半导体 石英玻璃(Quartz Glass) : 极坐标磨削加工

🕜 材料去除率 - 提升164倍
  • 加工困难点
  • 加工实际成效
  • 用途与产业应用
  • 回列表

石英玻璃(Quartz Glass)极坐标磨削加工：加工痛点



石英玻璃（Quartz Glass）具有极低的热膨胀系数和优异的耐高温特性，即使在温度剧烈变化的环境下也能保持材料稳定性。此外，石英玻璃具备极强的化学稳定性，是优良的耐酸材料，即便是高浓度酸性化学品，也不易被腐蚀。石英玻璃抗压强度高，同时也具备高硬度、易碎的特性。在半导体刻蚀工艺设备中，石英环用于固定晶圆，确保晶圆在进行干法/湿法刻蚀时能稳定吸附在静电吸盘（E-Chuck，Electrostatic Chuck）上。

在CNC工具机方面，四轴极坐标路径编程相较直角坐标更加复杂，导致CAM加工程序生成时间更长。同时在极坐标四轴磨削中，由于不同半径区域的线速度不同，切削速度存在变化，需要持续进行补偿调整，增加了数控程序的复杂度和运算时间。为了避免热裂纹与崩边，切削参数受限，难以提高加工速度，因此石英环的加工十分耗时。

 
 

☑️ 石英玻璃(Quartz Glass)极坐标磨削加工：加工信息

 
    石英玻璃(Quartz Glass)极坐标磨削加工：加工信息     
  材料   石英玻璃（Quartz Glass）
  特征 （极坐标）外圆侧磨
  超声波刀柄   　     HBT40-W01 砂轮刀柄
  刀具选用   #200 D80mm 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)极坐标磨削加工




----  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 HBT-40 超声波砂轮刀柄模块，辅助石英玻璃极坐标磨削加工
(图1. 使用汉鼎HBT-40超声波砂轮刀柄模块, 辅助石英玻璃极坐标磨削加工)


 

【汉鼎超声波】石英玻璃(Quartz Glass)极坐标磨削加工：测试目标


针对石英玻璃（Quartz Glass）的超声波辅助极坐标磨削加工测试，目标是在 CNC 四轴机台上，通过极坐标（Polar Coordinates）控制旋转工作台，并配合汉鼎开发的HBT-40超声波砂轮刀柄（使用金属结合剂金刚石砂轮），完成侧磨-粗加工，并在确保工件质量稳定的前提下，实现整体材料去除率的提升。




 

【汉鼎超声波】石英玻璃(Quartz Glass)极坐标磨削加工：加工结果

 

石英玻璃(Quartz Glass)极坐标磨削加工：材料去除率

使用汉鼎HBT-40超声波砂轮刀柄模块, 辅助石英玻璃极坐标磨削加工, 相较原工艺, 实现材料去除率大幅提升
(图2. 使用汉鼎HBT-40超声波砂轮刀柄模块, 辅助石英玻璃极坐标磨削加工, 相较原工艺, 实现材料去除率大幅提升)


使用汉鼎HBT-40超声波砂轮刀柄模块, 辅助石英玻璃极坐标磨削加工, 相较原工艺, 材料去除率提升164倍
(图3. 使用汉鼎HBT-40超声波砂轮刀柄模块, 辅助石英玻璃极坐标磨削加工, 相较原工艺, 材料去除率提升164倍)

 
  • 「极坐标」技术适用于涉及复杂几何形状及旋转运动的加工操作。通过极坐标控制 CNC 旋转工作台，使工件绕中心轴旋转，从而实现更高精度、高效率以及高材料去除率的加工表现。
  • 此外，结合超声波技术提供高频微振动，对工件产生间歇性冲击，增加砂轮冷却及排屑空间，显著降低磨削阻力。
  • 磨削阻力的降低使得切削参数具备提升空间，相较原有工艺，材料去除率实现了164倍的飞跃提升。




 

【汉鼎超声波】石英玻璃(Quartz Glass)极坐标磨削加工：超声波效益


（配备汉鼎HBT-40超声波砂轮刀柄）

🕜 材料去除率 - 提升164倍



📣 欢迎莅临【SEMICON Taiwan 2025 台湾国际半导体展】汉鼎展位Q5344，了解更多超声波加工产品！

石英玻璃(Quartz Glass)极坐标磨削加工：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。

在半导体刻蚀制程设备中，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！


💡 了解更多汉鼎超声波加工半导体先进材料应用案例

📣 欢迎莅临【SEMICON Taiwan 2025 台湾国际半导体展】汉鼎展位Q5344，了解更多超声波加工产品！