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陶瓷打印,高效攻克半导体陶瓷制造难题!—访博世先进陶瓷项目负责人聂品旭
331 2025-05-20

中国粉体网讯  2025年5月13日,由中国粉体网与密友集团有限公司联合主办的“第四届半导体行业用陶瓷材料技术大会”在江苏昆山成功举办!大会期间,中国粉体网邀请到多位业内专家学者做客“对话”栏目,就先进陶瓷在半导体行业的应用与技术现状及发展趋势等进行了访谈交流。本期为您分享的是中国粉体网对博世先进陶瓷项目负责人聂品旭的专访。




中国粉体网:请您简要介绍一下博世集团及博世先进陶瓷。


聂品旭:博世集团是一家创新的技术及服务供应商,博世业务划分为汽车与智能交通技术、工业技术、消费品以及能源与建筑技术4个业务领域。作为集团核心创新单元之一,博世先进陶瓷(Bosch Advanced Ceramics)成立于2016年,专注于陶瓷增材制造技术的研发与产业化应用,持有ISO9001国际质量体系认证。


博世先进陶瓷通过全球领先的光固化工艺,为全球客户提供定制化系统解决方案,包括需求转化,与客户做深度协同进行设计优化与材料选型;工艺控制,我们可以实现最高±30μm尺寸精度;复杂结构陶瓷成型,突破传统工艺限制,满足半导体设备精密流道、多孔结构等特殊需求。


博世先进陶瓷目前已累计交付超10万件精密陶瓷部件,服务领域涵盖半导体、工业、能源及高端医疗器械。博世先进陶瓷致力于通过先进技术与稳定的产品质量推动陶瓷增材制造的规模化应用。


中国粉体网:相比其他的成型工艺,博世为何选择了3D打印这一技术路线?


聂品旭:博世从2014年引入陶瓷3D打印技术,主要基于三个关键目的:首先是为了提前布局这一创新制造技术,传统陶瓷工艺(如模具注塑)难以制造复杂结构,且模具改造成本高,而3D打印无需模具,能直接实现复杂设计,尤其适合小批量、高精度陶瓷需求; 其次该技术最初用于快速制作集团研发所需的精密陶瓷原型,可以将开发周期从几个月缩短到几周,并且这个过程中可以通过内部实践,积累如打印参数、烧结工艺等核心技术和制造经验;最后博世也希望使其从实验室小批量走向产业化,为集团实现新的业务增长,为此博世先进陶瓷从2016年起投入工业化改造,攻克了批量陶瓷打印的不同技术环节,并且保障了陶瓷强度与产品精度,到2018年批量技术成熟后,才正式向全球不同行业开放批量生产服务。


用一句话总结:我们选择3D打印,是因为它既能突破传统工艺的限制,又能快速响应市场需求,这也正是精密制造未来的发展方向。


中国粉体网:博世在“3D打印助力半导体行业发展”方面进展如何?能生产供应哪些陶瓷产品?这些产品的优势有哪些?


聂品旭:博世自2021年起为半导体设备开发3D打印陶瓷件,目前已实现三个主要突破:第一是与全球头部设备厂商合作,优化了上百种关键陶瓷零件设计;其次是基于陶瓷打印的技术特点,博世有选择地批量生产半导体设备所需的关键部件,这包括气体喷嘴,装配夹具,精密绝缘套管等,这些产品不仅满足了客户对于复杂结构陶瓷产品的精度要求,同时也实现产品在耐高温,耐腐蚀和绝缘性等方面的应用性能。最后一个突破是帮助客户在复杂陶瓷产品上实现快速设计迭代,成本优化与缩短交货周期,并且在极端使用环境下保障陶瓷具有更可靠的质量,这些优势都超越了传统机加工陶瓷部件。总结来说,陶瓷打印不仅帮助半导体设备厂商实现了过去做不到的设计,同时也节约了费用和研发时间。


中国粉体网:3D打印技术制备半导体行业用陶瓷的主要挑战有哪些?


聂品旭:博世在实践中发现,要满足半导体行业的需求,陶瓷打印首要的挑战是转变工程师的设计思维,传统半导体陶瓷部件设计都是基于CNC机加工或模具成型,我们需要与用户做深入的技术交流和方案优化,将3D打印思维设计(比如怎样做空心结构)与实际应用需求结合起来;其次我们需要面对耗时的产品验证流程,关键部件在实验室验证测试需要1-2个月,而如果进入生产环节可能要持续半年到一年;最后就是要突破陶瓷打印技术和烧结工艺天花板,在产品精度、更大尺寸、特殊陶瓷材料上持续增加研发,满足更具挑战的技术要求。


中国粉体网:除了3D打印,接下来贵公司在陶瓷领域是否还有新布局?


聂品旭:博世基于10年的增材制造技术积累和批量生产能力,未来将继续深入布局全球化,增加在亚太地区的技术支持,为半导体设备客户提供更近距离的服务,同时我们也会持续突破陶瓷增材技术的制造能力,包括扩展新的打印材料和服务范围,提供包括陶瓷金属镀层,表面抛光等后处理增值服务,满足不同领域的客户个性需求,最后我们也希望能扩大陶瓷增材制造跨产业合作,开发不同领域的应用实例,让陶瓷增材制造技术更加成熟、材料更加丰富,并且帮更多行业解决制造难题。


(中国粉体网/山川)

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