激光器巨頭Coherent推出新陶瓷3D打印技術(shù)，邁入半導(dǎo)體熱管理系統(tǒng)領(lǐng)域

2023年8月11日，南極熊獲悉，美國專業(yè)激光器制造商Coherent公司宣稱開發(fā)出一種新的陶瓷3D打印制造工藝，取代現(xiàn)有的注射成型工藝，對下一代半導(dǎo)體設(shè)備市場以及芯片封裝具有特別的潛力。

△Coherent公司的注射陶瓷部件

南極熊猜測，Coherent很有可能利用自己的激光器技術(shù)優(yōu)勢，實現(xiàn)直接激光燒結(jié)陶瓷粉末材料，實現(xiàn)陶瓷3D打印。

陶瓷3D打印新玩家

2022年，總部位于賓夕法尼亞州薩克森堡光學(xué)和光子產(chǎn)品設(shè)計商和制造商Lumentum宣布以 57 億美元的交易收購總部位于加利福尼亞州圣克拉拉光學(xué)開發(fā)商Coherent 。合并后的公司現(xiàn)在以Coherent的名稱運營。在被收購之前，Coherent公司早前就已經(jīng)收購了德國公司OR Laser，這就是為什么圣克拉拉的Coherent公司成為了現(xiàn)已停產(chǎn)的Coherent Creator金屬粉末床熔融（PBF）打印機(jī)的制造商。

雖然目前我們尚不清楚Creator在新陶瓷工藝的開發(fā)中是否有所貢獻(xiàn)，但如果將材料開發(fā)視為長期、更有價值的用途，而不是僅僅作為3D打印OEM業(yè)務(wù)的一部分，那將會非常有趣。無論如何，這樣的背景再加上Coherent公司規(guī)模之大，意味著很可能在相對較小的陶瓷3D打印制造市場中取得優(yōu)勢。

△已停產(chǎn)的Coherent Creator金屬打印機(jī)

美國3D打印半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)版圖

關(guān)于陶瓷增材制造工藝的成功開發(fā)，Coherent工程材料和激光光學(xué)業(yè)務(wù)部高級副總裁Steve Rummel表示：“陶瓷3D打印制造使組件變得更輕且具有全新的幾何形狀，這正是下一代半導(dǎo)體設(shè)備設(shè)計所需。迄今為止，與傳統(tǒng)模制陶瓷部件相比，這些部件的質(zhì)量和精度較低。通過這一創(chuàng)新突破，我們的客戶將能夠獲得雙重好處。我們正在迅速行動，在加利福尼亞州特曼庫拉建立新的陶瓷增材制造生產(chǎn)線。此外，我們還與客戶合作制定了戰(zhàn)略路線圖，以擴(kuò)展增材制造能力，從陶瓷材料擴(kuò)展至更廣泛的材料，包括金屬。”

Coherent公司專有的增材制造工藝生產(chǎn)的陶瓷組件可實現(xiàn) 高達(dá)365 GPa 的彈性模量和 290 MPa 的彎曲強(qiáng)度，是各種半導(dǎo)體設(shè)備的理想選擇，包括光刻、沉積和蝕刻；也是具有集成冷卻通道的高級封裝組件以及 CPU 和 GPU 等高性能計算機(jī)處理器的絕佳解決方案。

△半導(dǎo)體3D打印封裝部件示意

將3D打印技術(shù)納入美國的半導(dǎo)體供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)中，將至關(guān)重要，因為半導(dǎo)體行業(yè)的規(guī)模比增材制造行業(yè)大很多倍。除了規(guī)模問題（如封裝）外，將3D打印技術(shù)應(yīng)用于制造和修復(fù)半導(dǎo)體生產(chǎn)中所使用的高價值機(jī)器和通用硬件，具有同等重要性。

最令人感興趣的或許是Coherent公司與它的客戶為3D打印制造活動制定的“戰(zhàn)略路線圖”。鑒于其客戶主要是半導(dǎo)體公司，這表明增材制造確實正在融入美國芯片供應(yīng)鏈未來發(fā)展的結(jié)構(gòu)中。

展會現(xiàn)場報道Coherent

2019年11月19日，目前全球規(guī)模最大的3D打印專業(yè)展會FORMNEXT在德國法蘭克福舉行，全球超800家3D打印廠商參展，中國展商超70家。為了滿足中國數(shù)十萬熊友對全球3D打印發(fā)展最新情況的了解，南極熊作為FORMNEXT2019中國戰(zhàn)略合作專業(yè)媒體，在展會現(xiàn)場進(jìn)行報道。

△Coherent的展位

在展會現(xiàn)場，南極熊看到了世界領(lǐng)先的激光器及相關(guān)電子產(chǎn)品生產(chǎn)商Coherent的展位，隨著金屬切割應(yīng)用中的高功率光纖激光器在幾個終端市場需求的日益增長，Coherent公司預(yù)見到了金屬3D打印巨大的應(yīng)用潛力，Coherent通過收購德國O.R.Lasertechnologie (OR Laser)的方式進(jìn)入金屬3D打印領(lǐng)域，OR Laser在金屬3D打印設(shè)備的研發(fā)和銷售領(lǐng)域有著豐富的經(jīng)驗積累，對OR Laser的收購將有效地加速Coherent公司的產(chǎn)品研發(fā)流程，提高他們?yōu)榭蛻籼峁┒ㄖ苹�產(chǎn)品及服務(wù)的能力。

△ Coherent展位

△多款Coherent 展示設(shè)備

在本次展會現(xiàn)場，Coherent 還展示了其開發(fā)的金屬3D打印機(jī)CREATOR，CREATOR是一款小巧的3D金屬打印機(jī)，具有寬敞的工作室，非常適合包括牙科組件，工具，模具制造和粉末開發(fā)研究在內(nèi)的廣泛應(yīng)用。

△Coherent CREATOR3D金屬打印機(jī)

Coherent CREATOR 3D金屬打印機(jī)提供了無與倫比的易用性，經(jīng)濟(jì)性和速度，可用于制造原型和短期生產(chǎn)組件。該系統(tǒng)的價格大大低于傳統(tǒng)的3D金屬印刷機(jī)，可以使用多種粉末金屬合金（例如不銹鋼，鈦，鋁，鈷鉻合金，黃銅和青銅）快速創(chuàng)建零件。

△金屬3D打印樣件

該系統(tǒng)為廣泛的應(yīng)用提供了理想的解決方案，包括：

• 牙科組件
• 工裝
• 模具制作
• 粉末開發(fā)研究
  

oherent CREATOR 3D金屬打印機(jī)提供了激光增材制造的所有優(yōu)勢。該系統(tǒng)可以輕松，快速地生產(chǎn)幾乎所有可以想到的幾何形狀的零件，即使是那些使用傳統(tǒng)制造技術(shù)無法獲得的零件，也都不需要額外的工具。

該系統(tǒng)利用具有創(chuàng)新涂層概念的構(gòu)造室，可實現(xiàn)加速和平穩(wěn)的操作，與市場上的其他系統(tǒng)相比，可將制造速度提高30％。核心是具有高光束質(zhì)量和出色性能穩(wěn)定性的250 W光纖激光器。這提供了一致的工藝條件，并有助于以高空間分辨率和高組件密度生產(chǎn)零件。

此外，CREATOR可直接從您的CAD文件工作，并使用其自己的內(nèi)部3D打印模塊與隨附的APP SUITE CAD / CAM軟件集成。CREATOR提供了無與倫比的速度，零件質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)性和易用性的組合。它是一個獨立的系統(tǒng)，可以輕松地集成到各種環(huán)境中，并可供設(shè)計人員，工程師和生產(chǎn)線人員使用。

Coherent其他參展設(shè)備和3D打印樣件欣賞：

△Coherent的展位