Réduire le coût de possession : Le nickel pur d'EOS Nickel NiCP pour les applications de semi-conducteurs avancés

13 mai 2025 | Temps de lecture : 5 min

Les ingénieurs et les spécialistes de la fabrication d'équipements semi-conducteurs sont soumis à une pression constante pour maximiser le débit des plaquettes tout en maintenant une précision de l'ordre du nanomètre dans des environnements chimiquement agressifs. Les composants critiques de ces systèmes nécessitent des matériaux qui offrent une résistance exceptionnelle à la corrosion sans compromettre les performances ou le temps de fonctionnement du système.

Selon une étude industrielle publiée en 2024, la corrosion dans les environnements de fabrication de semi-conducteurs est responsable de plus de 50 % des défaillances des dispositifs microélectroniques, ce qui a un impact considérable sur l'efficacité et la fiabilité de la production.

EOS s'associe à des fournisseurs mondiaux de premier plan pour relever ces défis en proposant une innovation matérielle : EOS Nickel NiCP, un alliage de nickel commercialement pur avec une pureté minimale de 99,0 %. Ce matériau de fabrication additiveFAFA) transforme la façon dont les fabricants de semi-conducteurs abordent la conception et la production de composants, en éliminant les limites traditionnelles du placage protecteur tout en améliorant la longévité des composants.

Répondre aux exigences de la fabrication de semi-conducteurs

La production de semi-conducteurs s'effectue avec une précision extrême. Le contrôle de la température dans les plages de milliKelvin est essentiel, car même des fluctuations thermiques mineures peuvent avoir un impact sur les processus à l'échelle du nanomètre. En outre, les environnements chimiquement agressifs de l'industrie posent des problèmes de corrosion importants pour les composants critiques.

Traditionnellement, les fabricants s'appuient sur le nickelage chimique pour protéger les composants des chambres contre l'environnement chimique hostile des chambres à plasma. Bien qu'efficace, cette approche présente des limites : Tout d'abord, la couche de protection a une durée de vie limitée, ce qui entraîne une augmentation du remplacement des consommables et des temps d'arrêt du système. En outre, les processus de placage peuvent générer des déchets dangereux, notamment des métaux lourds et des produits chimiques toxiques.

Certains gaz couramment utilisés dans la fabrication des semi-conducteurs faisant l'objet de restrictions importantes, les alternatives durables aux matériaux traditionnels seront de plus en plus importantes. Les industries de l'UE se fixent pour objectif de représenter 20 % de la production mondiale d'ici à 2030, tandis que la loi américaine sur le contrôle des substances toxiques (Toxic Substances Control Act) réglemente les restrictions sur les substances utilisées dans la fabrication. Dans la région APAC, des acteurs majeurs comme la Chine, Singapour, le Japon et Hong Kong ont annoncé leur intention de mettre en œuvre des informations obligatoires sur le climat, alignées soit sur la Task Force on Climate-Related Financial Disclosures, soit sur l'International Sustainable Standards Board.

EOS Nickel NiCP : l'excellence en matière de nickel pur grâce à la fabrication additive

Le NiCP d'EOS Nickel représente une solution révolutionnaire pour relever ces défis. Avec une pureté de nickel minimale de 99,0 %, ce matériau répond aux exigences de composition chimique des normes ASTM B162 et SAE AMS5553, garantissant une constance et une fiabilité exceptionnelles pour les applications les plus exigeantes.

L'approvisionnement en billettes de nickel pur par des méthodes conventionnelles peut s'avérer difficile et coûteux, ce qui limite son accessibilité pour la fabrication de produits de haute performance. La véritable innovation d'EOS Nickel NiCP réside dans la façon dont il transforme cette limitation. Plutôt que d'appliquer un placage protecteur sur les composants, les fabricants peuvent désormais construire des pièces entièrement à partir de nickel commercialement pur grâce à la technologie FA . Cette approche élimine la nécessité de recourir à des procédés de placage problématiques pour l'environnement, tout en prolongeant la durée de vie des composants et en améliorant leurs performances.

Principaux avantages du nickel NiCP d'EOS pour les applications dans le domaine des semi-conducteurs

Résistance accrue à la corrosion : D'une pureté exceptionnelle, le NiCP offre une résistance remarquable aux environnements corrosifs, ce qui a un impact direct sur la durée de vie des consommables. Il est donc idéal pour les composants des chambres à semi-conducteurs et les équipements de traitement chimique.
Maximiser le temps de fonctionnement du système : Les composants fabriqués avec du NiCP peuvent offrir une durée de vie opérationnelle plus longue que les pièces plaquées traditionnelles. Cela permet de maximiser la disponibilité des équipements et d'augmenter le rendement global de la fabrication des plaquettes, ce qui a un impact direct sur les résultats des fabricants.
Optimisation de la conception : FA with NiCP permet de créer des solutions de gestion thermique optimisées grâce à des canaux internes complexes et des géométries innovantes impossibles à réaliser avec les méthodes de fabrication conventionnelles. Ces conceptions peuvent améliorer de manière significative la dissipation de la chaleur, la vitesse du système et la précision.
Réduction de l'impact sur l'environnement : En éliminant le besoin de procédés de galvanoplastie, le NiCP offre une approche de fabrication plus propre et plus durable qui réduit la production de déchets dangereux tout en maintenant ou en améliorant les performances des composants.
Caractéristiques de faible contrainte : Le NiCP présente des contraintes résiduelles très faibles, avec des pièces qui peuvent souvent être utilisées dans l'état où elles ont été construites.
Options de fabrication polyvalentes : Le matériau a été minutieusement testé sur les systèmes d'impression 3D industriels d'EOS, notamment les M 290 et M 400-4. Les paramètres de 80 μm sur le M 400-4 permettent des taux de construction exceptionnellement élevés pour l'efficacité de la production.

Au-delà des semi-conducteurs : La polyvalence dans tous les secteurs d'activité

Bien qu'il soit particulièrement adapté aux applications dans le domaine des semi-conducteurs, les propriétés exceptionnelles d'EOS Nickel NiCP en font un matériau précieux pour de nombreuses autres industries. Son excellente résistance à la corrosion et sa grande pureté en font un matériau idéal pour les équipements de traitement chimique et diverses applications nécessitant une exposition à des environnements caustiques.

La grande ductilité du matériau, associée à une bonne résistance à la corrosion, ouvre des possibilités pour les pièces qui doivent résister à la fois aux contraintes mécaniques et à l'exposition aux produits chimiques - une exigence courante dans les environnements industriels de pointe.

Transformer la fabrication grâce à l'innovation des matériaux

EOS Nickel NiCP illustre la façon dont les matériaux avancés combinés à l'FA peuvent résoudre des problèmes industriels de longue date. En permettant la production directe de composants en nickel pur avec des conceptions optimisées, EOS aide les fabricants de semi-conducteurs à améliorer les performances, à réduire l'impact sur l'environnement et, en fin de compte, à accroître la productivité.

Pour les industries où la pureté des matériaux, la résistance à la corrosion et la précision sont des exigences non négociables, EOS Nickel NiCP offre une solution avant-gardiste qui répond aux limites actuelles de la fabrication tout en ouvrant de nouvelles possibilités pour la conception et la performance des composants.

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Alliages de nickel

Les caractéristiques de ce matériau le rendent idéal pour une large gamme d'applications, par exemple dans les turbines à gaz pour les industries aérospatiales et énergétiques, l'industrie de transformation, le pétrole et le gaz, la construction navale.

EOS M 290

De taille moyenne et polyvalent, c'est le standard de l'industrie pour les pièces métalliques imprimées en 3D : La conception robuste du système et le puissant laser à fibre de 400 watts offrent des performances élevées et fiables, jour après jour.