近年来，随着电子设备的小型化、精密化和功能多样化的发展，微米级增材制造技术在电子行业中扮演着越来越重要的角色。微纳直写打印技术（Micro/Nano Direct Writing Printing Technology）是一种基于增材制造的高精度加工技术，能够直接在基底上沉积材料，形成微米或纳米级的精细结构。与传统的光刻、蚀刻等减材制造工艺相比，微纳直写打印技术具有高精度、灵活性强、材料利用率高等特点，是近年来微纳制造领域的研究热点之一。
由西湖大学孵化的西湖未来智造科技独创行业领先的微米、亚微米级超高精度电子增材技术，能够为客户提供量身定制的电子增材制造解决方案。团队自主开发的1-10微米精度电子增材设备及与之配套的先进功能材料体系，可实现数十种高性能金属导电材料、聚合物及陶瓷基介质材料、光学、磁性材料的精密三维增材制造。
我们先通过14个由西湖未来智造开发的微米、亚微米级超高精度电子增材制造的应用案例，来感受一下这项技术的魅力。
① RDL布线
PI介质表面精密RDL线路（线路中心距2.5um，线路后处理条件：300℃ 1h 空气氛围烧结）。
② 精密导电线路加工，最小特征尺寸可达1 μm
可兼容硅、玻璃、陶瓷、金属、PI、PET等基材表面加工。
③无源器件加工，有源无源集成
可直接打印加工电容、电感、电阻器件等，通过精细互联线路打印，实现有源无源集成。
④微纳金属3D结构
可以实现1-10 μm级特征线宽尺寸纯三维微纳金属结构打印加工。
⑤打印键合线
微纳直写打印Wire Bond线，线宽最小可达5 μm，可实现无焊盘键合互联。
⑥打印悬空结构
可打印MEMS悬臂导电结构，悬臂跨度＞200 μm。
⑦打印多层电路
可加工多层电路板，加工层数＞4层。
⑧打印Pillar结构
可实现高宽比≥5的Pillar结构打印，可应用于POP、AIP封装中的层间互联、金属屏蔽、金属探针等。
⑨高温打印bumping结构
支持无助焊剂直接焊料熔融打印植球，支持In-Ag、Sn-Bi、Sn-Zn、Sn-Ag-Cu等多种合金熔融打印。
⑩晶圆表面制作金属立墙结构（电磁屏蔽）
可用于SiP、射频前端模组的分区屏蔽，替代传统引线键合或激光刻槽填充导电浆料工艺，节省成本，提升屏蔽性能，缩小封装尺寸。支持载板、晶圆等产品原位打印金属屏蔽结构。具备工艺参数的自适应闭环调节能力，在线智能调参，无需人工介入。低至200℃以下的材料后处理烘烤温度。
⑪玻璃基通孔金属填充
支持孔径≥30 μm，深宽比≤10的微孔致密金属化填充，可以兼容金属、聚合物等材料填充打印。
⑫光子晶体
可实现光子晶体高精度三维结构打印加工。
⑬气敏传感器
可实现超小型高灵敏度气体传感器的打印加工和系统集成。
⑭芯片散热
可用于芯片模组的FOWLP、FOPLP封装散热，对芯片晶背进行不同厚度散热层打印，提升模组整体散热能力；或可对分立器件顶部进行特定散热微结构打印，制作微型散热器，提升器件载流能力。
相比常规散热方式，散热效率提升＞30%。
看了以上的众多应用案例，那么它们究竟是用什么样的一台增材制造设备打印出来的呢？
西湖未来智造设备
西湖未来智造通用型电子增材平台，采用微纳墨水直写（DIW）打印技术，结合独创自研纳米墨水材料，可实现最小具有1-10μm 特征尺寸的高性能金属导电材料、聚合物及复合介质材料的增材制造，可用于精密互联线路、微波天线、无源器件、柔性电路、立体电路等产品打印。
●最小打印特征尺寸可达1 μm●庞大的材料库，可用于不同打印场景●可打印2D、2.5D及复杂3D结构●支持快拆更换的打印头●支持多材料打印
设备核心部件
为了实现高精度的打印和稳定的工作，西湖未来智造在设备中使用了诸多前沿的技术，以下是设备中用到的一些核心零部件。
材料介绍
西湖未来智造基于行业领先的微米、亚微米级的金属颗粒和无机填料的合成、生产工艺，以及填料与树脂的分散工艺等核心技术，自主开发可满足1 – 10 微米精度电子增材制造的先进功能材料体系，含括高性能金属浆料体系、高性能树脂浆料体系、有机复合材料体系，根据客户需求的定制化开发，可满足显示、半导体封装、锂电等行业内微米级线路加工、深腔填孔、特殊三维结构构造等应用场景。
代表性浆料如下
| 产品
类型 |
代表性
产品 |
关键技术能力 | 应用场景 |
| 银浆 | E3D-A-01A | 250~300 oC固化后电阻率可满足< 8 μΩ·cm，可满足1~10μm针径的打印， | 线宽≤10 μm直写打印；柔性电路、集成电路、复杂三维结构等 |
| E3D-A-02B | 150~200 oC固化后电阻率< 80 μΩ·cm；50~70μm针径长期打印流量波动<10% | 线宽≤100 μm直写打印；芯片封装，集成电路，印制电路板、芯片贴装等 | |
| E3D-A-03A | 150~200 oC固化后电阻率< 16 μΩ·cm；50~150μm直写叠层打印，高宽比可到3以上；银立柱高宽比可到5以上 | 线宽≤200 μm的复杂三维结构构建，电子屏蔽，散热器件，芯片贴装等 | |
| 铜浆 | E3D-B-03B | 200 oC/氮气氛围固化后电阻率< 34 μΩ·cm；30~50μm针径长期打印流量波动<10% | 线宽≤100 μm直写打印；芯片封装，集成电路，印制电路板、芯片贴装等 |
| E3D-B-04B | 200 oC/氮气氛围固化后电阻率< 85 μΩ·cm；可满足孔径≥50μm，径深比>3的填孔打印 | 深腔填孔，如TGV,TSV,PCB填孔等 | |
| 环氧树脂 | E3D-C-05 | 单组分、室温稳定、粘度适中，可满足1~10μm针径的打印 | 应用于光学器件及电子器件的封装，对PC、玻璃、塑料等基材都具有很好的粘接力 |
| E3D-C-08 | 单组份、高触变性、低收缩率等特点,可满足50~100μm针径打印 | 适用于光学器件、电子元器件封装、摄像头模组等低收缩低应力特殊要求的场景 | |
| 硅树脂 | E3D-D-04 | 单组分、不流动的有机硅胶，打印高宽比可达0.3以上，可满足针径50~100μm的打印，可按需配制成黑色、白色等外观 | 应用于显示模组、电子元器件、模块和线路板等领域 |
| UV胶水 | E3D-E-04 | 无溶剂型的高性能丙烯酸酯类UV固化胶，产品具有中等黏度、固化速度快、固化后透明度高、耐候性好等特点，可满足1~10μm针径的打印 | 适用于光学器件及电子器件的封装，对PC、玻璃、塑料等基材都具有很好的粘接力 |
| E3D-E-17 | 单组份、无溶剂型，高粘结强度、固化速度快，打印高宽比可达0.4以上，满足>100μm线径的打印 | 适用于光学器件、电子元器件封装、摄像头模组等低收缩低应力特殊要求的场景 |
关于西湖未来智造
西湖未来智造独创行业领先的微米、亚微米级超高精度电子增材技术，为客户提供量身定制的电子增材制造解决方案。团队自主开发1-10微米精度电子增材设备及与之配套的先进功能材料体系，可实现数十种高性能金属导电材料、聚合物及陶瓷基介质材料、光学、磁性材料的精密三维增材制造。团队已申请国内外专利270余件，已授权专利70余件，参编国家标准7项。团队增材技术方案面向工业级量产需求，应用领域涵盖当下及下一代主流集成电路系统应用，目前产品与解决方案已落地显示、半导体封装、锂电等多个领域并已积累十余家行业标杆客户。公司已被认定为国家高新技术企业、省专精特新中小企业、省高新技术企业研发中心，杭州市准独角兽企业，主持浙江省重大科技项目，入选国家级首台套项目，并获得浙江省领军创业团队支持。
随着电子行业对高精度、小型化和低成本制造的需求不断增加，纳米增材制造技术将迎来更多的应用机会。未来的发展方向包括：
结语
西湖未来智造的微纳电子增材制造技术为电子制造行业带来了全新的解决方案，特别是在高精度、低成本和环保制造方面展现出巨大的潜力。西湖未来智造作为这一领域的佼佼者，凭借其独创的微纳墨水直写（DIW）打印技术，正在为电子制造行业带来前所未有的变革。未来，纳米增材制造技术将继续推动电子制造的创新，为高精度、高性能的电子产品提供更多可能性。
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