Halbleiter Tieflochbohren von Aluminiumoxid (Al2O3) Keramik

🕜 Effizienz – halbe Bearbeitungszeit im Vergleich zum ursprünglichen Prozess | 📈 Qualität – konstant hoch | ⚙️ Werkzeug Lebensdauer – 5-fach länger
  • Schwierigkeiten im Verarbeitungsprozess
  • Vorteile des Ultraschall-Bearbeitens
  • Industrielle Anwendung
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Was macht Aluminiumoxid (Al2O3) Keramik schwer zu bearbeiten?



Aluminiumoxid (Alumina, Al₂O₃), auch bekannt als Alumina, ist bekannt für seine gute Härte und Festigkeit, Verschleißfestigkeit usw. Im Allgemeinen gilt: Je höher die Reinheit, desto robuster sind die chemischen und elektrischen Eigenschaften.

Dieses Material besitzt zahlreiche hervorragende mechanische und chemische Eigenschaften, die eine breite Palette industrieller Anwendungen ermöglichen. Beispielsweise machen seine hohe chemische Beständigkeit und thermische Stabilität es ideal für Schlüsselkomponenten in der Halbleiterverarbeitung, Wafer-Chucks sowie CMP-Platten.

Die größten Schwierigkeiten bei der Bearbeitung von Aluminiumoxid liegen in den Materialeigenschaften der hohen Härte und Sprödigkeit. Schlechte Lochqualität, einschließlich großer Randrisse und Suboberflächenschäden, sind während des Bearbeitungsprozesses zu ernsthaften Herausforderungen geworden.

Besonders beim Tieflochbohren von Aluminiumoxid-Keramik war die Schneidkraft bei der konventionellen CNC-Bearbeitung zu schwer zu kontrollieren, was zur Entstehung konischer Löcher führte. Wenn der erforderliche Lochabstand extrem klein war, z. B. 0,2 mm in diesem Fall, konnte die Schneidkraft während des Tieflochbohrprozesses zu erheblichen Rissen an der Lochwand führen.

 
 

☑️ Tieflochbohren von Aluminiumoxid (Al2O3) Keramik: Bearbeitungsinformationen

 
    Tieflochbohren von Aluminiumoxid (Al2O3) Keramik: Bearbeitungsinformationen
  Material   99,7% Aluminiumoxid (Al2O3) Keramik
  Merkmale (Abmessungen)    Φ2 x 21mm (Durchgangslöcher)_Dicke des Lochabstands ca. 0,2 mm
   *Seitenverhältnis 10,5:1
  Prozess   Tieflochbohren  
  Werkzeughalter Ultraschall       HSKE40-R02-06
  Drehzahl   6.000 ~ 8.000min-1

 
HIT-Ultraschall-unterstützte Bearbeitung beim Tieflochbohren eines Aluminiumoxid-Keramik-Werkstücks
(Bild 1. HIT-Ultraschall-unterstützte Bearbeitung beim Tieflochbohren eines Aluminiumoxid-Keramik-Werkstücks)


HSK-E40-Ultraschall-Werkzeughalter wurde beim Tieflochbohren von Aluminiumoxid-Keramik eingesetzt
(Bild 2. HSK-E40-Ultraschall-Werkzeughalter wurde beim Tieflochbohren von Aluminiumoxid-Keramik eingesetzt)



 

HITs Ziel beim Tieflochbohren von Aluminiumoxid (Al2O3) Keramik


Ziel ist es, die Vorteile der HIT-Ultraschall-unterstützten Bearbeitung beim Tieflochbohren mit sehr kleinem Lochabstand (0,2 mm) von Aluminiumoxid zu untersuchen.




 

Ergebnisse des Ultraschallunterstützten Tieflochbohren von Aluminiumoxid (Al2O3) Keramik

 

Tieflochbohren von Aluminiumoxid (Al2O3) Keramik: Bearbeitungseffizienz

Die Bearbeitungszeit wurde mit HIT-Ultraschall beim Tieflochbohren von Aluminiumoxid auf die Hälfte der ursprünglichen Zeit reduziert

(Bild 3. Die Bearbeitungszeit wurde mit HIT-Ultraschall beim Tieflochbohren von Aluminiumoxid auf die Hälfte der ursprünglichen Zeit reduziert)

 
  • (Bei gleicher Vorschubgeschwindigkeit) konnte mit HIT-Ultraschall die Q-Tiefe (Bochstoßtiefe) auf das 1,5-Fache gegenüber der Bearbeitung ohne Ultraschall erhöht werden (von 0,08 mm auf 0,2 mm).
  • Die Bearbeitungszeit konnte somit auf nur die Hälfte der Zeit ohne Ultraschall reduziert werden – ohne erkennbaren Einfluss auf die Bohrlochqualität.



 

Tieflochbohren von Aluminiumoxid (Al2O3) Keramik: Lochqualität

Der Bohrlochdurchmesser blieb trotz höherer Bearbeitungseffizienz bei der HIT-Ultraschall-unterstützten Tieflochbohrung von Aluminiumoxid konstant erhalten
(Bild 4. Der Bohrlochdurchmesser blieb trotz höherer Bearbeitungseffizienz bei der HIT-Ultraschall-unterstützten Tieflochbohrung von Aluminiumoxid konstant erhalten)


Der Lochabstand (Pitch) wurde trotz höherer Bearbeitungseffizienz bei der HIT-Ultraschall-unterstützten Tieflochbohrung von Aluminiumoxid einwandfrei eingehalten, ohne konische Bohrungen

(Bild 5. Der Lochabstand (Pitch) wurde trotz höherer Bearbeitungseffizienz bei der HIT-Ultraschall-unterstützten Tieflochbohrung von Aluminiumoxid einwandfrei eingehalten, ohne konische Bohrungen)

 
  • Mit HIT-Ultraschall wurde die Bearbeitungseffizienz erhöht (von Q = 0,08 mm auf Q = 0,2 mm), ohne erkennbare Auswirkungen auf die Bohrlochqualität.
  • Durch die Ultraschall-unterstützte Bearbeitungstechnologie wurde die Schneidkraft reduziert, wodurch die Entstehung konischer Bohrungen verhindert werden konnte.



 

Tieflochbohren von Aluminiumoxid (Al2O3) Keramik: Werkzeug Lebensdauer

Vergleich des Werkzeugverschleißzustands zwischen Q = 0,08 mm und Q = 0,2 mm bei HIT-Ultraschall-unterstütztem Tieflochbohren von Aluminiumoxid
(Bild 6. Vergleich des Werkzeugverschleißzustands zwischen Q = 0,08 mm und Q = 0,2 mm bei HIT-Ultraschall-unterstütztem Tieflochbohren von Aluminiumoxid)


Die Werkzeugstandzeit wurde mit HIT-Ultraschall beim Tieflochbohren von Aluminiumoxid um das 5-Fache verbessert
(Bild 7. Die Werkzeugstandzeit wurde mit HIT-Ultraschall beim Tieflochbohren von Aluminiumoxid um das 5-Fache verbessert)

 
  • Als Q von 0,08 mm auf 0,2 mm erhöht wurde, konnte das Werkzeug ohne Ultraschall nur 5 Löcher bohren, bevor es brach.
  • Mit HIT-Ultraschall gab es keine sichtbaren Unterschiede im Werkzeugverschleiß nach der Q-Erhöhung, und das Werkzeug konnte bis zu 25 Löcher bohren.




 

Errungenschaften der HIT-Ultraschall Bearbeitungs Technologie im Tieflochbohren von Aluminiumoxid (Al2O3) Keramik



🕜 Effizienz – halbe Bearbeitungszeit im Vergleich zum ursprünglichen Prozess
📈 Qualität – konstant hoch
⚙️ Werkzeug Lebensdauer – 5-fach länger
 

Tieflochbohren von Aluminiumoxid (Al2O3) Keramik: Branchenanwendung



Das Tieflochbohren von Aluminiumoxid (Al₂O₃)-Keramik findet häufig Anwendung in der Halbleiterindustrie, insbesondere für Keramikdüsen, die im Wafer-Fertigungsprozess zur gleichmäßigen Verteilung chemischer Gase oder Flüssigkeiten eingesetzt werden.


Dieser Werkstoff verfügt über zahlreiche exzellente mechanische und chemische Eigenschaften, die ihn für eine Vielzahl industrieller Anwendungen geeignet machen. Beispielsweise machen ihn seine hervorragende chemische Beständigkeit und thermische Stabilität zu einem idealen Material für zentrale Komponenten in der Halbleiterfertigung, Wafer-Chucks sowie CMP-Platten.

Die größten Schwierigkeiten bei der Bearbeitung von Aluminiumoxid (Alumina, Al₂O₃) liegen in den Materialeigenschaften der hohen Härte und Sprödigkeit. Schlechte Lochqualität, einschließlich großer Randrisse und Suboberflächenschäden, sind während des Bearbeitungsprozesses zu ernsthaften Herausforderungen geworden.


Da kam das Ultraschall Bearbeitungs Modul von HIT zur Hilfe! HIT bietet eine umfassende Lösung zur Bearbeitung von Hochleistungsmaterialien. Mit Unterstützung der HIT-Ultraschall Bearbeitungs Technologie mussten sich die Kunden keine Sorgen mehr über schlechte Werkstückqualität machen, während sie versuchten, die Bearbeitungszeit zu verkürzen. Sowohl die Bearbeitungseffizienz als auch die Stabilität der Werkzeugstandzeit können erheblich verbessert werden. HIT versichert seinen Kunden nicht nur, ihre Anforderungen zu erfüllen, sondern auch noch bessere Ergebnisse zu erzielen!




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