半導体産業 Al2O3セラミックの微細穴あけ加工

🕜 加工効率 - 40%アップ | 📈 品質 - 85%アップ | ⚙️ 工具寿命 - 改善されました
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なぜアルミナ（Al2O3）セラミックの加工が難しいのか？


アルミナ（Al2O3）セラミックは、その優れた硬度、強度、耐摩耗性などで知られています。一般的に、純度が高いほど、化学的および電気的な性能がより強固になります。

この材料は優れた機械的および化学的特性を有しており、幅広い産業用途が可能です。たとえば、その優れた化学耐性と熱安定性により、半導体加工、ウェハチャック、CMPプレートなどの重要なコンポーネントに理想的です。

Al2O3 セラミックを加工する上での主な困難は、その高い硬度と脆さにあります。加工プロセス中に大量のエッジクラックやサブサーフェスダメージを含む劣った穴の品質が深刻な課題となっています。
 

 

☑️ アルミナ（Al2O3）セラミックの微細穴あけ加工の加工情報

 

 

  アルミナ（Al2O3）セラミックの微細穴あけ加工の加工情報   

  材料

  アルミナ（Al2O3）セラミック

  特徴

  Φ0.5 x 2.5mm (貫通穴)
  *アスペクト比 5倍

  加工

  微細穴あけ加工  

  超音波ツールホルダ       

  HSKE40-R02-06

  回転速度

  11,000 ~ 13,000 rpm

  工具

  Φ0.5mm - CVD ダイヤモンドコーティングドリル

 

HSK-E40超音波ツールホルダがアルミナ（Al2O3）セラミックの微細穴あけ加工に使用されました
(図1. HSK-E40超音波ツールホルダがアルミナ（Al2O3）セラミックの微細穴あけ加工に使用されました)


アルミナ（Al2O3）セラミックのワークピースとHSK-E40超音波ツールホルダ、加工後
(図2. アルミナ（Al2O3）セラミックのワークピースとHSK-E40超音波ツールホルダ、加工後)


 

Al2O3セラミックの微細穴あけ加工におけるHITの目標


目標は、加工効率を向上させる一方で、微細穴の品質（特に出口穴）を向上させ、工具寿命の安定性を維持することです。




 

超音波加工Al2O3セラミックの微細穴あけ加工の結果

 

Al2O3セラミックの微細穴あけ加工：加工効率

アルミナ（Al2O3）セラミックの微細穴あけ加工におけるHIT超音波と非超音波の加工パラメータの比較

(図3. アルミナ（Al2O3）セラミックの微細穴あけ加工におけるHIT超音波と非超音波の加工パラメータの比較)

 

  • （同じ回転あたりの送り）回転速度を7,000rpmから12,000rpmに上げることで、送り速度も1.2mm/minから2mm/minに向上します。これにより、加工効率が40%向上しました。

  • HIT超音波により、高周波の微振動が切削力を減少させました。切削力が大きいために出口穴周辺でのドリリングプロセスを遅くする必要がなくなりました。その結果、HITの超音波支援加工により、全体のプロセスの時間を節約するのに役立ちました。

 


アルミナ（Al2O3）セラミックの微細穴あけ加工において、HIT超音波により加工効率が40%向上しました

(図4. アルミナ（Al2O3）セラミックの微細穴あけ加工において、HIT超音波により加工効率が40%向上しました)


 

Al2O3セラミックの微細穴あけ加工：穴の品質

アルミナ（Al2O3）セラミックの微細穴あけ加工において、HIT超音波と非超音波の出口穴品質の比較

(図5. アルミナ（Al2O3）セラミックの微細穴あけ加工において、HIT超音波と非超音波の出口穴品質の比較)

 

  • HIT超音波により、高周波の微振動が切削力を減少させました。特に出口穴をドリルする際、低い切削力によりエッジクラックの寸法が85%減少しました（238.5µmから35.5µmへ）。

  • 通常のCNC加工では、切削力が非常に強く制御が難しいことがあります。これにより、ツールとワークピースの間での強い圧搾が発生し、ドリリングホール周りに大量のエッジクラックが発生する可能性があります。

 


アルミナ（Al2O3）セラミックの微細穴あけ加工において、HIT超音波によりエッジクラックの寸法が大幅に85%削減され、穴の品質が向上しました

(図6. アルミナ（Al2O3）セラミックの微細穴あけ加工において、HIT超音波によりエッジクラックの寸法が大幅に85%削減され、穴の品質が向上しました)


 

HIT超音波加工技術の成果


🕜 加工効率 - 40%アップ
📈 品質 - 85%アップ
⚙️ 工具寿命 - 改善されました

アルミナ（Al2O3）セラミックの微細穴あけ加工：産業応用


アルミナ（Al2O3）セラミックの微細穴あけ加工は、主に半導体産業で使用されており、エッチングや薄膜プロセス内で利用されるセラミック製のシャワーヘッドやセラミック製のE-チャックなどの半導体製造商品に頻繁に適用されています。


この材料は優れた機械的および化学的特性を有しており、幅広い産業用途が可能です。たとえば、その優れた化学耐性と熱安定性により、半導体加工、ウェハチャック、CMPプレートなどの重要なコンポーネントに理想的です。

Al2O3 セラミックを加工する上での主な困難は、その高い硬度と脆さにあります。加工プロセス中に大量のエッジクラックやサブサーフェスダメージを含む劣った穴の品質が深刻な課題となっています。

そのとき、HITの超音波加工モジュールが助けになりました！ HITは高度な材料の加工において包括的なソリューションを提供しています。 HITの超音波加工技術の支援を受けて、クライアントは加工時間を短縮しようとする際にワークピース品質の低下を心配する必要がありませんでした。 微細穴の品質と工具寿命の安定性の向上とともに、加工効率が大幅に向上します。 HITはクライアントに、要件に合わせるだけでなく、さらなる優れた結果を実現することを保証しています！

 

💡 セラミック材料のHIT超音波加工についての紹介