Wilting 是一家精密加工公司,致力于帮助大型半导体固定设备制造商生产复杂的金属零件,以提高系统成像的精度和效率。作为增材制造的行业创新者,3D Systems 与大型半导体原始设备制造商和供应商合作的历史超过十年之久,可以帮助他们从原型制造扩展到生产。通过与 3D Systems 合作以加快采用其金属增材制造能力和专业知识,Wilting 现在可以生产专为提高半导体固定设备的性能而设计的优化组件。

挑战

赢得更高分辨率竞赛

随着微芯片的封装尺寸不断减小,半导体原始设备制造商面临着提高光刻能力的压力。通过与 3D Systems 的应用创新小组合作并采用金属增材制造解决方案,半导体原始设备制造商和 1 级供应商(如 Wilting)可以在提高分辨率的竞争中收获使用优化半导体组件的好处,还能享受特定于应用的设计咨询服务,以优化性能和可制造性。

金属增材制造支持设计和制造高度优化的组件。如果应用于半导体光刻和晶片处理设备,歧管、晶片台、晶片处理系统、挠曲件和托架等复杂的金属增材制造部件可以提高部件的性能和可靠性。这些改进使系统精度可以实现纳米级的提升,还可以提高速度和吞吐量,最终便可加工更多的晶片,总体拥有成本也得以降低。

3D Systems 的技术转移和咨询方法让我们能够帮助客户解决设计和工程挑战。我们可以更好地帮助客户按比例缩小尺寸,以保证产品可打印,并将增材制造的好处带入其应用中。

- Wilting 销售总监 Adwin Kannekens

 

解决方案

合作进行可扩展的生产

01 应用工程咨询

利用 3D Systems 应用工程师的增材制造设计指南和 Wilting 的精密生产,半导体行业的原始设备制造商能够与 Wilting 和 3D Systems 一起在更短的时间内进行许多设计和性能改进。现在可以通过成熟的生产途径来快速迭代和测试复杂的半导体组件。

例如,专为增材制造设计的歧管(如此处所示的零件)可优化流体和气流,从而减少压降并最大程度地减少机械干扰和振动。传统制造通常会导致零件的体积和重量较大,并导致滞流、连接不可靠,从而对系统性能产生负面影响。在半导体应用中使用增材制造的好处包括:3d-systems-dmp-laserform-Ti-gr5-(A)-hydraulic manifold-GF post-machined-2019-07-07-a23

  • 优化流体流动。使用增材制造解决方案,液体引起的干扰力最多可减少 90%。

  • 减轻重量,减少体积。与传统制造相比,增材制造轻量化最高可以减轻 50% 的重量,还能优化有限空间内的体积占用。

  • 增加可靠性。与传统制造的歧管装配件(20 多个部件)相比,增材制造可以提供单个一体式部件,从而增加可靠性,并提高制造效率和产量。

02 生产支持

3D Systems 客户创新中心提供的生产支持包括高质量、高精度的增材制造服务,以及可实现最佳粒子清洁度的专有工艺。这项服务提供的金属部件不仅可以满足洁净室要求,而且适用于光刻和晶片加工设备。

通过与 3D Systems 合作,Wilting 已逐渐能够在后加工、后处理和 3D 打印零件组装DMP直接金属打印 歧管方面建立自己的专业知识。随着这种合作关系的继续发展,Wilting 的客户群也证明了对增材制造的需求。

即使内部已采用增材制造,Wilting 预计,客户对金属打印部件的需求很快便会超过内部产能。“我们会继续保持与 3D Systems 在开发新业务方面的关系,因为随着业务的增长,3D Systems 可以利用富余的生产支持来扩大我们的产能,”Kannekens 表示。

03 金属增材功能

在客户中建立对复杂增材制造部件的需求后,Wilting 选择使用 3D Systems 的 DMP Flex 350 来进行高质量的内部金属打印。3D Systems 的金属增材制造技术可提供极佳的氧气水平 (<25 ppm) 和惰性气体,从而确保以钛、不锈钢、铝或镍合金制成的部件具有特别坚固、精确和高化学纯度的特点。

DMP Flex 350 是一种集成式的金属增材制造解决方案,结合了配备 3DXpert® 一体化 3D 打印软件的高吞吐量、模块化打印机结构与一整套经过广泛测试的 LaserForm® 材料。一切准备就绪后,通过增加额外的打印机,Wilting 便可以利用 DMP Flex 350 来提高生产能力。

04 技术转移

通过技术转移,3D Systems 工程师可以分享相关知识并为新的打印机客户提供培训,从而简化并加快他们向增材制造的过渡,并保护他们的投资。这其中利用了预开发的打印文件和流程,还包括专业的客户管理、咨询,针对通过预审的增材制造生产流程进行培训以及安装。对于 Wilting 而言,技术转让侧重于打印流程和策略,包括如何运行机器、如何对打印机进行编程、如何设置要打印的文件、部件支撑和方向、部件后处理以及其他专门任务。

3D Systems 的技术转让可以帮助 3D Systems 的客户缓解做出改变面临的固有风险,立刻体验增材制造的生产效率,以及加快上市时间。

成果

半导体固定设备的性能和生产效率得以提高

  • 生产效率提高

    部件重量减轻高达 50%,可减少惯性和系统振动,还可提高机器速度和正常运行时间,因而得以加工更多的晶片。

    性能提升

    流动引起的干扰力减少 90%,可减少系统振动,并实现 1-2 纳米的精度提高

    采用增材制造带来的成本降低

    通过专家主导的技术,加快学习进度和上市时间。

     

  • 设计灵活性

    优化设计、快速迭代和制造带有可减少干扰力、具有复杂自由形态流道的歧管。

    可靠性

    用一体式部件取代多部件组成的装配件,以增加可靠性,提高产量,降低人工成本。