ECPR är en metod att “kopiera“ metallmönster i mikroskala. Metoden kan komma att revolutionera mönsterframställning på vissa typer av chip och för-ändra en hel bransch.
Förutom att idén, i en rad nationella affärs- och innovationstävlingar, prisats så har nu även marknaden i form av maskintillverkarna börjat visa intresse för metoden.
Bakom idén, som startade som ett ex-jobb i Lund men sedan i höstas drivs vidare vid KTH i Kista och inkubatorn Kista Innovation and Growth, står Patrik Möller, Mikael Fredenberg och Peter Wiwen-Nilsson, som tillsammans driver innovationsföretaget Replisaurus. 

Framställningen av chips (mikrokretsar) är en viktig byggsten för att kunna styra den elektronik och informationsutveckling vi ofta lever med och använder oss av i vardagen numera, t ex i mobiltelefoner och datorer.
Att framställa mikrochipen har hittills gjorts med hjälp av en fotolitografisk process, där mönstret via ljus och en fotomask, först framställs i ett polymerlager och efter tio delprocesser, slutligen etsas i ett underliggande metallager.
Men med Patrik Möllers, Mikael Fredenbergs och Peter Wiwen-Nilssons nyutvecklade metod, kallad ECPR, kan den traditionella tekniken nu vara på väg att förändras på ett dramatiskt sätt. Framställningstider på 1-2 timmar kan reduceras till bara ett par minuter. Sex delprocesser kan med ECPR också ersättas med en enda, samtidigt som repeterbarheten ökar och kassationen i produktionen minskar.
– Med vår metod ersätter vi sex maskiner med en enda. Investeringen i en typisk produktionslinje av i dag kan vi med den här tekniken därför minska från 150 till 50 miljoner kr, säger Patrik Möller, som är ECPR-idéns upphovsman.
Till skillnad från den litografiska metoden innebär ECPR-metoden att mönstret stämplas fast via en mall, “gjutform“, kallad Masterelektrod. Till skillnad från litografiprocessen där en engångsform görs i varje kopia kan ECPR-metoden användas gång på gång, ungefär som en kopieringsmaskin.

Tekniskt går det till så att Masterelektroden pressas mot det som ska mönstras, tex ett substrat eller en metallyta. Sedan läggs en spänning över två elektroder varvid metallen elektrokemiskt överförs enligt det önskade mönstret. Därefter separeras Masterelektroden från substratet/metallytan. Kvar blir den färdiga kopian.
ECPR-metodens tillblivelse är en följd av flera saker. Dels om praktiskt arbete hos ett chiptillverkande företag. Dels om en vilja att starta och driva företag. Dels om kunskap i elektrokemi och mikro-/nanoteknik. Kunskaper som Patrik Möller, Mikael Fredenberg och Peter-Wiwen Nilsson skaffat sig under åren som studenter i Lund när de läste till civilingenjörer.
Själva idén till ECPR fick Patrik när han befann sig i USA, där han och Peter var utbytesstudenter på Berkeley-universitetet år 2000.
– Idén fick jag när jag såg rent geomet-riskt hur man skulle kunna definiera ett mönster genom att pressa en yta mot en annan, säger Patrik Möller.
Väl hemkommen till Sverige och Lund sommaren 2001 startade de sedan ett examensprojekt kring tekniken. Samtidigt sökte de svenskt patent för att skydda idén.
– Vi tvekade inte att göra det. Vi kände nämligen att skulle vi få behålla någonting av det vi kommit på, var vi tvungna att söka skydd för vår idé, innan vi blev tvungna att samarbeta med allt för många, säger Patrik Möller.
Ex-jobbet fortsatte de sedan med i åtta, nio månader. Men det var inte förrän den absolut sista planerade dagen för ex-jobbet som de gjorde det verkliga genombrottet.
– Det var en sån där märklig händelse. Peter hade fått jobb på bank i London. Vi var därför tvungna att avsluta och skriva klart för att bli färdiga. Och det var då, efter att vi labbat en hel natt, som vi på morgon fick det att fungera, berättar Patrik Möller.
Visserligen var mönstret inte perfekt på något sätt, men poängen var att de funnit rätt inställningar för att transportera jonerna från den ena sidan till den andra, utan att det gav upphov till utfällningar, salter och andra problem, vilket var det svåra i det här projektet.
Upplösningen på de kretsar som är möjliga att åstadkomma i framtiden med ECPR-metoden går från mikrometer ner till nanometer.
– Med den tekniken vi har i dag klarar vi upplösningar ner till 5 mikrometer med god mönsterdefinition och repeterbarhet. Vilket är mindre än vad kapslingsmarknaden efterfrågar idag.
– Vi är också rätt övertygade om att den här tekniken även kommer att fungera på mindre strukturer än de vi arbetar med för tillfället. Exempelvis har vi själva gjort en masterelektrod ner till 70 nanometer bara för att testa gränserna, säger Patrik Möller.

ECPR-metoden är främst avsedd för olika avancerade typer av chip, tex sk flipchip, biochip, där man har behov av att bygga ytsnålt. Lämpliga applikationer för den här tekniken är därför bland annat högfrekventa kretsar och mikrovåg-kretsar som används i trådlösa kommunikationsystem, tex 3G, GSM, Bluetooth, W-LAN samt kretsar för PDA och optoelektronik.
Det beror på att kraven på minityrisering, strömsnålhet och prestanda i sådana här applikationer ofta är stor. Samtidigt är effektivisering och sänkta kostnader i produktionen viktiga för att kunna lansera nya produkter i stora volymer.
Nu är målet att kommersialisera idén innan man förfinar kretsarnas upplösning ytterligare.
Av bland annat det skälet flyttade man bolaget från Lund till Stockholm i våras och håller nu främst på att verifiera processen så att den ska fungera för skarpa industriella applikationer.
– I Lund är man väldigt duktiga på grundforskning inom nanoteknik, kanske världsledande. Men med hjälp av KTH har vi fått tillgång till deras halvledarlaboratorie i Kista, ett av de bästa i Sverige. Patrik är nämligen industridoktorand vid avdelningen Solid State Devices, KTH i Kista, med Mikael Östling som handledare. Vi har också fått hjälp med att utveckla det rent affärsmässiga kring idén, via bland annat affärscoachen Pär Hedberg på KIG (Kista Innovation and Growth).
Affärsidén handlar inte främst om att sälja nya maskiner, vilket man kanske skulle kunna tro.
– Det här är en konservativ bransch när det gäller utrustning. Det hänger samman med att det är enorma volymer och pengar som det handlar om. Att i det läget riskera någonting på grund av att man satsat på ett nytt litet teknikföretags nya lilla maskin, gör man helt enkelt inte, säger Patrik Möller och tillägger:
– Vår affärsidé bygger istället på att vi står för processkunnande, processparametrar och elektrokemin samt framställer och säljer Masterelektroderna. Därtill är tanken att vi ska samarbeta med maskinföretag med existerande system och bra varumärke som branschen har förtroende för.

Intresset för deras teknik har också varit stort. Förutom att de prisats i tex Venture Cup Öresund och SKAPA så har man även fått finansiellt stöd från såväl Innovation Skåne, Teknikbrostiftelsen, Nutek, Vinnova mfl.
Men framför allt visar nu de som verkligen avgör idéns och företagets framtid, nämligen maskintillverkarna och slutkunderna, dvs de som tillverkar chipen att även de är intresserade av Replisaurus revolutionerande idé med resultatet att man redan sålt ett första testprojekt till ett företag.
Och om allt löser sig tror de därför att de kommer ha sitt första system ute på marknaden om ungefär 18 månader, men för att överleva under den tiden krävs ca fem miljoner kronor i “riskvilligt“ kapital.
Lyckas man hela vägen fram är det sedan en mycket, mycket stor marknad som väntar.
– Vår nischmarknad förväntas omsätta ca fem miljarder amerikanska dollar år 2005. Tar man hela kapslingsmarknaden handlar det dock om väsentligt mycket större belopp, säger Patrik Möller och tillägger:
– Vi har vänner och motståndare på marknaden. Och vi vet att vissa företags maskiner inte kommer att behövas om vår metod får fäste på marknaden. För oss gäller det därför att hitta rätt partner.

PAB
Mer info: tel. 08-752 13 16, 070-77 21 01,
e-post: patrik.moller@replisaurus.com
Internet: www.replisaurus.com