半导体 碳化硅(SiC) : G81钻孔加工

⚙️ 刀具寿命 - 延长11.5倍 | 📈 钻孔质量 - 提升4倍
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碳化硅（Silicon Carbide，SiC）G81钻孔加工：加工痛点



碳化硅（SiC, Silicon Carbide）因其高硬度和高耐磨性，是仅次于金刚石和碳化硼的硬质材料之一，其稳定的化学和机械性能以及耐高温和耐腐蚀特性使其成为第三代半导体材料中的佼佼者。

在半导体制造工艺中，碳化硅常用于制造关键零部件。然而，其高硬度特性为加工制造业带来了巨大的挑战。特别是针对复杂钻孔特征，如果无法有效控制切削阻力或提供良好的排屑机制，刀具磨损会大大加剧，甚至导致钻孔出现严重的脆裂边（edge-cracks），对于半导体制造中的高精度要求可能造成巨大影响。

 
 

☑️ 碳化硅（Silicon Carbide，SiC）G81钻孔加工：加工信息

 
    碳化硅（Silicon Carbide，SiC）G81钻孔加工：加工信息    
  材料   碳化硅（Silicon Carbide, SiC）
  特征   Φ1.9 x 4mm (盲孔)
  *径深比 2.1x
  超声波刀柄   HSKE40-R02-06
  超声波工法与参数   　     S 8,000rpm _ F 1mm/min _ 超声波功率 50%
  G73 (Q 0.02) 钻至1mm深, 再通过G81钻至4mm深
 
  *加工时间 : 约40秒/每孔
  刀具选用   #150 Φ1.9mm 中心出水电镀磨头

 
使用汉鼎HSKE40超声波模块辅助碳化硅SiC材料G81钻孔加工
(图1. 使用汉鼎HSKE40超声波模块辅助碳化硅SiC材料G81钻孔加工)



 

【汉鼎超声波】碳化硅（Silicon Carbide，SiC）G81钻孔加工：测试目标


测试汉鼎超声波辅助技术在碳化硅（SiC）G81盲孔钻孔加工中的效果，目标是在保证钻孔质量的前提下，大幅降低刀具磨损并延长其使用寿命。




 

【汉鼎超声波】碳化硅（Silicon Carbide，SiC）G81钻孔加工：加工结果

 

碳化硅（Silicon Carbide，SiC）G81钻孔加工：刀具寿命

汉鼎超声波辅助碳化硅SiC材料G81钻孔加工, 搭配中心出水磨头, 显著降低切削阻力和切削热, 有效减少刀具磨损
(图2. 汉鼎超声波辅助碳化硅SiC材料G81钻孔加工, 搭配中心出水磨头, 显著降低切削阻力和切削热, 有效减少刀具磨损)


使用汉鼎HSKE40超声波模块辅助碳化硅SiC材料G81钻孔加工, 刀具寿命延长11.5倍
(图3. 使用汉鼎HSKE40超声波模块辅助碳化硅SiC材料G81钻孔加工, 刀具寿命延长11.5倍)


*原始刀具商建议参数：S 8,000rpm _ F 1mm/min _ Q 0.02mm _ G83
  • 通过汉鼎超声波辅助加工，高频微振动切削机制降低了切削阻力，加工时刀具非连续接触工件，搭配中心出水设计，有效帮助排除切削热与陶瓷粉尘。
  • 在确保钻孔质量的前提下，刀具寿命相较无超声波加工提升至11.5倍。



 

碳化硅（Silicon Carbide，SiC）G81钻孔加工：钻孔质量

汉鼎超声波辅助碳化硅SiC材料G81钻孔加工, 中心出水磨头有效减轻刀具磨损, 保证钻孔质量
(图4. 汉鼎超声波辅助碳化硅SiC材料G81钻孔加工, 中心出水磨头有效减轻刀具磨损, 保证钻孔质量)


使用汉鼎HSKE40超声波模块辅助碳化硅SiC材料G81钻孔加工, 钻孔质量提升4倍
(图5. 使用汉鼎HSKE40超声波模块辅助碳化硅SiC材料G81钻孔加工, 钻孔质量提升4倍)

 
  • 超声波辅助切削技术结合中心出水磨头，可在G81加工工艺下顺利排除陶瓷粉尘，降低切削阻力与切削热，显著减少刀具磨损，并在多孔加工中持续保持稳定的钻孔质量，相较传统工艺提升至4倍。




 

【汉鼎超声波】碳化硅（Silicon Carbide，SiC）G81钻孔加工：超声波效益



⚙️ 刀具寿命 - 延长11.5倍
📈 钻孔质量 - 提升4倍

 

碳化硅（Silicon Carbide，SiC）G81钻孔加工：产业应用



碳化硅（Silicon Carbide，SiC）的钻孔特征广泛应用于半导体产业，尤其在一些半导体制造工艺中（如蚀刻、薄膜等），被用作晶圆代工关键零部件的材料，如SiC showerheads、SiC静电吸盘（ESC，E-Chuck，Electrostatic Chuck）、SiC晶圆座等。


碳化硅材料的莫氏硬度高达9，仅次于金刚石和碳化硼，具有极高的硬度和耐磨性，同时在化学和机械性能上非常稳定。其低能耗、高功率、耐高温、耐腐蚀和耐磨耗的特性，使其成为热门的第三代半导体材料之一。

在半导体制程中，碳化硅常被用作精密腔体内零部件的材料，如showerheads、基板和晶圆夹具等。由于半导体行业对产品质量和工艺稳定性要求极高，碳化硅零部件的钻孔质量直接影响生产的良率和稳定性，因此至关重要。


汉鼎智慧科技的超声波加工模块为这些新材料加工提供了创新的解决方案。通过汉鼎的超声波辅助加工技术，可以有效提升整体加工效率，同时保证钻孔质量，显著延长刀具寿命，帮助客户降低生产成本，创造更大价值。



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