2026年7月24日，新都先进陶瓷公司（Sinto Advanced Ceramics Europe GmbH）（）开发了一种多功能3D打印陶瓷部件，可改进并简化半导体制造工艺。这家总部位于德国的陶瓷 3D 打印专家原名为博世先进陶瓷公司，在2025年末被日本新都城集团收购，扩大了在功能陶瓷增材制造方面的能力，同时保留了在伊门施塔特的业务和专业知识。最新开发的陶瓷部件是一款集成真空通道的光学保护盖，充分利用了氧化锆陶瓷的材料特性以及陶瓷增材制造的设计自由度来实现这一目标。
光学系统，例如激光光学器件、检测工具和光学测量系统，在半导体制造中扮演着至关重要的角色。然而，它们也容易受到污染，这会影响其在生产过程中的稳定性和精度。为了最大限度地降低光学系统中颗粒污染的风险，半导体制造商通常会采用防护装置、空气吹扫、抽吸系统或真空解决方案等方法，或将这些方法结合起来使用。虽然这些措施有效，但它们会增加半导体制造流程的复杂性，并占用通常空间有限的工厂环境中的宝贵空间。
因此， Sinto Advanced Ceramics Europe致力于开发更精简的解决方案。最终成果是一款 3D 打印的光学保护盖，真空导向功能直接集成在结构中。正如Sinto公司所说：“我们不再通过多个组件来实现保护功能和真空导向功能，而是将这两个功能集成到了一个部件中。”
保护盖外观看似简单，但内部结构却包含一系列集成通道，这些通道能够形成定向真空，从而防止颗粒物进入敏感的光学系统。新都先进陶瓷公司解释道：“因此，保护盖成为整个系统的重要组成部分。它不仅能屏蔽光学元件免受外部影响，还能积极维护激光光学元件周围的洁净环境。”此外，陶瓷部件还集成了安装和紧固功能，方便用户进行安装。除了利用增材制造（AM）的设计自由度在紧凑的保护盖尺寸（20 x 20 x 12 mm）内集成精确的通道外，新都先进陶瓷公司在选择氧化锆作为零件制造材料方面也颇具战略意义。
具体而言，Sinto公司采用了钇强化氧化锆，这种材料兼具高强度、高断裂韧性以及长期耐化学性和稳定性。这些特性非常适合控制零件本身产生的颗粒。也就是说，虽然某些材料会随着时间的推移而磨损和降解，成为污染源，但像氧化锆这样的工程陶瓷却具有极高的耐磨性。
总体而言，本应用案例展示了陶瓷SLA和氧化锆等工程陶瓷如何助力半导体制造等高要求行业生产高性能、高功能组件。通过将真空通道等设计特性直接集成到保护盖的结构中，新都先进陶瓷公司将以往需要多个系统才能实现的功能整合到单个组件中。此外，陶瓷增材制造技术还能够快速进行设计变更，以适应不同的通道布局或其他光学系统尺寸，而无需额外的模具。
正如Sinto公司所说：“在半导体制造领域，工艺稳定性、污染控制和安装空间都是至关重要的因素，这种方法为设计工程师提供了宝贵的全新自由度。因此，光学保护盖不仅仅是一个保护组件。它展示了如何将技术陶瓷和增材制造相结合，从而实现功能、几何形状和材料性能的协调一致，进而为先进的工业应用制造高度集成的组件。”
来源：南极熊
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