意复杂形状微孔,突破传统打孔工艺限制


  • 微孔尺寸10μm-50μm精密微孔,满足最高要求的封装需求


  • 整体厚度0.05-0.5mm超薄厚度,适应微型化趋势


这些优异性能使陶瓷微孔板能够满足最苛刻的芯片封装要求。目前,陶瓷微孔板在三维封装领域,可集成多种电子器件,显著减小封装体积。


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氧化铝陶瓷微孔板

特点:微孔形状优于玻璃打孔,微孔尺寸10μm-50μm,整体厚度0.05-0.5mm


而且陶瓷的低热膨胀系数(与硅片更接近)大幅降低了热循环中的应力集中,配合其优良的绝缘性能,解决了传统封装中漏电短路和结构分层的隐患。这种 “高热导 + 低膨胀 + 高绝缘" 的组合,正是AI芯片和车规级芯片封装的理想选择。


当半导体产业进入 “More than Moore" 时代,封装技术已从单纯的物理保护演变为性能提升的核心载体。普利生的微纳3D打印技术通过亚像素级精度控制和多元化材料体系,正在重新定义先进封装的可能性边界。从芯片到屏幕,从数据中心到汽车电子,这项源自中国的创新技术正在打破国外技术垄断,为全球半导体产业提供更具性价比的解决方案。


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上海普利生三维科技有限公司是一家3D打印一站式解决方案的供应商。不仅生产销售自研的3D打印设备,并且还提供配套的3D打印服务以及国内首屈一指的3D打印批量化生产线。