半導體 氧化鋁(Al2O3)陶瓷 : 微鑽孔加工

🕜 加工效率 - 提升40% | 📈 鑽孔品質 - 脆裂邊減小85% | ⚙️ 刀具壽命 - 穩定
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  • 加工實際成效
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氧化鋁（Aluminum Oxide，Al2O3）陶瓷微鑽孔加工：加工痛點



氧化鋁陶瓷（Aluminum Oxide，Al2O3）良好的耐化學性及熱穩定性，使它廣泛地被應用在半導體製程中（如蝕刻、薄膜等），作為關鍵製程零件之材料，如陶瓷靜電吸盤（ESC，E-chuck，ceramic Electrostatic Chuck）、陶瓷showerheads、陶瓷CEL、陶瓷噴嘴、噴頭等。

然而，氧化鋁陶瓷的高硬脆性特質為許多加工業者帶來極大的挑戰。尤其針對深孔薄壁特徵的加工，若是沒有適當控制鑽削時的推力（thrust force）和扭矩（torque），可能會造成嚴重脆裂邊（edge-cracks）及次表面裂紋（subsurface damages）。


 
 

☑️ 氧化鋁陶瓷（Aluminum Oxide，Al2O3）加工資訊

 
    氧化鋁陶瓷（Aluminum Oxide，Al2O3）加工資訊          
  材料   99.7% 氧化鋁陶瓷（Aluminum Oxide, Al2O3）
  特徵   Φ0.5 x 2.5mm (通孔)
  *徑深比 5x
  工法   微鑽孔加工  
  超音波刀把   　     HSKE40-R02-06
  機台轉速   11,000 ~ 13,000 rpm


 
氧化鋁Aluminum Oxide陶瓷微鑽孔加工使用漢鼎超音波刀把HSK-E40模組
(圖1. 氧化鋁Aluminum Oxide陶瓷微鑽孔加工使用漢鼎超音波刀把HSK-E40模組)



漢鼎超音波輔助氧化鋁Aluminum Oxide陶瓷微鑽孔加工
(圖2. 漢鼎超音波輔助氧化鋁Aluminum Oxide陶瓷微鑽孔加工)


 

【漢鼎超音波】氧化鋁（Aluminum Oxide，Al2O3）陶瓷微鑽孔加工：測試目標 


針對氧化鋁陶瓷（Aluminum Oxide，Al2O3）的超音波輔助微鑽孔（通孔）加工測試，目標為提升工件鑽孔品質的條件下，同時改善加工效率，並維持刀具壽命穩定度。



 

【漢鼎超音波】氧化鋁（Aluminum Oxide，Al2O3）陶瓷微鑽孔加工：加工結果

 

氧化鋁（Aluminum Oxide，Al2O3）陶瓷微鑽孔加工：加工效率

漢鼎超音波輔助加工氧化鋁陶瓷Aluminum Oxide微鑽孔優化後之參數配置以及客戶端原始無超音波之參數配置比較
(圖3. 漢鼎超音波輔助加工氧化鋁陶瓷Aluminum Oxide微鑽孔優化後之參數配置以及客戶端原始無超音波之參數配置比較）



使用漢鼎超音波HSKE40模組輔助氧化鋁陶瓷Aluminum Oxide微鑽孔通孔加工，每孔加工效率提升40%
(圖4. 使用漢鼎超音波HSKE40模組輔助氧化鋁陶瓷Aluminum Oxide微鑽孔通孔加工，每孔加工效率提升40%)

 
  • 使用漢鼎超音波，在固定每轉進給的情況下，將轉速提高（從7,000rpm提升至12,000rpm），進給率也相對提高（從1.2mm/min提升至2mm/min），使整體加工效率提升40%。
  • 使用漢鼎超音波，有效降低切削阻力，出孔處無須減速分段鑽，因此相較無超音波，可節省更多整體的加工時間。



 

氧化鋁（Aluminum Oxide，Al2O3）陶瓷微鑽孔加工：鑽孔品質

使用漢鼎超音波HSKE40模組輔助氧化鋁陶瓷Aluminum Oxide微鑽孔通孔加工，大幅度降低脆裂邊大小，提升鑽孔品質
(圖5. 使用漢鼎超音波HSKE40模組輔助氧化鋁陶瓷Aluminum Oxide微鑽孔通孔加工，大幅度降低脆裂邊大小，提升鑽孔品質)



使用漢鼎超音波HSKE40模組輔助氧化鋁陶瓷Aluminum Oxide微鑽孔通孔加工，脆裂邊大小減小85%
(圖6. 使用漢鼎超音波HSKE40模組輔助氧化鋁陶瓷Aluminum Oxide微鑽孔通孔加工，脆裂邊大小減小85%)

 
  • 使用漢鼎超音波輔助加工，有效降低切削阻力，其高頻率微振動將材料敲碎，在出孔處可降低切削負載，降低85%出孔處脆裂邊大小（從238.5µm減小至35.5µm）。
  • 在無超音波加工的情況下，使用相同加工參數配置，切削阻力過大，易導致刀具擠壓材料，在出孔處造成大範圍脆裂邊。


 

【漢鼎超音波】氧化鋁（Aluminum Oxide，Al2O3）陶瓷微鑽孔加工：超音波效益


🕜 加工效率 - 提升40%
📈 鑽孔品質 - 脆裂邊減小85%
⚙️ 刀具壽命 - 穩定


 

氧化鋁（Aluminum Oxide，Al2O3）陶瓷微鑽孔加工：產業應用



氧化鋁（Aluminum Oxide，Al2O3）陶瓷微鑽孔特徵經常應用在半導體產業，特別是在一些特殊製程（如蝕刻、薄膜等）中，用作關鍵零組件之材料，如氧化鋁陶瓷靜電吸盤（ESC，E-chuck，ceramic Electrostatic Chuck）、氧化鋁陶瓷、陶瓷等。


氧化鋁陶瓷（Aluminum Oxide，Al2O3）良好的耐化學性及熱穩定性，使它廣泛地被應用在半導體製程中（如蝕刻、薄膜等），作為關鍵製程零件之材料，如陶瓷靜電吸盤（ESC，E-chuck，ceramic Electrostatic Chuck）、陶瓷showerheads、陶瓷CEL、陶瓷噴嘴、噴頭等。

其中陶瓷showerheads為一般半導體關鍵零組件，主要用於蝕刻、薄膜等製程。在半導體製程中，需要透過將外部的反應氣體或流體，均勻散佈於晶圓上，因此零件上的鑽孔品質及鑽孔排列配置對於維持高良率晶圓產品而言至關重要。


漢鼎智慧科技的超音波加工模組為新材料的加工帶來全新的解決方案！漢鼎的超音波輔助加工技術可以達到有效提升加工效率，節省整體加工時間，同時在擁有穩定的工件品質下，提升刀具壽命，為客戶降低整體生產成本。不僅符合客戶端需求之標準，更能為客戶創造出多重價值！



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