2024年5月23日，欧洲公司ATLANT 3D与 12 个合作伙伴宣布成功完成Horizon 2020 Mesomorph 项目。该项目由欧盟委员会全额资助，预算约为 1000 万欧元，旨在彻底改变未来先进技术所需的纳米和微型元件的生产。
微电子 3D 打印和组装
Mesomorph 项目于 2024 年 3 月 31 日结束，重点开发一种能够集成飞秒激光微烧蚀、双光子聚合 (2PP) 和原子层沉积技术的一体化机器。 SUPSI ARM 实验室的研究人员在 ATLANT 3D 和其他技术合作伙伴的帮助下，设计并建造了这台机器，其主要目标是生产更小的微机电系统 (MEMS)、微传感器和微设备、更轻、更节能。
Mesomorph 机器包括三个主站：飞秒和双光子打印（2PP）单元、选择性区域直接原子层处理 (SADALP) 单元以及微组装和键合单元。第一个具有五个自由度(DoF)，分为三个线性机械轴和两个光学轴，生产体积为 500x500x250 毫米。该装置的激光器将高功率光束 (500 W) 分成多个平行光束，并可以执行 2PP 以实现小至 100 nm 尺度的 3D 打印细节。
SADALP 单元由三自由度笛卡尔架构组成，包括多个独立喷嘴头，可对 450 多种原料进行保形、直接材料写入和去除，并以“原子精度”进行去除。微组装和键合单元位于 SADALP 和毫微微激光器单元之间，负责处理和组装硅芯片、传感器、光学元件和 MEMS 等微型元件。该装置自动从凝胶包、华夫饼包和晶圆薄膜框架中拾取组件，并将其放置到基材和包装上。由增强型视觉系统支持的专用拾取工具可避免组件敏感区域的接触和潜在损坏。
微装配通过多级神经网络系统进行优化。在训练阶段，组件规格被输入物理模拟器，其中包括有关机器微夹持器的所有物理、静态和动态数据。此过程可确保精确抓取和释放零件，从而提高可靠性和有效性。
Mesomorph的项目团队
该项目由十三个合作伙伴组成的联盟推动，每个合作伙伴都为此贡献了各自的专业知识：
- ATLANT 3D主导了该项目，带来了其在增材制造技术和 3D 打印解决方案方面的专业知识。
- 瑞士应用科学大学 Scuola Universitaria Professionaledella Svizzera Italiana (SUPSI)；
- Iris SRL，一家工业研究和创新公司；
- UAB Femtika，一家专注于飞秒激光微加工的立陶宛公司；
- NLight Europe SRL，以其高功率激光解决方案而闻名。
- Morphica Societa a Responsabilita Limitata，从事制造业数字平台开发；
- 埃尔兰根-纽伦堡弗里德里希亚历山大大学(FAU)，德国领先的研究型大学；
- 都灵理工大学，意大利著名理工大学；
- ST MicroElectronics SRL，全球半导体领导者；
- Smolsys AG，专注于微米和纳米技术；
- Heliotis AG，光学测量和检测技术开发商；
- MCH-Tronics SAGL，专注于微电子和机电系统；
- Yalosys AG，先进制造系统和自动化领域的专家。
据合作伙伴介绍，Mesomorph 机器的功能已得到彻底验证，展示了其生产具有前所未有的尺寸和功能的微系统的潜力。除了研究和原型设计之外，该机器还可用于光电器件，例如 LED、光电探测器和激光二极管；先进医疗设备，例如微针、植入式传感器和芯片实验室系统；用于从汽车到消费电子产品等各种应用的 MEMS 和微传感器；以及微传感器可用于环境监测，包括空气和水质评估。
Mesomorph 机器将继续在创新技术部的 ARM 实验室运行，用于进一步的研究、演示和教育目的。它将可供合作者以及其他学术和工业实体使用。