半导体 石英玻璃(Quartz Glass) : (D80-砂轮刀柄)侧磨 - 粗磨加工

🕜 加工效率 - 提升2倍,材料去除率提升2倍 | 📈 工件质量 - 提升1.6倍 | ⚙️ 大幅减少砂轮磨损 - 维持加工稳定性
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石英玻璃(Quartz Glass) (D80-砂轮刀柄)侧磨 - 粗磨加工:加工痛点



石英玻璃(Quartz Glass),是一种成分仅含二氧化硅(SiO₂)的特种玻璃,又称为熔融石英(Fused Quartz)。热膨胀系数小,耐高温,即使在剧烈温差环境下,材料性能仍能保持稳定。化学特性安定,耐酸性优良,即使接触高浓度酸性化学药剂,也不易腐蚀。具高抗压强度与高硬度,同时具有易脆特性。

在半导体蚀刻制程设备中,石英环固定晶圆,确保其稳定吸附于静电吸盘上。但因石英玻璃的硬脆特性,侧磨加工时可能面临加工阻力过大,磨削过程中难以有效排屑,导致砂轮过早磨损,影响加工稳定性;工件表面质量差,脆裂边尺寸波动大,影响产品良率;砂轮寿命短,磨削阻力增加导致砂轮磨损加剧,加工成本升高。


 
 

☑️ 石英玻璃(Quartz Glass) (D80-砂轮刀柄)侧磨 - 粗磨加工:加工信息

 
    石英玻璃(Quartz Glass) (D80-砂轮刀柄)侧磨 - 粗磨加工:加工信息     
  材料   石英玻璃(Quartz Glass)
  特征   侧磨  切宽(Ae) 0.25mm _ 切深(Ap) 4mm
 
*加工距离 : 200mm
  加工参数   S 7,500rpm _ F 7,000mm/min _ 超声波功率 100%      
  超声波刀柄         HBT40-W01 砂轮刀柄
  刀具选用   #120 D80mm-T40mm 金属结合剂金刚石砂轮        



【全新产品:HBT40 超声波砂轮刀柄】石英玻璃 (Quartz Glass) 侧磨 - 粗磨加工




----  半导体产业加工升级的秘密武器  ----

🔹 适用于半导体先进材料的『粗、中加工』磨削制程
🔹 提升2至3倍的整体加工效率
🔹 提升3倍以上的材料去除率
🔹 大幅减少生产成本和能源消耗




产品规格
型号   HBT40-W01-2010               
工作频率              20 ~ 32 kHz   
最高转速   24,000 rpm
锁固形式   螺纹锁固
中心出水   70 bar

 

使用汉鼎新产品HBT-40超声波砂轮刀柄模组, 辅助石英玻璃侧磨-粗磨加工
(图1. 使用汉鼎新产品HBT-40超声波砂轮刀柄模组, 辅助石英玻璃侧磨-粗磨加工)



 

【汉鼎超声波】石英玻璃(Quartz Glass) (D80-砂轮刀柄)侧磨-粗磨加工:测试目标


针对石英玻璃(Quartz Glass)的超声波辅助磨削加工测试,目标是在CNC机台上,使用汉鼎研发的HBT-40超声波砂轮刀柄(搭配D80金属结合剂金刚石砂轮,完成侧磨-粗磨加工,同时在确保良好工件质量的前提下,提高加工效率延长砂轮使用寿命




 

【汉鼎超声波】石英玻璃(Quartz Glass) (D80-砂轮刀柄)侧磨-粗磨加工:加工结果

 

石英玻璃(Quartz Glass) (D80-砂轮刀柄)侧磨-粗磨加工:加工效率

使用汉鼎新产品HBT-40超声波砂轮刀柄模组, 辅助石英玻璃侧磨-粗磨加工, 在原始参数下开启超声波后, 工件质量得到改善
(图2. 使用汉鼎新产品HBT-40超声波砂轮刀柄模组, 辅助石英玻璃侧磨-粗磨加工, 在原始参数下开启超声波后, 工件质量得到改善)


使用汉鼎新产品HBT-40超声波砂轮刀柄模组, 辅助石英玻璃侧磨-粗磨加工, 进一步提升进给率, 在工件质量稳定的情况下, 将材料去除率提高2倍
(图3. 使用汉鼎新产品HBT-40超声波砂轮刀柄模组, 辅助石英玻璃侧磨-粗磨加工, 进一步提升进给率, 在工件质量稳定的情况下, 将材料去除率提高2倍)

 
  • 汉鼎超声波模组通过高频率微振动,帮助降低磨削阻力。使用汉鼎超声波后,工件质量显著改善(脆裂边尺寸平均减小)
  • 相较于原始推荐参数,进给率提高了2倍,加工时间缩短一半,在工件质量稳定的前提下,整体材料去除率(MRR,Material Removal Rate)提升了2倍


使用汉鼎新产品HBT-40超声波砂轮刀柄模组, 辅助石英玻璃侧磨-粗磨加工, 在工件质量稳定下, 可提升2倍整体加工效率
(图4. 使用汉鼎新产品HBT-40超声波砂轮刀柄模组, 辅助石英玻璃侧磨-粗磨加工, 在工件质量稳定下, 可提升2倍整体加工效率)



 

石英玻璃(Quartz Glass) (D80-砂轮刀柄)侧磨-粗磨加工:工件质量

使用汉鼎新产品HBT-40超声波砂轮刀柄模组, 辅助石英玻璃侧磨-粗磨加工, 相较于无超声波加工, 脆裂边尺寸更小且更一致
(图5. 使用汉鼎新产品HBT-40超声波砂轮刀柄模组, 辅助石英玻璃侧磨-粗磨加工, 相较于无超声波加工, 脆裂边尺寸更小且更一致)

 
  • 汉鼎超声波模组通过高频率微振动,有效降低磨削阻力
  • 加工效率提升2倍(F 7,000mm/min)的情况下,相较于无超声波加工(脆裂边尺寸忽大忽小),工件脆裂边尺寸更加稳定(超声波振幅输出稳定)
  • 测试结果显示,相同参数配置下,使用超声波加工,平均脆裂边尺寸相较无超声波缩小约1.6倍,侧磨工件质量显著提升。


使用汉鼎新产品HBT-40超声波砂轮刀柄模组, 辅助石英玻璃侧磨-粗磨加工, 有效减小平均脆裂边尺寸, 工件质量提升1.6倍
(图6. 使用汉鼎新产品HBT-40超声波砂轮刀柄模组, 辅助石英玻璃侧磨-粗磨加工, 有效减小平均脆裂边尺寸, 工件质量提升1.6倍)



 

石英玻璃(Quartz Glass) (D80-砂轮刀柄)侧磨-粗磨加工:刀具寿命

使用汉鼎新产品HBT-40超声波砂轮刀柄模组, 辅助石英玻璃侧磨-粗磨加工, 相较于无超声波加工, 有效减少砂轮磨损
(图7. 使用汉鼎新产品HBT-40超声波砂轮刀柄模组, 辅助石英玻璃侧磨-粗磨加工, 相较于无超声波加工, 有效减少砂轮磨损)

 
  • 汉鼎超声波模组通过高频率微振动,有效降低磨削阻力
  • 加工效率提升2倍(F 7,000mm/min)的情况下,工件质量稳定,加工完成后,砂轮金刚石未出现显著磨损
  • 相比之下,在相同参数下进行无超声波加工,砂轮金刚石大多已磨平或崩角,导致工件脆裂边尺寸忽大忽小,工件质量不稳定。




 

【汉鼎超声波】石英玻璃(Quartz Glass) (D80-砂轮刀柄)侧磨-粗磨加工:超声波效益


(配备汉鼎HBT-40超声波砂轮刀柄

🕜 加工效率 -
提升2倍材料去除率提升2倍
📈 工件质量 -
提升1.6倍
⚙️ 大幅减少砂轮磨损 - 维持加工稳定性


 

石英玻璃(Quartz Glass) (D80-砂轮刀柄)侧磨 - 粗磨加工:产业应用



石英玻璃(Quartz Glass)磨削特征广泛应用于半导体产业,用作石英环、聚焦环、覆盖环(Quartz /Focus/Cover Ring)等蚀刻制程设备零件。


石英玻璃(Quartz Glass),是一种成分仅含二氧化硅(SiO₂)的特种玻璃,又称为熔融石英(Fused Quartz)。热膨胀系数小,耐高温,即使在剧烈温差环境下,材料性能仍能保持稳定。化学特性安定,耐酸性优良,即使接触高浓度酸性化学药剂,也不易腐蚀。具高抗压强度与高硬度,同时具有易脆特性。

由于石英玻璃具有优异的光学透过性能,不仅限于可见光,从紫外线到红外线波段都表现出良好的透光性,使其成为光学产业中光学陀螺仪、棱镜、镜片等理想材料。此外,石英玻璃的耐热、耐酸及抗压特性也使其在半导体产业中广泛应用,例如石英清洗槽、扩散管、固定石英环等。

在半导体蚀刻制程设备中,石英环用于固定晶圆,确保晶圆在干/湿蚀刻时稳定吸附于静电吸盘(E-Chuck,Electrostatic Chuck)上。由于石英环与晶圆片高度接触,其内环表面粗糙度要求极高。表面粗糙度不佳可能导致晶圆在蚀刻制程中遭受过度腐蚀,严重影响产品良率。


汉鼎智慧科技推出的超声波辅助加工模组,为新材料加工提供了创新解决方案!搭配全新产品——超声波砂轮刀柄,不仅有效提升加工效率,缩短整体加工时间,还能在保证工件质量稳定的同时,延长砂轮使用寿命,降低整体生产成本。这不仅符合客户需求标准,更能为客户创造多重价值!



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