半導體 碳化矽(SiC)：G81鑽孔加工

⚙️ 刀具壽命 - 延長11.5倍 | 📈 鑽孔品質 - 提升4倍
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碳化矽（Silicon Carbide，SiC）G81鑽孔加工：加工痛點



碳化矽（SiC, Silicon Carbide）材料的硬度僅次於金剛石和碳化硼，具高硬度及高耐磨性。碳化矽材料在化學、機械上性能穩定，其低耗能、高功率、耐高溫、耐腐蝕及耐磨耗的特性，使其成為熱門的第三代半導體材料之一。

在半導體相關製程（如蝕刻、薄膜等），常使用碳化矽作為製程腔體內精密零組件（如showerheads、基板等）的材料。

然而，碳化矽的高硬度材料特性為許多加工業者帶來極大的挑戰。尤其針對較特殊的鑽孔特徵，若沒有適當控制切削阻力或良好的排屑機制，容易加速、加劇刀具的磨耗，造成鑽孔出現嚴重脆裂邊（edge-cracks），若是用作半導體製程精密零件，恐影響到整個晶圓製程的產品良率。


 
 

☑️ 碳化矽（Silicon Carbide，SiC）G81鑽孔加工資訊

 
    碳化矽（Silicon Carbide，SiC）G81鑽孔加工資訊          
  材料   碳化矽（Silicon Carbide, SiC）
  特徵   Φ1.9 x 4mm (盲孔)
  *徑深比 2.1x
  超音波刀把   HSKE40-R02-06  
  超音波工法與參數   　     S 8,000rpm _ F 1mm/min _ 超音波功率 50%
  G73 (Q 0.02) 鑽至1mm深, 再由G81鑽至4mm深
 
  *加工時間 : 約40秒 /每孔
  刀具選用   #150 Φ1.9mm 中心出水電著磨棒


 
漢鼎HSKE40超音波模組輔助碳化矽SiC陶瓷G81鑽孔加工之工件
(圖1. 漢鼎HSKE40超音波模組輔助碳化矽SiC陶瓷G81鑽孔加工之工件)



 

【漢鼎超音波】碳化矽（Silicon Carbide，SiC）G81鑽孔加工：測試目標 


針對碳化矽（Silicon Carbide，SiC）的超音波輔助G81鑽孔（盲孔）加工測試，目標為在維持良好鑽孔品質的前提下，降低刀具磨耗，延長刀具壽命。




 

【漢鼎超音波】碳化矽（Silicon Carbide，SiC）G81鑽孔加工：加工結果

 

碳化矽（Silicon Carbide，SiC）G81鑽孔加工：刀具壽命

漢鼎超音波輔助碳化矽SiC陶瓷G81鑽孔加工, 搭配中心出水磨棒, 降低切削阻力與切削熱, 同時幫助排除陶瓷粉塵, 有效減少刀具磨耗
(圖2. 漢鼎超音波輔助碳化矽SiC陶瓷G81鑽孔加工, 搭配中心出水磨棒, 降低切削阻力與切削熱, 同時幫助排除陶瓷粉塵, 有效減少刀具磨耗)


使用漢鼎HSKE40超音波模組輔助碳化矽SiC陶瓷G81鑽孔加工, 刀具壽命可延長11.5倍
(圖3. 使用漢鼎HSKE40超音波模組輔助碳化矽SiC陶瓷G81鑽孔加工, 刀具壽命可延長11.5倍)


*原刀具商建議參數：S 8,000rpm _ F 1mm/min _ Q 0.02mm _ G83
  • 使用漢鼎超音波輔助加工，高頻率微振動幫助降低切削阻力。加工時，刀具非連續性接觸工件，搭配中心出水，幫助排除切削熱。
  • 在鑽孔品質維持良好的前提下，相較無超音波，刀具壽命延長11.5倍。



 

碳化矽（Silicon Carbide，SiC）G81鑽孔加工：鑽孔品質

漢鼎超音波輔助碳化矽SiC陶瓷G81鑽孔加工, 搭配中心出水磨棒, 大幅降低刀具磨耗, 有效維持良好鑽孔品質
(圖4. 漢鼎超音波輔助碳化矽SiC陶瓷G81鑽孔加工, 搭配中心出水磨棒, 大幅降低刀具磨耗, 有效維持良好鑽孔品質)



(圖5. 使用漢鼎HSKE40超音波模組輔助碳化矽SiC陶瓷G81鑽孔加工, 鑽孔品質提升4倍)

 
  • 超音波輔助切削機制，搭配中心出水磨棒，使刀具可在G81加工工法下，順利排除陶瓷粉塵。
  • 切削阻力與切削熱的降低，使刀具磨耗大幅減少，相較無超音波，可維持更好的鑽孔品質。




 

【漢鼎超音波】碳化矽（Silicon Carbide，SiC）G81鑽孔加工：超音波效益



⚙️ 刀具壽命 - 延長11.5倍
📈 鑽孔品質 - 提升4倍

 

碳化矽（Silicon Carbide，SiC）G81鑽孔加工：產業應用



碳化矽（Silicon Carbide，SiC）鑽孔特徵經常應用在半導體產業，特別是用在一些半導體製程中（如蝕刻、薄膜等），作為晶圓代工業關鍵零組件之材料，如SiC showerheads、SiC靜電吸盤（ESC，E-Chuck，Electrostatic Chuck）、SiC晶圓座等。


碳化矽（Silicon Carbide，SiC）的莫氏硬度約為9，僅次於金剛石和碳化硼，具高硬度及高耐磨性。碳化矽材料在化學、機械上性能穩定，其低耗能、高功率、耐高溫、耐腐蝕及耐磨耗的特性，使其成為熱門的第三代半導體材料之一。

在半導體相關製程（如蝕刻、薄膜等），常使用碳化矽作為製程腔體內精密零組件（如showerheads、基板、靜電吸盤、晶圓座等）的材料。由於半導體產業重視製程及產品品質的穩定性與高良率，因此製程中的關鍵零組件，其孔洞品質對於維持製程及產品品質的高良率而言至關重要。


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整體加工製程效率，同時在維持良好工件之鑽孔品質下，大幅提升刀具壽命，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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