반도체 산업의 고도화는 곧, 정밀성과 생산성의 전쟁입니다. 

고해상도 리소그래피와 더 작아지는 마이크로칩 패키지를 뒷받침하기 위해, 장비 제조사들은 더욱 정밀하고 복잡한 금속 부품을 필요로 하고 있습니다. 

이에 정밀 가공 전문기업 Wilting은 적층 제조(AM) 분야의 글로벌 선두주자 3D Systems와 협력해 고성능 금속 부품을 빠르게 생산하고 있습니다.

Wilting은 복잡한 반도체 부품의 설계 및 생산 과정에서 3D Systems의 금속 3D 프린팅 기술과 엔지니어링 컨설팅을 적극 활용해, 

기존 제조 방식 대비 성능과 신뢰성을 크게 향상시킨 부품을 개발했습니다. 

특히 매니폴드와 같은 유체 흐름 부품은 적층 제조를 통해 유체 교란력을 90% 줄이고, 무게는 최대 50%까지 경량화하는 성과를 달성했습니다.

핵심 협력 요소

1. 응용 설계 컨설팅

3D Systems의 애플리케이션 엔지니어와 협업하여, Wilting은 복잡한 부품을 더 빠르게 반복 설계하고 생산성을 확보할 수 있었습니다. 

이는 특히 반도체 장비의 제한된 공간 내에서 부피와 성능을 동시에 고려한 설계에 적합합니다.

2. 제작 및 품질 지원

3D Systems의 고객 혁신 센터를 통한 생산은 청정도 기준을 충족하며, 리소그래피 및 웨이퍼 처리에 적합한 금속 부품 제작을 가능하게 합니다. 

이는 클린룸 기반 반도체 제조 환경에 필수적인 요건입니다.

3. 금속 적층 제조 기술

Wilting은 자체적으로 DMP Flex 350 프린터를 도입하여 고품질 티타늄, 스테인리스강, 니켈합금 부품을 생산하고 있습니다. 

산소 함량 <25ppm의 불활성 분위기에서 정밀도를 높인 DMP 기술은 반도체 장비의 핵심 요구를 충족합니다.

4. 기술 이전 및 역량 내재화

3D Systems는 장비 운용, 설계, 지지구조 최적화, 후처리 등 전반적인 노하우를 Wilting에 전수했습니다.

이로써 Wilting은 생산성과 신뢰성을 동시에 확보하면서도, 신규 사업 개발을 위한 확장 기반을 갖추게 되었습니다.

금속3D프린터: DMP350 도입 효과

• 성능 향상: 유체 흐름 개선으로 진동 최소화 및 1~2nm의 정확도 향상
• 생산성 증대: 경량화 부품으로 더 많은 웨이퍼 처리, 시스템 속도 증가
• 비용 절감: 조립 공정을 줄여 제조 비용 및 오류 가능성 감소
• 출시 시간 단축: 검증된 설계와 기술 이전으로 개발 리드타임 단축

Wilting과 3D Systems의 협업 사례는 금속 적층 제조 기술이 단순한 시제품 제작을 넘어, 실제 생산성과 수율을 높일 수 있는 실용적 솔루션임을 입증합니다. 

복잡한 금속 부품의 정밀한 생산이 요구되는 반도체 산업에서, 적층 제조는 이제 선택이 아닌 필수 기술로 자리잡고 있습니다.

본 사례는 금속 3D프린팅 기술이 고도화된 산업 분야에 어떻게 실제 성능 개선을 가져올 수 있는지를 보여주는 훌륭한 참고 자료입니다. 

반도체, 항공, 방산 등 고정밀 부품이 필요한 산업에 AM 도입을 고민하고 있다면, Wilting과 3D Systems의 성공 사례를 주목해보시기 바랍니다.

 그 외에 금속 3D프린터 반도체 응용 분야

▲ DMP 유체 매니폴드는 액체로 인한 교란력을 90%까지 줄여 시스템 진동을 줄이고 정확도를 1~2nm까지 향상 시킵니다. 

▲ DMP가 구현한 적응형 냉각 채널과 표면 패턴은 이 DMP실리콘 웨이퍼 히트싱크 6x의 열관리를 개선하여 안정성을 5배 향상시켰습니다. 

▲ DMP 를 적용하여 무게를 50% 감소시키고, 관성을 줄였습니다. 강성을 높이면 공진주파수가 23%높아지고 진동이 감소하여 속도화 생산성이 향상됩니다.