中國粉體網訊 2025年5月13日,由中國粉體網與密友集團有限公司聯合主辦的“第四屆半導體行業用陶瓷材料技術大會”在江蘇昆山成功舉辦!大會期間,中國粉體網邀請到多位業內專家學者做客“對話”欄目,就先進陶瓷在半導體行業的應用與技術現狀及發展趨勢等進行了訪談交流。本期為您分享的是中國粉體網對博世先進陶瓷項目負責人聶品旭的專訪。
中國粉體網:請您簡要介紹一下博世集團及博世先進陶瓷。
聶品旭:博世集團是一家創新的技術及服務供應商,博世業務劃分為汽車與智能交通技術、工業技術、消費品以及能源與建筑技術4個業務領域。作為集團核心創新單元之一,博世先進陶瓷(Bosch Advanced Ceramics)成立于2016年,專注于陶瓷增材制造技術的研發與產業化應用,持有ISO9001國際質量體系認證。
博世先進陶瓷通過全球領先的光固化工藝,為全球客戶提供定制化系統解決方案,包括需求轉化,與客戶做深度協同進行設計優化與材料選型;工藝控制,我們可以實現最高±30μm尺寸精度;復雜結構陶瓷成型,突破傳統工藝限制,滿足半導體設備精密流道、多孔結構等特殊需求。
博世先進陶瓷目前已累計交付超10萬件精密陶瓷部件,服務領域涵蓋半導體、工業、能源及高端醫療器械。博世先進陶瓷致力于通過先進技術與穩定的產品質量推動陶瓷增材制造的規模化應用。
中國粉體網:相比其他的成型工藝,博世為何選擇了3D打印這一技術路線?
聶品旭:博世從2014年引入陶瓷3D打印技術,主要基于三個關鍵目的:首先是為了提前布局這一創新制造技術,傳統陶瓷工藝(如模具注塑)難以制造復雜結構,且模具改造成本高,而3D打印無需模具,能直接實現復雜設計,尤其適合小批量、高精度陶瓷需求; 其次該技術最初用于快速制作集團研發所需的精密陶瓷原型,可以將開發周期從幾個月縮短到幾周,并且這個過程中可以通過內部實踐,積累如打印參數、燒結工藝等核心技術和制造經驗;最后博世也希望使其從實驗室小批量走向產業化,為集團實現新的業務增長,為此博世先進陶瓷從2016年起投入工業化改造,攻克了批量陶瓷打印的不同技術環節,并且保障了陶瓷強度與產品精度,到2018年批量技術成熟后,才正式向全球不同行業開放批量生產服務。
用一句話總結:我們選擇3D打印,是因為它既能突破傳統工藝的限制,又能快速響應市場需求,這也正是精密制造未來的發展方向。
中國粉體網:博世在“3D打印助力半導體行業發展”方面進展如何?能生產供應哪些陶瓷產品?這些產品的優勢有哪些?
聶品旭:博世自2021年起為半導體設備開發3D打印陶瓷件,目前已實現三個主要突破:第一是與全球頭部設備廠商合作,優化了上百種關鍵陶瓷零件設計;其次是基于陶瓷打印的技術特點,博世有選擇地批量生產半導體設備所需的關鍵部件,這包括氣體噴嘴,裝配夾具,精密絕緣套管等,這些產品不僅滿足了客戶對于復雜結構陶瓷產品的精度要求,同時也實現產品在耐高溫,耐腐蝕和絕緣性等方面的應用性能。最后一個突破是幫助客戶在復雜陶瓷產品上實現快速設計迭代,成本優化與縮短交貨周期,并且在極端使用環境下保障陶瓷具有更可靠的質量,這些優勢都超越了傳統機加工陶瓷部件。總結來說,陶瓷打印不僅幫助半導體設備廠商實現了過去做不到的設計,同時也節約了費用和研發時間。
中國粉體網:3D打印技術制備半導體行業用陶瓷的主要挑戰有哪些?
聶品旭:博世在實踐中發現,要滿足半導體行業的需求,陶瓷打印首要的挑戰是轉變工程師的設計思維,傳統半導體陶瓷部件設計都是基于CNC機加工或模具成型,我們需要與用戶做深入的技術交流和方案優化,將3D打印思維設計(比如怎樣做空心結構)與實際應用需求結合起來;其次我們需要面對耗時的產品驗證流程,關鍵部件在實驗室驗證測試需要1-2個月,而如果進入生產環節可能要持續半年到一年;最后就是要突破陶瓷打印技術和燒結工藝天花板,在產品精度、更大尺寸、特殊陶瓷材料上持續增加研發,滿足更具挑戰的技術要求。
中國粉體網:除了3D打印,接下來貴公司在陶瓷領域是否還有新布局?
聶品旭:博世基于10年的增材制造技術積累和批量生產能力,未來將繼續深入布局全球化,增加在亞太地區的技術支持,為半導體設備客戶提供更近距離的服務,同時我們也會持續突破陶瓷增材技術的制造能力,包括擴展新的打印材料和服務范圍,提供包括陶瓷金屬鍍層,表面拋光等后處理增值服務,滿足不同領域的客戶個性需求,最后我們也希望能擴大陶瓷增材制造跨產業合作,開發不同領域的應用實例,讓陶瓷增材制造技術更加成熟、材料更加豐富,并且幫更多行業解決制造難題。
(中國粉體網/山川)
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