激光器巨頭Coherent推出新陶瓷3D打印技術，邁入半導體熱管理系統(tǒng)領域

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，對下一代半導體設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優(yōu)勢，實現(xiàn)直接激光燒結陶瓷粉末材料，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和光子產(chǎn)品設計商和制造商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，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

美國3D打印半導體結構版圖

關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業(yè)務部高級副總裁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，這正是下一代半導體設備設計所需。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，以擴展增材制造能力，從陶瓷材料擴展至更廣泛的材料，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365 GPa 的彈性模量和 290 MPa 的彎曲強度，是各種半導體設備的理想選擇，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 等高性能計算機處理器的絕佳解決方案。

△半導體3D打印封裝部件示意

將3D打印技術納入美國的半導體供應鏈結構中，將至關重要，因為半導體行業(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打印技術應用于制造和修復半導體生產(chǎn)中所使用的高價值機器和通用硬件，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體公司，這表明增材制造確實正在融入美國芯片供應鏈未來發(fā)展的結構中。

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)場進行報道。

△Coherent的展位

在展會現(xiàn)場，南極熊看到了世界領先的激光器及相關電子產(chǎn)品生產(chǎn)商Coherent的展位，隨著金屬切割應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公司預見到了金屬3D打印巨大的應用潛力，Coherent通過收購德國O.R.Lasertechnologie (OR Laser)的方式進入金屬3D打印領域，OR Laser在金屬3D打印設備的研發(fā)和銷售領域有著豐富的經(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)品及服務的能力。

△ Coherent展位

△多款Coherent 展示設備

在本次展會現(xiàn)場，Coherent 還展示了其開發(fā)的金屬3D打印機CREATOR，CREATOR是一款小巧的3D金屬打印機，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)的廣泛應用。

△Coherent CREATOR3D金屬打印機

Coherent CREATOR 3D金屬打印機提供了無與倫比的易用性，經(jīng)濟性和速度，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，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，并可供設計人員，工程師和生產(chǎn)線人員使用。

Coherent其他參展設備和3D打印樣件欣賞：

△Coherent的展位