隨著摩爾定律逐漸逼近物理極限，集成電路制程微縮在物理層面和成本方面均遭遇雙重挑戰。在此背景下，精密芯片架構和異構集成已成為延續算力增長的關鍵路徑。因此，如何實現復雜系統的高效、可靠且經濟的封裝方案已成為行業面臨的核心挑戰。

如今，微納3D打印技術正以其突破性的技術特質為制造業提供創新解決方案。摩方精密面投影微立體光刻（PμSL）技術憑借超高光學精度與突破傳統限制的結構制造能力，正在努力改進半導體封裝基板、中介層及射頻元件的生產體系，推動產業向精密化、集成化方向轉型升級。

在半導體封裝領域，尺寸即是一切。當傳統工藝在微米級特征尺寸前止步時，摩方精密突破2μm光學精度，憑借高標準公差控制能力，成功將技術從實驗室拓展到終端產品應用領域，核心優勢在于其多維度突破：

• ·精度維度：實現10μm孔徑與17μm桿徑的極限陶瓷加工能力，攻克微通道結構精密成型等關鍵技術瓶頸。

• ·材料維度：從韌性樹脂、耐高溫樹脂到氧化鋁、氧化鋯陶瓷材料，滿足半導體封裝的多元需求。

• ·設計維度：支持打印懸空結構、中空多孔結構等傳統工藝無法實現的復雜幾何形狀。

這些肉眼幾乎無法辨識的微觀世界正推動著宏觀性能的飛躍。近期，韓國科研機構利用摩方microArch® S230A（精度：2 μm），成功驗證了微納3D打印在半導體封裝研發及測試中的可行性。

研究案例①：用于先進封裝的曲面通孔中介層

在題為“3D Printed Fanout Interposer Substrates with Curved Through-Holes for Rapid Prototyping of Advanced Packaging”的研究中，研究人員利用摩方微納3D打印技術開發了一種具有嵌入式曲面通孔的新型有機中介層。

該設計旨在解決傳統重布線層（RDL）制造的局限性，傳統方法每層需要超過十道光刻步驟，對于小批量或原型生產而言往往成本過高。該項研究關鍵創點在于以下四個方面：

• ·精準曲面通孔： 不同于傳統的基于RDL的積層結構，曲面通孔提供了連接具有不同間距I/O接口芯片的潛力，增強了設計靈活性，實現了高互連密度和信號完整性。

• ·高保真自動化制造： 使用microArch® S230A（精度：2 μm）3D打印系統，可自動化高精度打印復雜結構。

• ·一步金屬化： 采用凹槽圖案設計和化學鍍銅工藝，形成了電阻<1 Ω、在高達40 GHz頻率下插入損耗<0.5 dB的導電路徑。

• ·簡化封裝流程： 通過整合多道制造工序，顯著簡化中介層生產流程，同步實現新布局的快速原型制造、專業應用的低成本規模化擴展，以及基于低損耗介質與高完整性金屬化的射頻性能躍升。

圖. 沿連續通孔排布的菊花鏈拓撲結構的三維CAD設計圖。

圖. 基板的三維CAD設計圖。

研究案例②：用于封裝天線的準同軸蓋式基板

在最近的研究“Quasi-Coaxial Through-Hole Integrated Additively Manufactured Antenna-in-Package（AiP） Lid Substrates”中，研究團隊介紹了一種集成了貼片天線、共面波導和準同軸通孔的3D打印蓋式AiP基板，為AiP基板提供了一種經濟高效且可擴展的解決方案，該研究的三大亮點分別是：

• ·同軸通孔環繞： 信號通孔被多個接地通孔環繞，形成類似同軸的波導結構，可抑制電磁干擾并確保50 Ω阻抗匹配。

• ·一體化射頻集成： 采用microArch® S230A（精度：2 μm）3D打印系統制造了尺寸為5×7 mm、厚度1.6 mm、通孔直徑200 µm的聚合物結構，成功一體化制得集成貼片天線、共面波導線和芯片腔體的高集成且高性能AiP基板。

• ·精確電磁調諧： 實現27.94 GHz諧振頻率的基板設計與接地金屬層集成，有效抑制對芯片的電磁干擾。

微納3D打印技術并非替代傳統半導體封裝制備工藝，而是聚焦定制化需求、空間拓撲優化及電氣性能提升等關鍵場景，形成對現有精密制造體系的戰略補充。

圖. 制造流程示意圖，3D打印基板上貼片天線的正視圖，3D打印基板上CPW線的光學顯微鏡圖像以及橫截面示意圖。

在半導體產業向高性能、低功耗、微型化解決方案加速演進的關鍵階段，先進封裝技術已成為決定產業競爭力的戰略制高點。微納3D打印技術憑借其高精度制造、柔性設計和快速迭代的三重優勢，正在構建全新的技術范式。

未來，摩方也將致力于突破傳統工藝的結構制造極限，布局微納3D打印技術在半導體產業的戰略方針，為半導體異構集成提供了增效技術路徑。