半导体 钠钙玻璃(Soda-Lime Glass) : 微钻孔加工

🕜 加工效率 - 提升9倍 | 📈 钻孔质量 - 出孔提升10倍,脆裂边减小至22µm
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钠钙玻璃(Soda-Lime Glass)微钻孔加工:加工痛点


钠钙玻璃是应用最广泛的玻璃种类,主要由二氧化硅(Silica)、碳酸钠(Soda)和石灰(Lime)组成。

尽管价格低廉且具备良好的回收特性,其高CTE和硬脆性特质为CNC加工中的微钻孔加工带来了较大难度。在加工过程中,切削阻力、推力和扭矩若控制不当,易造成大范围的脆裂边和次表面裂纹,直接影响工件质量及产品良率。


 
 

☑️ 钠钙玻璃(Soda-Lime Glass)微钻孔加工:加工信息

 
    钠钙玻璃(Soda-Lime Glass)微钻孔加工:加工信息          
  材料   钠钙玻璃(Soda-lime glass)
  特征   Φ0.3 x 1mm (通孔)
 
*径深比 3x
  加工工艺   微钻孔  
  超声波刀柄         HSKE40-R01-06
  机台转速   11,000 ~ 13,000 rpm
  刀具选用   Φ0.3mm - CVD钻头


 

钠钙玻璃微钻孔加工, 使用汉鼎HSK-E40超声波加工模组
(图1. 钠钙玻璃微钻孔加工, 使用汉鼎HSK-E40超声波加工模组)


汉鼎超声波技术辅助钠钙玻璃微钻孔加工
(图2. 汉鼎超声波技术辅助钠钙玻璃微钻孔加工)



 

【汉鼎超声波】钠钙玻璃(Soda-Lime Glass)微钻孔加工:测试目标


测试目标是通过HSK-E40超声波加工模组,在提升加工效率的同时,降低钻孔脆裂边尺寸。




 

【汉鼎超声波】钠钙玻璃(Soda-Lime Glass)微钻孔加工:加工结果

 

钠钙玻璃(Soda-Lime Glass)微钻孔加工:加工效率

使用汉鼎超声波辅助钠钙玻璃微钻孔加工, 加工效率提升9倍
(图3. 使用汉鼎超声波辅助钠钙玻璃微钻孔加工, 加工效率提升9倍)

 
  • 汉鼎超声波技术通过减少引导钻(Pilot Drilling)工序,并以直钻(Direct Drilling)取代传统啄钻(Peck Drilling),在加工效率方面实现了显著提升。


使用汉鼎超声波技术, 即使未使用引导钻, 脆裂边尺寸仍非常小
(图4. 使用汉鼎超声波技术, 即使未使用引导钻, 脆裂边尺寸仍非常小)

 
  • 在相同的机台转速(12,000 rpm)下,通过使用超声波加工技术,进给率提高至原参数的3倍,整体加工时间显著缩短,加工效率提升了9倍



 

钠钙玻璃(Soda-Lime Glass)微钻孔加工:钻孔质量

使用汉鼎超声波辅助钠钙玻璃微钻孔加工, 入孔处脆裂边尺寸减小3.7倍
(图5. 使用汉鼎超声波辅助钠钙玻璃微钻孔加工, 入孔处脆裂边尺寸减小3.7倍)


使用汉鼎超声波辅助钠钙玻璃微钻孔加工, 出孔处脆裂边尺寸减小10倍
(图6. 使用汉鼎超声波辅助钠钙玻璃微钻孔加工, 出孔处脆裂边尺寸减小10倍)


超声波的高频微振动有效降低切削阻力、推力及扭矩,脆裂边尺寸明显减小。测试结果显示:
  • 入孔处脆裂边尺寸减少3.7倍
  • 出孔处脆裂边尺寸减少10倍,达到22µm的卓越表现。


汉鼎超声波 vs. 无超声波:入孔处形貌对比
(图7. 汉鼎超声波 vs. 无超声波:入孔处形貌对比)


汉鼎超声波 vs. 无超声波:出孔处形貌对比
(图8. 汉鼎超声波 vs. 无超声波:出孔处形貌对比)




 

【汉鼎超声波】钠钙玻璃(Soda-Lime Glass)微钻孔加工:超声波效益


🕜 加工效率 - 提升9倍
📈 钻孔质量 - (出孔)提升10倍,脆裂边减小至22µm



 

钠钙玻璃(Soda-Lime Glass)微钻孔加工:产业应用


钠钙玻璃(Soda-Lime Glass)微孔特征广泛应用于半导体产业汽车产业,尤其是在半导体产业中需要运用TGV(Through Glass Via)技术的RF-MEMS开关以及图像传感器等产品中,还包括汽车产业的压力传感器、加速度传感器、陀螺仪等设备中。


钠钙玻璃(Soda-Lime Glass)在众多行业中具有多样化的应用,其价格相较其他玻璃种类(如硼硅酸盐玻璃Borosilicate Glass或光学玻璃Optical Glass)更加低廉且易于获取,同时具备独特的材料特性。

钠钙玻璃中所含的碳酸钠(Soda)和石灰(Lime)使其可以多次软化且在循环利用过程中不丧失材料质量,具备良好的回收特性。

然而,钠钙玻璃的高CTE(热膨胀系数)使其耐热冲击性能较差(Thermal Shock),温度剧烈变化时易破裂。其莫氏硬度约为6-7,虽不算特别高,但其硬脆性特性为CNC加工带来了挑战,尤其是微钻孔加工时若切削阻力、推力或扭矩控制不当,容易导致严重的脆裂边(Edge-cracks)和次表面裂纹(Subsurface Damage)。


汉鼎智慧科技的超声波加工模组为新材料加工带来了全新解决方案!汉鼎的超声波辅助加工技术大幅提升加工效率,减少整体加工时间,同时显著降低脆裂边尺寸。不仅满足客户的标准需求,更为客户创造多重价值!


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