金属增材制造应对半导体制造挑战

智能设备性能飙升推高芯片复杂度与需求，迫使半导体设备制造商扩产。然而，建设高精度新产线技术挑战大且耗资巨大。OEM和一级供应商压力倍增，亟需提升制造与检测设备的性能与可靠性。

 

制造商正致力于在满足洁净室高标准的同时优化成像、精度与生产力，以增强光刻及晶片处理系统的表现。

 

金属增材制造的核心价值

在瞬息万变的制造业，速度就是竞争力。3D打印不仅是一种"未来科技"，而是今天就能用、马上见效的生产力工具，是制造企业迈向柔性化、智能化升级的一个缩影。

 

马路科技金属3D打印（DMP）技术，以其独特的设计自由度和制造灵活性，为半导体资本设备制造带来全新突破。

 

• 设计自由度与快速迭代

优化设计、快速迭代和制造具有复杂特征的组件，包括具有随形冷却流道的晶片台、经过部件整合的末端执行器以及用于光学组件的高级动力学接头和挠曲件。

• 性能突破与生产效率

通过提高半导体设备的精度、速度、可靠性和吞吐量来生产更多晶片。在关键部件和子系统中实现性能

• 洁净室兼容性

采用超低氧打印环境与专用后处理工艺，确保零件表面洁净度满足Class 10甚至更高标准的洁净室要求。

• 供应链韧性与成本控制

通过技术转移与本地化生产，减少对外部供应商依赖，降低库存风险，并支持小批量、快速响应生产模式。

 

从技术验证到量产落地

 

创新不是选择题，而是必答题，马路科技不仅提供3D打印硬件和材料，更通过其结构化技术转让计划，帮助半导体OEM厂商自主建立增材制造能力。

• 先进设备平台：DMP系列设备（Factory 350/500、Flex 350）提供高精度、高稳定性的打印能力；
• 高性能材料：支持铝、钛、钢、镍合金等多种先进金属材料，满足半导体设备的不同需求；
• 一体化软件：3DXpert集成软件实现从设计到打印的全流程管理；
• 真空室技术：独特的真空室设计确保超低氧气水平，保证打印质量和材料性能。

 

 

将DMP Flex 350、Flex 350 Dual、Factory 350、Factory 350 Dual和Factory 500和3DXpert®组合成软件包，构成集成式金属增材制造解决方案，可帮助实现具有最佳吞吐量、效率、容量和灵活性的卓越数字化生产，为各种应用提供一套先进的金属材料，包括铝、钛、钢和镍合金。

 

3DXpert是一款一体化集成软件，可简化从设计到后处理的增材制造工作流程。它具有实现导入、定位、修改、优化、设计、模拟、分析和后处理操作进行编程的功能。

 

3DXpert非常适合用于交付复杂组件，包括减少部件数量的装配，以及提供更高强度和效率的创新设计，包括降低总重量的优化结构。

关键应用场景与实际效果

 

金属增材制造在半导体设备制造中已取得显著成效，以下是六大关键应用场景：

晶圆台热管理

最大程度提高传热效率，并提高半导体固定设备的吞吐量和精度。经过优化的冷却流道和表面模型 可以大幅改善表面温度和热梯度 (<4mk)，同时减少时间常数 (<1.5 s)，而零件数量的减少则提高了 装配的可靠性。

 

• 达到稳定温度的速度提高5倍

• 表面温度梯度降低6倍 (14mk -> 2.3mk)

• 流程准确度提升1-2纳米

 

线性阶段冷却

在部件快速移动的线性阶段，通过对冷却流道和冷却夹套的壁厚进行优化，提高该阶段的温度稳定性。与防漏的组合整件相结合，提升系统的长期可靠性与精度。

 

• 部件数量减少率 8:1

• 达到 0.6 毫米壁厚

• 组件生产时间减少 75%

 

挠曲结构与动力学优化

半导体光刻、晶片加工和测试设备需要依靠结构部件，因而这些部件需在保持位置精度的同时能够快速移动，通过对挠曲件和机械装置进行结构优化、轻量化处理以及部件整合来提高动力学和静态性能。

 

• 共振频率提升 23%

• 装配重量减轻 50%

• 部件数量减少率14:1

 

歧管和管道流动优化

设计和制造性能优越、空间要求更低且流动经过优化的歧管，以减少压降、机械干扰和振动。

 

• 干扰力减少 90%

• 流程准确度提升1-2纳米

• 部件数量减少率10:1

 

气体输送和混合

用更少的部件设计并生产体积更小、构造更复杂的防漏气体混合器和供给器，以减少湍流，让腐蚀性气体的输送工作更加可靠。

 

• 20:1 组件减少率

• 100% 防漏

• 效率提升 3 倍

 

喷淋头优化

利用部件整合技术防止泄漏，采用新型冷却策略提取热量，并且使用复杂精密的喷嘴形状控制沉积情况（经优化的喷淋头的生产时间为传统喷淋头的 25%），从而确保喷淋头能让材料均匀地沉积，并提高喷淋头的可靠性。

 

• 组件生产时间减少 75%

• 直径 0.6 毫米的孔

• 部件数量减少率 4:1

 

金属增材制造已不再是实验室里的概念，而是半导体高端装备提升竞争力的现实工具，通过整合设计、材料与工艺，增材制造不仅“做得到”，更能“做得好、做得快、做得稳”。

 

马路科技凭借深厚的技术积累和一体化服务能力，实现“设计即生产”，可以根据客户的具体需求（零件尺寸、强度要求、生产批量、预算），推荐最合适的产品组合，助力企业降本增效、加速创新。

 

RATC 3D Print

 

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