随着半导体工艺节点从7纳米向2纳米、1纳米演进，半导体陶瓷零件的精度要求已趋近“零误差”。然而陶瓷材料固有的高硬度、脆性强、不导热等特性，使得其精密加工异常困难。陶瓷作为半导体设备核心材料，如光刻机、等离子刻蚀机、CVD/PVD部件，其精细加工成为制约行业发展的关键环节。本次分享聚焦半导体陶瓷零件加工的挑战与常见误区，这是因为在半导体、新能源需求爆发的当下，传统的加工思维往往成了制约良率提升的最大瓶颈。
图 拥有适合防静电表面电阻的陶瓷（源：京瓷）
1. 材料特性限制
陶瓷材料兼具“高硬度”与“高脆性”：莫氏硬度普遍大于9，接近金刚石，但受外力冲击或切削力波动时易产生裂纹、崩边；同时热导率较低，仅为金属的1/10~1/100，加工时热量不易散发，易导致局部温度骤升，引发应力集中与微裂纹。
图 氧化锆，复杂形状陶瓷结构（源：京瓷）
2. 精度与表面要求严苛
半导体陶瓷零件需满足微米级甚至纳米级精度，如流道槽宽±0.01mm、ESC凸点误差需控制在±1μm以内，表面粗糙度需达Ra 0.4以下，此外对平整度也有极高要求。传统金属加工的“尺寸超差”已无法满足需求，微裂纹、崩边等缺陷直接影响器件可靠性。
3. 效率与成本压力
材料硬脆性与低导热性导致加工耗时久、刀具磨损快。例如，单一磨削工艺加工流道盘单面孔需200小时，成本高昂；同时，专用设备研发、工艺优化投入大，中小企业难以承担。
1.将陶瓷视为”更硬的金属“
多数企业沿用金属加工思维，采用金属加工中心或通用磨床处理陶瓷，导致刀具磨损快（砂轮/金刚石磨棒寿命短）、尺寸误差大（±10μm以上）。例如，某客户用加工中心制作陶瓷运动部件，耗时170小时；经工艺优化后，仅需86小时，效率提升超50%。
陶瓷的去除率是非线性的，加工时需严格控制脆性断裂，否则极易产生微裂纹和应力。若将陶瓷视为“更硬的金属”，易导致严重后果。如将高速中心改磨陶瓷，会使主轴振动导致崩口；使用金属冷却液加工陶瓷，会导致电阻漂移，零件寿命减半。
图 碳化硅陶瓷（源：JFC）
2. “专用设备非必需”的投入忽视
部分企业认为“金属加工中心+防护”即可加工陶瓷，但陶瓷加工对机床刚性、刀具补偿、工艺参数要求截然不同。使用传统金属机床进行陶瓷加工，无法满足微进给和温控要求；主轴热漂移5-10μm即可导致零件报废。传统金属机床无法达到半导体设备所需的超高精度。例如，韩国某机床未做防护，半年内主轴研死；而专用磨床/激光设备通过刚性设计、实时补偿，可将误差控制在±2μm内。
3. “单一工艺包打天下”的局限
企业常试图用单一工艺或“万能机”（如磨削）完成所有加工，但复杂结构，如薄壁、深孔、微槽等，需多工艺协同。例如，0.3mm薄壁碳化硅件用刀具加工易崩裂，而电火花加工（EDM）因无应力可轻松实现。随着材料技术的进步，零件的加工质量和使用寿命也应不断提高。
图源：Industry Research
据IR报告，预计2026年全球半导体陶瓷消耗件市场规模为29.238亿美元，到2035年预计将达到47.832亿美元，复合年增长率为5.7%。从市场规模来看，中国半导体陶瓷制造与加工行业呈现出稳步增长态势。半导体陶瓷精细加工是材料、设备、工艺的系统工程。企业需突破“金属加工思维”，重视专用设备与多工艺协同，同时从“卖设备”转向“卖工艺”，才能在半导体国产化浪潮中抢占先机。
参考来源：（1）北京凝华科技有限公司；（2）网络公开资料整理。
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一、展会精彩内容
·展出范围
陶瓷器件及材料：MLCC、LTCC、HTCC、微波介质陶瓷、压电陶瓷、钛酸钡、碳酸钡、氧化钛、氧化铝、氧化锆、玻璃粉、氮化铝、LTCC介质陶瓷粉体、稀土氧化物、生瓷带等；
精密陶瓷：氧化锆、氧化铝、氮化铝、氮化硅、碳化硅、氧化钇、结构陶瓷、高温陶瓷、透明陶瓷、陶瓷微珠、新能源陶瓷、陶瓷轴承、陶瓷球、半导体陶瓷（搬运臂、陶瓷劈刀、静电卡盘、蚀刻环……）、3D打印陶瓷、燃料电池（SOFC）隔膜片、穿戴陶瓷、光纤陶瓷插芯、陶瓷套筒、CIM、生物陶瓷等。
陶瓷基板及封装外壳：陶瓷封装外壳、DPC、DBC、AMB、HTCC基板、LTCC基板、薄膜电路板、厚膜电路板、陶瓷封装基座、热沉、氧化铝、氮化铝、氮化硅、氧化铍、莫来石粉体及基板等；
金属材料：银粉、金粉、铜粉、镍粉、焊料（焊片、焊膏）、MLCC用内/外电极浆料、LTCC银浆、金浆、钨钼浆料、铜浆、靶材、无氧铜带、可伐合金、金属冲压件等；
助剂：陶瓷和导电浆料用分散剂、黏合剂、增塑剂、絮凝剂、矿化剂、消泡剂、润滑剂、烧结助剂等；
陶瓷加工设备：砂磨机、球磨机、真空脱泡机、三辊机、喷雾造粒机、干压机、流延机、注塑机、3D打印机、模具、干燥设备、研磨机、精雕机、裁片机、激光设备、打孔机、填孔机、丝网印刷机、叠层机、层压机、等静压机、热切机、整平机、排胶炉、烧结炉、钎焊设备、电镀设备、化学镀、喷银机、浸银机、端银机、真空镀膜设备、显影设备、去膜设备、蚀刻机、湿制程设备、等离子清洗、超声波清洗、自动化设备、剥离强度测试仪、AOI检测设备、打标机；
封装测试设备：贴片机、引线键合机、封盖机、平行缝焊封帽、切筋机、钎焊设备、激光调阻机、网络分析仪、热循环测试设备、测厚仪、氦气检漏仪、老化设备、外观检测、超声波扫描显微镜、X-光检测、激光打标、分选设备、测包编带机等；
耗材：离型膜、载带（塑料和纸质）、耐火材料、承烧板/匣钵（氧化铝、刚玉莫来石、氮化硼等）、承烧网、发泡胶、研磨耗材（金刚石微粉、研磨液）、精密网版、清洗剂、电镀药水等。
二、展位预订
李小姐：18823755657 （同微信）
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