Nanoscribe Drukowanie 3D i integracja mikroskopijnych komponentów bezpośrednio na układach scalonych

W tej chwili potrzebujesz różnych metod produkcji i wielu etapów procesu, aby wyprodukować obwody fotoniczne i układy mikroelektromechaniczne (MEMS) do mikroczipów. Ale dzięki technologii Nanoscribe, która wykorzystuje proces polimeryzacji dwufotonowej, możliwe jest drukowanie obiektów 3D o złożonej geometrii w rozmiarach od zaledwie kilkuset nanometrów do kilku milimetrów.

Integracja komponentów mikroskopowych w systemach fotonicznych i MEMS stanowi poważne wyzwanie w przemyśle wytwórczym i opakowaniowym, ponieważ coraz więcej funkcjonalnych części musi być umieszczanych w coraz mniejszych przestrzeniach. Dzięki drukowaniu 3D mikroukładów in-situ dokładnie tam, gdzie muszą się one znajdować na układach scalonych, takich jak mikrosoczewki i odkształcalne struktury na siłownikach MEMS, firmy mogą zaoszczędzić zarówno na czasie kalibracji, jak i kosztach pakowania sprzętu, a także nowych zastosowaniach komercyjnych, takich jak wysokiej jakości urządzenia. szybki transfer danych i telekomunikacja do urządzeń mobilnych dla opieki zdrowotnej, mogą się otwierać.

Drukarka 3D firmy Nanoscribe, dzięki precyzyjnej optyce i zaawansowanym narzędziom programowym, może w jednym etapie produkować struktury polimerowe 3D z precyzją submikronową. W procesie polimeryzacji dwufotonowej laser eksponuje żywicę światłoczułą na kontrolowanej trajektorii z obiektywem o dużej liczbie apertury. Materiał następnie zestala się tylko w punkcie skupienia lasera, co pozwala na niemal dowolne struktury 3D z drobnymi elementami w skali niedostępnej wcześniej. Technologia ta pozwala na drukowanie wielu powierzchni, w tym wstępnie ukształtowanych chipów, co umożliwia miniaturyzację wydrukowanych w 3D części funkcjonalnych w układach scalonych.

Bezpośrednie drukowanie mikrodefinicji 3D na układach fotonicznych po raz pierwszy, seria półkulistych mikrosoczewek została wyprodukowana z dokładnością lasera na wierzchu złączek kratowych, które wcześniej były wzorowane na chipie, więc szereg mikro-soczewek może wiązać światło z obwodem. Po zakończeniu drukowania optyki drukowane 3D, które spełniają wymagane wysokie wymagania, nie musiały być dopasowywane ani mechanicznie montowane w gotowym mikroprocesorze, a technologia oznacza, że ​​użytkownicy mogą unikać procedur naprawczych opartych na utwardzaniu i wybierać i miejsce produkcji.

Zespół wykorzystał technologię Nanoscribe do drukowania 3D odkształcalnych, rozciągliwych struktur przypominających muszki bezpośrednio na siłownikach MEMS. Poprzez podanie napięcia do siłownika naukowcy byli w stanie zdeformować wydruk 3Dmikrostruktury.

"Pokazujemy, że sprzężenie mikrodruku 3D z siłownikami MEMS jest potężnym sposobem wytwarzania mikromechanicznych systemów 3D dostosowanych do konkretnych potrzeb" - wyjaśnił profesor White. "Drukarki 3D Nanoscribe pozwalają nam na szybkie prototypowanie struktur o rozdzielczości submikronowej, które w innym przypadku byłyby niemożliwe do wyprodukowania za pomocą pojedynczej fotonowej litografii lub procesów osadzania i trawienia powszechnie stosowanych w odlewniach półprzewodników."

Te wyniki, w oparciu o dynamiczne uruchamianie mikrostruktur drukowanych w 3D, może znaleźć kilka zastosowań w medycynie, takich jak inżynieria tkankowa i odkształcalne elementy optyczne