半導體 石英玻璃(Quartz Glass) : (D100-砂輪刀把)側磨加工

🕜 加工效率 - 提升2倍，材料移除率提升近3倍 | 📈 工件品質 - 提升1.5倍 | ⚙️ 大幅減少刀具磨耗 - 維持加工穩定性
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  • 加工實際成效
  • 用途與產業應用
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石英玻璃（Quartz Glass）側磨加工：加工痛點



石英玻璃（Quartz glass）的熱膨脹係數小，耐高溫，即便處在溫度劇烈變化的環境下，仍能維持其材料的穩定性。且石英玻璃的化學特性極其安定，是良好的耐酸材料，即使是濃度極高的酸性化學藥物，也不易受到侵蝕。石英玻璃抗壓強度高，但同時也因此具備了高硬度、易脆等特性。

在半導體蝕刻製程設備中，石英環用於固定晶圓，確保晶圓在進行乾／濕蝕刻時，穩定吸附於靜電吸盤（E-Chuck，Electrostatic Chuck）上。由於石英環與晶圓片的高度接觸，因此針對內環的表面粗糙度要求甚高。內環表面粗糙度不佳，可能導致晶圓在蝕刻製程中遭受化學氣體／液體的過度腐蝕，嚴重影響產品良率。


 
 

☑️ 石英玻璃(Quartz Glass) (D100-砂輪刀把) 側磨加工：加工資訊

 
    石英玻璃(Quartz Glass) (D100-砂輪刀把) 側磨加工資訊          
  材料   石英玻璃（Quartz Glass）
  特徵   側磨 Ae 0.7mm _ Ap 8mm
  *加工距離 : 200mm
  加工參數   S 6,000rpm _ F 1,200mm/min _ 超音波功率 100%      
  超音波刀把   　     HBT40-W01 砂輪刀把
  選用刀具   #120 D100mm-T15mm 金屬法鑽石砂輪        



【全新產品－HBT40 超音波砂輪刀把】石英玻璃（Quartz Glass）側磨加工




----  踏入半導體產業供應鏈的秘密武器  ----

🔹 適用於半導體先進材料之『粗、中加工』磨削製程
🔹 提升2至3倍整體加工效率
🔹 提升3倍以上材料移除率
🔹 大幅減少生產成本、能源消耗



產品規格
型 號   HBT40-W01-2010               
工作頻率              20 ~ 32 kHz   
最高轉速   24,000 rpm
鎖固形式   螺紋鎖固
中心出水   70 bar

 
使用漢鼎新產品HBT-40超音波砂輪刀把模組, 輔助石英玻璃側磨加工
(圖1. 使用漢鼎新產品HBT-40超音波砂輪刀把模組, 輔助石英玻璃側磨加工)



 

【漢鼎超音波】石英玻璃(Quartz Glass) (D100-砂輪刀把) 側磨加工：測試目標 


針對石英玻璃（Quartz Glass）的超音波輔助磨削加工測試，目標為在CNC機台上，使用漢鼎開發之超音波砂輪刀把，完成側磨加工，並在維持良好工件品質的前提下，提升加工效率、延長刀具壽命。




 

【漢鼎超音波】石英玻璃(Quartz Glass) (D100-砂輪刀把) 側磨加工：加工結果

 

石英玻璃(Quartz Glass) (D100-砂輪刀把) 側磨加工：加工效率

使用漢鼎新產品HBT-40超音波砂輪刀把模組, 輔助石英玻璃側磨加工, 可從原始參數優先提升2倍進給率
(圖2. 使用漢鼎新產品HBT-40超音波砂輪刀把模組, 輔助石英玻璃側磨加工, 可從原始參數優先提升2倍進給率)


使用漢鼎新產品HBT-40超音波砂輪刀把模組, 輔助石英玻璃側磨加工, 可再進一步提升切寬量Ae, 有效提高整體材料移除率近3倍
(圖3. 使用漢鼎新產品HBT-40超音波砂輪刀把模組, 輔助石英玻璃側磨加工, 可再進一步提升切寬量Ae, 有效提高整體材料移除率近3倍)

 
  • 使用漢鼎超音波模組輔助優化石英側磨加工製程，高頻率微振動幫助降低磨削阻力，使進給率可向上提升2倍，縮短一半加工時間（原參數加工時間為20秒／每道，縮短至10秒／每道）。
  • 在工件品質穩定下，切寬量（Ae）可向上提升，進一步將材料移除率（MRR，Material Removal Rate）提高近3倍。


使用漢鼎新產品HBT-40超音波砂輪刀把模組, 輔助石英玻璃側磨加工, 在工件品質穩定下, 可提升2倍整體加工效率
(圖4. 使用漢鼎新產品HBT-40超音波砂輪刀把模組, 輔助石英玻璃側磨加工, 在工件品質穩定下, 可提升2倍整體加工效率)



 

石英玻璃(Quartz Glass) (D100-砂輪刀把) 側磨加工：工件品質

使用漢鼎新產品HBT-40超音波砂輪刀把模組, 輔助石英玻璃側磨加工, 相較無超音波, 有效減小工件脆裂邊尺寸
(圖5. 使用漢鼎新產品HBT-40超音波砂輪刀把模組, 輔助石英玻璃側磨加工, 相較無超音波, 有效減小工件脆裂邊尺寸)
 
  • 使用漢鼎超音波模組輔助優化石英側磨加工製程，高頻率微振動幫助降低磨削阻力。
  • 在加工效率提升2倍下，工件脆裂邊尺寸穩定（超音波振幅穩定輸出），且測試結果顯示，相同參數下，脆裂邊尺寸小於無超音波加工約1.5倍，側磨工件品質穩定。


使用漢鼎新產品HBT-40超音波砂輪刀把模組, 輔助石英玻璃側磨加工, 幫助減小脆裂邊, 工件品質提升1.5倍
(圖6. 使用漢鼎新產品HBT-40超音波砂輪刀把模組, 輔助石英玻璃側磨加工, 幫助減小脆裂邊, 工件品質提升1.5倍)



 

石英玻璃(Quartz Glass) (D100-砂輪刀把) 側磨加工：刀具壽命

使用漢鼎新產品HBT-40超音波砂輪刀把模組, 輔助石英玻璃側磨加工, 相較無超音波, 有效減少刀具磨耗
(圖7. 使用漢鼎新產品HBT-40超音波砂輪刀把模組, 輔助石英玻璃側磨加工, 相較無超音波, 有效減少刀具磨耗)

 
  • 使用漢鼎超音波模組輔助優化石英側磨加工製程，高頻率微振動幫助降低磨削阻力。
  • 在加工效率提升2倍，且工件品質穩定下，完成加工後之砂輪鑽石無顯著磨耗；然而，使用相同參數配置下，無超音波加工後之砂輪鑽石大多呈磨平、破碎狀，也造成工件品質不穩定的狀況。




 

【漢鼎超音波】石英玻璃(Quartz Glass) (D100-砂輪刀把) 側磨加工：超音波效益


（搭配漢鼎HBT40 超音波砂輪刀把）

🕜 加工效率 - 提升2倍，材料移除率提升近3倍
📈 工件品質 - 提升1.5倍
⚙️ 大幅減少刀具磨耗 - 維持加工穩定性

 

石英玻璃（Quartz Glass）側磨加工：產業應用



石英玻璃（Quartz Glass）磨削特徵應用在半導體產業，用作石英環、聚焦環、覆蓋環（Quartz /Focus/Cover Ring）等蝕刻製程設備零件。


石英玻璃（Quartz glass），如同名字一般，是一種成分只含二氧化矽（SiO2）的特種玻璃，經常也被稱作熔融石英（fused quartz）。由於石英玻璃熱膨脹係數小，耐高溫，即便處在溫度劇烈變化的環境下，仍能維持其材料的穩定性。且石英玻璃的化學特性極其安定，是良好的耐酸材料，即使是濃度極高的酸性化學藥物，也不易受到侵蝕。石英玻璃抗壓強度高，但同時也因此具備了高硬度、易脆等特性。

由於石英玻璃具備良好的光穿透特性，不僅限於可視光，從紫外線到紅外線範圍的波長光，都能表現出很好的穿透性。這樣的特性使得石英玻璃在光學產業中，作為光學陀螺儀、稜鏡、鏡片等的理想材料。另外，石英玻璃的耐熱、耐酸、抗壓等優良特性，也讓它廣泛地被應用在半導體產業的許多製程中，像是清洗時用的石英清洗槽、擴散時用的石英擴散管、固定用的石英環等。

在半導體蝕刻製程設備中，石英環用於固定晶圓，確保晶圓在進行乾／濕蝕刻時，穩定吸附於靜電吸盤（E-Chuck，Electrostatic Chuck）上。由於石英環與晶圓片的高度接觸，因此針對內環的表面粗糙度要求甚高。內環表面粗糙度不佳，可能導致晶圓在蝕刻製程中遭受化學氣體／液體的過度腐蝕，嚴重影響產品良率。


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搭配新產品－超音波砂輪刀把，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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