Halbleiter Mikrokanal-Trochoidales Schleifen von Quarzglas

🕜 Bearbeitungseffizienz - Weniger Fertigungsschritte | 📈 Werkstückqualität - 2-mal besser | ⚙️ Werkzeug Lebensdauer - Besseres Ausspülen von partikeln
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Was macht Quarzglas schwer zu bearbeiten?



Quarzglas weist eine hohe Druckfestigkeit auf, zeigt jedoch auch hohe Härte und Sprödigkeit. Defekte auf der Oberfläche können sich ernsthaft auf die Gesamtfestigkeit des Materials auswirken.

Die Vermeidung von Randrissen an den Mikrofluidischen Vorrichtungen ist entscheidend, da dies zu turbulenten Strömungen im Mikrofluidsystem führen kann. Daher muss es in der Regel einen Ätzprozess durchlaufen, um Randrisse nachzubearbeiten. Je größer die Risse sind, desto mehr Zeit und Energie werden benötigt, um die Randrisse während des Ätzens zu entfernen.



 
 

☑️ Mikrokanal-Trochoidales Schleifen von Quarzglas: Bearbeitungsinformationen

 
    Mikrokanal-Trochoidales Schleifen von Quarzglas: Bearbeitungsinformationen     
  Material   Quarzglas
  Merkmale (Abmessungen)   Breite 1,5mm_Länge 15mm_Mikrokanal
  Prozess   Trochoidales Schleifen  
  Werkzeughalter Ultraschall           HSKE40-R02-06
  Bearbeitungsparameter     S 30.000min-1; F 500mm/min; Axiale Schnitttiefe (Ap) 0,5mm
  Werkzeug   #400 & #800 Φ1mm Galvanisch gebundenes Diamant-Schleifwerkzeug


 

Das HIT HSK-E40 Ultraschall-Bearbeitungsmodul wurde beim Mikrokanal-Trochoidalen Schleifen von Quarzglas verwendet
(Bild 1. Das HIT HSK-E40 Ultraschall-Bearbeitungsmodul wurde beim Mikrokanal-Trochoidalen Schleifen von Quarzglas verwendet)


Die HIT Ultraschall-unterstützte Bearbeitung von Mikrokanal-Trochoidalem Schleifen von Quarzglas bei der Herstellung von Mikrofluidischen Vorrichtungen
(Bild 2. Die HIT Ultraschall-unterstützte Bearbeitung von Mikrokanal-Trochoidalem Schleifen von Quarzglas bei der Herstellung von Mikrofluidischen Vorrichtungen)



 

HITs Ziel beim Mikrokanal-Trochoidales Schleifen von Quarzglas


Durch die Unterstützung der Ultraschall-unterstützten Bearbeitungstechnologie von HIT ist das Ziel, die Größe der Randrisse um die Mikrokanäle beim Schleifen von Quarzglas zu reduzieren.




 

Ergebnisse des Ultraschallunterstützten Mikrokanal-Trochoidales Schleifen von Quarzglas

 

Mikrokanal-Trochoidales Schleifen von Quarzglas: Werkstückqualität

HIT Ultraschall-unterstütztes Mikrokanal-Trochoidales Schleifen von Quarzglas half, die maximale Größe der Randrisse (um das 1-fache und 2-fache kleiner) zu reduzieren, indem jeweils Schleifwerkzeuge der Körnungen #400 und #800 verwendet wurden
(Bild 3. HIT Ultraschall-unterstütztes Mikrokanal-Trochoidales Schleifen von Quarzglas half, die maximale Größe der Randrisse (um das 1-fache und 2-fache kleiner) zu reduzieren, indem jeweils Schleifwerkzeuge der Körnungen #400 und #800 verwendet wurden)

 
  • Der ursprüngliche Prozess erforderte den Einsatz von Schleifwerkzeugen der Körnungen #200, #400 und #800 von der Grob- bis zur Feinbearbeitung. Mit HIT Ultraschall kann die Anforderung des Kunden an die Werkstückqualität allein durch Verwendung des #800 Schleifwerkzeugs erreicht werden.
  • Mit HIT Ultraschall half die hochfrequente Mikrovibration, die Schleifkräfte zu reduzieren. (Unter denselben Bearbeitungsparametern) Die maximale Größe der Randrisse war um das 1-fache kleiner (von 0,182 mm auf 0,094 mm), als ohne Ultraschall, durch Verwendung des #400 Schleifwerkzeugs. 
  • (Unter denselben Bearbeitungsparametern) Die maximale Größe der Randrisse kann sogar kleiner sein (bis zu 0,059 mm), indem das #800 Schleifwerkzeug mit HIT Ultraschall verwendet wird, während der Bearbeitungsprozess ohne Ultraschall aufgrund von Werkzeugbruch am ersten Schlitz fehlschlug.



HIT Ultraschall-unterstütztes Mikrokanal-Trochoidales Schleifen von Quarzglas half, die maximale Größe der Randrisse zu reduzieren, was zu einer 2-fachen Verbesserung der Werkstückqualität führte
(Bild 4. HIT Ultraschall-unterstütztes Mikrokanal-Trochoidales Schleifen von Quarzglas half, die maximale Größe der Randrisse zu reduzieren, was zu einer 2-fachen Verbesserung der Werkstückqualität führte)



 

Mikrokanal-Trochoidales Schleifen von Quarzglas: Werkzeug Lebensdauer

Die Ultraschall-unterstützte Bearbeitung von Mikrokanal-Trochoidalem Schleifen von Quarzglas durch HIT ermöglichte ein Besseres Ausspülen von Partikeln, wodurch verhindert wurde, dass sich Materialablagerungen am Werkzeug ansammelten
(Bild 5. Die Ultraschall-unterstützte Bearbeitung von Mikrokanal-Trochoidalem Schleifen von Quarzglas durch HIT ermöglichte ein Besseres Ausspülen von Partikeln, wodurch verhindert wurde, dass sich Materialablagerungen am Werkzeug ansammelten)

 
  • Mit HIT Ultraschall hob sich das Werkzeug kontinuierlich vom Werkstück ab, was einen einfacheren Zufluss von Schneidflüssigkeit ermöglichte. Das Bessere Ausspülen von Partikeln verhinderte die Ansammlung von Materialrückständen am Werkzeug. Dies half dabei, den Werkzeugverschleiß zu reduzieren und die Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück zu verringern, was zur Kontrolle und Reduzierung der Schleifkräfte beitrug.
  • (Unter denselben Bearbeitungsparametern) Ohne Ultraschall war das Werkzeug ständig in Kontakt mit dem Werkstück, was das Spülen der Partikel erschwerte. Es kam zu massiven Materialablagerungen sowohl an der Seite als auch am Boden des Werkzeugs. Dies schwächte die Schleiffähigkeit des Werkzeugs und führte zu einem Anstieg der Schleifkräfte. Dies beeinträchtigte nicht nur die Werkstückqualität, sondern führte auch zu ernsthaften Werkzeugverschleiß.




 

Errungenschaften der HIT-Ultraschall Bearbeitungs Technologie



🕜 Bearbeitungseffizienz - Weniger Fertigungsschritte
📈 Werkstückqualität -
2-mal besser
⚙️ Werkzeug Lebensdauer - Besseres Ausspülen von partikeln


 

Mikrokanal-Trochoidales Schleifen von Quarzglas: Branchenanwendung



Mikrokanal-Trochoidales Schleifen von Quarzglas wird in der Halbleiter-, Elektronik- und Biomedizin industrie angewendet, insbesondere für Mikrofluidische Vorrichtungen.


Quarzglas weist eine hervorragende elektrische Isolationseigenschaft auf und ist unempfindlich gegenüber Angriffen durch alle Arten von Säuren, auch in sehr hoher Konzentration, mit Ausnahme von Flusssäure. Das Material besitzt eine hohe Druckfestigkeit, zeigt jedoch auch hohe Härte und Sprödigkeit. Defekte auf der Oberfläche können sich ernsthaft auf die Gesamtfestigkeit des Materials auswirken.

Mikrofluidische Vorrichtungen sind darauf spezialisiert, Gase und Flüssigkeiten in einem Netzwerk von Mikrokanälen zu steuern, zu verteilen und zu manipulieren. Sie helfen, den Energieverbrauch durch geringe Probenvorbereitung zu senken, die Prozesszeit für Reaktionen und Analysen zu verkürzen und die Präzision und Flexibilität von Experimenten in der Halbleiterfertigung zu verbessern.

Aufgrund der hohen Härte und Sprödigkeit von Quarzglas besteht beim Trochoidalen Schleifen von Quarzglas das Risiko von massiven Absplitterungen und Randrissen entlang der Mikrokanäle. Die Vermeidung von Randrissen am Produkt ist entscheidend, da dies zu turbulenten Strömungen im Mikrofluidsystem führen kann. Daher muss es in der Regel einen Ätzprozess durchlaufen, um Randrisse nachzubearbeiten. Je größer die Risse sind, desto mehr Zeit wird benötigt, um die Randrisse während des Ätzens zu entfernen.


In dieser Situation kam Ultraschall Bearbeitungs Modul von HIT zur Hilfe! HIT bietet eine umfassende Lösung für die Bearbeitung von Hochleistungswerkstoffen. Mit Hilfe der Ultraschall Bearbeitungs Technologie von HIT hörten die Kunden auf, sich Sorgen um die schlechte Werkstückqualität zu machen, während sie versuchten, die Prozesszeit zu verkürzen. Die Bearbeitungseffizienz kann erheblich gesteigert werden, während gleichzeitig die Werkstückqualität und die Stabilität der Werkzeugstandzeit verbessert werden. HIT versichert seinen Kunden nicht nur, ihre Anforderungen zu erfüllen, sondern auch noch bessere Ergebnisse zu erzielen!




💡 Einführung in die HIT-Ultraschallbearbeitung von Hochleistungswerkstoffen