半导体 氧化铝(Al2O3)陶瓷 : G81微钻孔加工

🕜 加工效率 - 提升10倍 | 📈 钻孔品质 - 稳定 | ⚙️ 刀具寿命 - 延长5倍
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氧化铝（Aluminum Oxide，Al2O3）陶瓷G81微钻孔加工：加工痛点



氧化铝陶瓷因其卓越的耐化学性和热稳定性，被广泛应用于半导体制程中作为关键制程零件的材料。然而，氧化铝陶瓷的高硬脆性特质为加工者带来了极大的挑战，尤其是在深孔薄壁特征加工中。如果无法适当控制钻削时的推力（thrust force）和扭矩（torque），容易造成边缘脆裂（edge-cracks）和次表面裂纹（subsurface damages）。

 
 

☑️ 氧化铝（Aluminum Oxide，Al2O3）陶瓷G81微钻孔加工：加工信息

 
    氧化铝（Aluminum Oxide，Al2O3）陶瓷G81微钻孔加工：加工信息         
  材料   氧化铝陶瓷（Aluminum Oxide, Al2O3）
  特征   Φ0.5 x 3mm (盲孔)
  *径深比 6x
  超声波刀柄   HSKE40-R01-06  
  超声波工法与参数   　     S 10,000rpm_超声波功率 10%
  G83钻至0.6mm深 (F 8mm/min), 再由G81钻至3mm深 (F 10mm/min)

  *加工时间 : 30秒 /每孔
  刀具选用   Union UDCMX 2050-050 Φ0.5 x 5mm CVD两刃钻头

 
汉鼎HSKE40超声波模组辅助氧化铝陶瓷G81微钻孔加工的入孔品质
(图1. 汉鼎HSKE40超声波模组辅助氧化铝陶瓷G81微钻孔加工的入孔品质)



 

【汉鼎超声波】氧化铝（Aluminum Oxide，Al2O3）陶瓷G81微钻孔加工：测试目标


测试目标是通过超声波辅助技术，在G81微钻孔（盲孔）加工中，确保钻孔品质的前提下，提升加工效率并延长刀具寿命。




 

【汉鼎超声波】氧化铝（Aluminum Oxide，Al2O3）陶瓷G81微钻孔加工：加工结果

 

氧化铝（Aluminum Oxide，Al2O3）陶瓷G81微钻孔加工：加工效率

使用汉鼎HSK-E40超声波模组辅助氧化铝陶瓷G81微钻孔加工, 加工效率提升10倍
(图2. 使用汉鼎HSK-E40超声波模组辅助氧化铝陶瓷G81微钻孔加工, 加工效率提升10倍)


*原始刀具商建议参数：S 10,000rpm_F 3mm/min_Q 0.1mm_G83
  • 通过使用汉鼎超声波辅助加工，高频率微振动有效降低了切削阻力。
  • 加工工法调整为以G81为主，并同时提升进给率（从F 3mm/min提升至F 8mm/min，再提升至F 10mm/min）。在确保钻孔品质的前提下，加工时间从原先每孔300秒缩短至每孔30秒，加工效率提升10倍。



 

氧化铝（Aluminum Oxide，Al2O3）陶瓷G81微钻孔加工：刀具寿命

汉鼎超声波辅助氧化铝陶瓷G81微钻孔加工, 有效排屑并降低切削阻力, 显著减少刀具磨损
(图3. 汉鼎超声波辅助氧化铝陶瓷G81微钻孔加工, 有效排屑并降低切削阻力, 显著减少刀具磨损)


使用汉鼎HSK-E40超声波模组辅助氧化铝陶瓷G81微钻孔加工, 刀具寿命可延长5倍以上
(图4. 使用汉鼎HSK-E40超声波模组辅助氧化铝陶瓷G81微钻孔加工, 刀具寿命可延长5倍以上)

 
  • 超声波辅助切削机制使刀具在G81加工中能够顺利排除切屑（陶瓷粉尘）。
  • 在相同参数下，无超声波时，刀具加工至第2孔后即断裂；而使用汉鼎超声波辅助加工时，刀具可在完成第10孔后仍继续使用，刀具寿命延长超过5倍。




 

【汉鼎超声波】氧化铝（Aluminum Oxide，Al2O3）陶瓷G81微钻孔加工：超声波效益


🕜 加工效率 - 提升10倍
📈 钻孔品质 - 稳定
⚙️ 刀具寿命 - 延长5倍

 

氧化铝（Aluminum Oxide，Al2O3）陶瓷G81微钻孔加工：产业应用



氧化铝陶瓷（Aluminum Oxide，Al2O3）微钻孔特征广泛应用于半导体产业，特别是在一些特殊制程（如蚀刻、薄膜等）中，作为关键零组件的材料，例如氧化铝陶瓷静电吸盘（ESC，E-chuck，ceramic Electrostatic Chuck）。


氧化铝陶瓷的卓越耐化学性和热稳定性，使其广泛用于半导体制程中（如蚀刻、薄膜等），成为陶瓷静电吸盘、陶瓷showerheads、陶瓷CEL、陶瓷喷嘴和喷头等关键制程零件的理想材料。

其中，陶瓷showerheads是半导体制程中的关键组件，主要用于蚀刻和薄膜制程，通过将反应气体或流体均匀分布到晶圆表面，其钻孔品质对维持高良率晶圆产品至关重要。


汉鼎智慧科技的超声波加工模组为新材料加工提供了全新的解决方案。汉鼎的超声波辅助加工技术显著提升了加工效率，缩短整体加工时间，同时在确保工件质量的前提下延长刀具寿命，从而降低客户的生产成本。不仅满足客户的高标准需求，还为客户创造了多重价值。



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