Массообмен через эластомерные штампы достигает промышленного уровня.

Производство интегральных схем на полупроводниковых пластинах произвело революцию в электронной промышленности. Следующая революция может произойти с высокопроизводительной передачей и интеграцией множества микроустройств на других подложках с помощью технологии, напоминающей резиновый штамп.

Интегральные схемы или «чипы» заменили дискретные компоненты и паяные соединения традиционной электроники со многими схемными элементами на полупроводниковой пластине. Это способствовало еще большей функциональности и более высокой производительности, значительно меньшим размерам и весу, а также снижению энергопотребления. Это также сократило затраты на производство и испытания и количество отходов. Интегральные схемы фотоники делают то же самое для оптических устройств и оптоэлектроники. Поскольку требования к производительности продолжают расти, достижение масштабирования устройств и снижения затрат требует нового образа действий. Гетерогенная интеграция объединяет разнородные и отдельно производимые компоненты на общей платформе в так называемую систему-в-пакете. В рамках проекта MICROPRINCE, финансируемого ЕС, была создана пилотная литейная линия для гетерогенной интеграции, основанная на одной из наиболее многообещающих технологий, разрабатываемых за последние 15 лет. Разнообразное портфолио демонстраторов дает новаторам возможность ускорить подготовку к производству своих новаторских устройств в междисциплинарных областях.

С увеличением сложности компонентов и продукции вероятность сбоев увеличивается, что приводит к увеличению брака и затрат и снижению производительности. Интеграция нескольких «чиплетов» или подсистем более практична и экономична, чем создание монолитных систем. Одним из наиболее перспективных подходов является микротрансферная печать (μTP), также называемая массопереносом. µTP использует эластомерный штамп для одновременного перемещения до тысяч чиплетов или микромасштабных устройств, изготовленных на пластинах, с одной подложки на другую, подобно тому, как чернила с чернильной подушечки переносятся на бумагу. До сих пор этот метод использовался в основном в лабораториях для научных исследований.

Компания MICROPRINCE установила пилотную линию µTP в чистой комнате X-FAB MEMS Foundry и представила четыре высокотехнологичных продукта. Это были пластины Холла из арсенида галлия для датчиков тока нового поколения, светочувствительные фильтры для датчиков внешней освещенности, светодиоды из нитрида галлия для модулей освещения автомобилей и фотодиоды из фосфида индия в кремниевых фотонных схемах. Эти продукты использовались в функциональных демонстраторах датчиков внешней освещенности, драйверах/пакетах автомобильного освещения и интегрированных кремниевых фотонных инфракрасных спектрометрах. По словам Себастьяна Вихта, координатора и менеджера программы трансферной печати MICROPRINCE в X-FAB MEMS Foundry, «в дополнение к Создание пилотной линии µTP, разработка типовых процессов подтвердили превосходный потенциал µTP для 3D-интеграции с высокой производительностью, пропускной способностью и точностью выравнивания. Мы продемонстрировали производительность печати или переноса до 99 % при смещениях менее 1,0 мкм. Устройства размером всего 100 x 100 x 5 мкм были эффективно перенесены и уложены на комплементарные металлооксидно-полупроводниковые мишени».

µTP позволяет переносить тысячи микроустройств за один шаг с превосходной точностью и очень высокой пропускной способностью при сравнительно низких затратах. Он превосходит самые современные технологии в минимизации размера упаковки и практически исключает отходы дорогих материалов и элементов. Вихт заключает: «MICROPRINCE проложил путь к промышленному внедрению µTP для 3D и гетерогенной интеграции. Он будет способствовать разработке инновационных продуктов с превосходными характеристиками, меньшими размерами упаковки или даже новыми функциями в областях от промышленных и потребительских товаров до биомедицины». Заинтересованным клиентам рекомендуется связаться с X-FAB MEMS Foundry, чтобы воплотить свои идеи в области новых применений в производственной сфере.

MICROPRINCE, µTP, гетерогенная интеграция, пилотная линия, датчики, пластина, 3D-интеграция, фотонная схема, эластомерный штамп, микротрансферная печать, массоперенос, система в корпусе