半導体産業 SiC（シリコンカーバイド）のG81穴あけ加工

⚙️ 工具寿命 - 11.5倍アップ | 📈 穴の品質 - 4倍アップ（エッジクラック寸法の削減）
  • 加工が難しい理由
  • 実際の効果
  • 用途と産業応用
  • 戻る

なぜSiC（シリコンカーバイド）の加工が難しいのか？



SiC（シリコンカーバイド）は、優れた化学的および機械的安定性を持ち、高温および熱衝撃に対する耐性があるため、基板やシャワーヘッドなどの半導体製造製品にとって理想的な材料です。 

しかし、その高い硬度と脆さのため、SiCの加工にはエッジクラックが大きくなることで穴の品質が悪くなるリスクがあります。切削力が十分に制御されず、セラミック粒子の洗浄が不十分である場合、穴の品質と工具寿命の両方が著しく影響を受けます。

 
 

☑️ SiC（シリコンカーバイド）のG81穴あけ加工：加工情報

 
    SiC（シリコンカーバイド）のG81穴あけ加工：加工情報
  材料   SiC（シリコンカーバイド）
  特徴   Φ1.9 x 4mm (盲目穴)
   *アスペクト比 2.1倍
  加工   穴あけ加工  
  超音波ツールホルダ          HSKE40-R02-06
  超音波加工パラメータ        S 8,000rpm _ F 1mm/min _ 超音波パワーレベル 50%
  G73 (Q 0.02)ドリル加工で 1mm、その後 G81ドリル加工で4mm
  
  *加工時間: 1穴あたり40秒
  工具   #150 Φ1.9mm クーラントスルースピンドル (CTS) 付き電鍍ダイヤモンド研削工具

 
HITの超音波アシストによるSiC（シリコンカーバイド）のG81穴あけ加工のSiCワークピース
(図1. HITの超音波アシストによるSiC（シリコンカーバイド）のG81穴あけ加工のSiCワークピース)



 

SiC（シリコンカーバイド）のG81穴あけ加工におけるHITの目標


この目標は、HITの超音波アシスト加工技術が、工具寿命と穴の品質の面でSiC（シリコンカーバイド）のG81穴あけ加工にどのように利益をもたらすかを見ることです。




 

超音波加工SiC（シリコンカーバイド）のG81穴あけ加工の結果

 

SiC（シリコンカーバイド）のG81穴あけ加工：工具寿命

HIT HSK-E40超音波加工モジュールがSiC（シリコンカーバイド）のG81穴あけ加工に使用され、工具摩耗を大幅に減少させました
(図2. HIT HSK-E40超音波加工モジュールがSiC（シリコンカーバイド）のG81穴あけ加工に使用され、工具摩耗を大幅に減少させました)


HITの超音波アシストによるSiC（シリコンカーバイド）のG81穴あけ加工で工具寿命が11.5倍長くなりました
(図3. HITの超音波アシストによるSiC（シリコンカーバイド）のG81穴あけ加工で工具寿命が11.5倍長くなりました)


＊工具メーカーが推奨する元のプロセスとパラメータ: S 8,000rpm _ F 1mm/min _ Q 0.02mm _ G83
  • HITの超音波技術では、Z軸方向の高周波マイクロバイブレーションが切削力を低減するのに役立ちました。
  • 工具はワークピースと常に接触しておらず、CTS（クーラントスルースピンドル）機能と共に生成された切削熱を除去するのに役立ちました。
  • これにより、工具寿命は優れた穴の品質を保ちながら11.5倍長くなります。



 

SiC（シリコンカーバイド）のG81穴あけ加工：穴の品質

HIT HSK-E40超音波加工モジュールを使用したSiC（シリコンカーバイド）のG81穴あけ加工では、エッジクラックのサイズが小さくなりました
(図4. HIT HSK-E40超音波加工モジュールを使用したSiC（シリコンカーバイド）のG81穴あけ加工では、エッジクラックのサイズが小さくなりました)


HITの超音波アシストによるSiC（シリコンカーバイド）のG81穴あけ加工では、穴の品質が4倍良くなりました
(図5. HITの超音波アシストによるSiC（シリコンカーバイド）のG81穴あけ加工では、穴の品質が4倍良くなりました)

 
  • 超音波アシスト加工メカニズムとCTS（クーラントスルースピンドル）により、G81プロセスでのセラミック粒子の洗浄が改善されました。
  • 切削力と切削熱の大幅な削減により、工具の摩耗が少なくなり、工具寿命が延び、穴の品質が維持されました。




 

HIT超音波加工技術の成果


⚙️ 工具寿命 - 11.5倍アップ
📈 穴の品質 - 4倍アップ（エッジクラック寸法の削減）

 

SiC（シリコンカーバイド）のG81穴あけ加工：産業応用



SiC（シリコンカーバイド）の穴あけ加工は、半導体産業でよく用いられ、特にSiCシャワーヘッドやSiCウェーハキャリアなど、エッチングや薄膜プロセスにおける重要なウェーハファウンドリーコンポーネントとして使用されます。


SiC（シリコンカーバイド）はモース硬度9を持ち、高精度の機械部品にとって非常に優れた材料選択です。

この材料は優れた化学的および機械的安定性を持ち、高温および熱衝撃に対する耐性があるため、基板やシャワーヘッドなどの半導体製造製品にとって理想的な材料です。

しかし、シリコンカーバイドの高い硬度と脆さのため、SiCの加工はエッジクラックが大きく、穴の品質が悪く、工具寿命が短くなるリスクがあります。


ここでHITの超音波加工モジュールが役立ちます！ HITは先進材料の加工における包括的なソリューションを提供します。 HITの超音波加工技術を利用することで、プロセス時間を短縮しようとしながらも、製品の品質が低下することを心配する必要がなくなりました。工具の寿命を大幅に延ばしながら、穴の品質を向上させることができます。 HITはお客様の要件を満たすだけでなく、さらに良い結果をもたらすことを保証します。


 

💡 HITの超音波加工による技術セラミックスの事例について詳しく知る



 

💡 セラミック材料のHIT超音波加工についての紹介