半導體碳化矽(SiC) : (D100-砂輪刀把)底磨加工

🕜 主軸負載率 - 降低2.3倍，反映在磨削阻力的降低 | 📈 工件品質 - 提升1.6倍，表面無刀痕 | ⚙️ 大幅減少刀具磨耗 - 維持砂輪鑽石的切削力

加工困難點
加工實際成效
用途與產業應用
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- 加工困難點

碳化矽（SiC）底磨加工：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MOCVD反應腔體中，使用碳化矽承載盤來承載基板，承載盤必須有效吸收熱能幫助薄膜成長，並避免與氣體發生反應，因此承載盤的產品品質會直接影響到半導體薄膜磊晶層的品質。

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。針對碳化矽靜電吸盤、晶圓承載盤工件的平面底磨加工，磨削阻力若沒有良好的控制以及適當的排屑機制，容易造成砂輪嚴重填塞陶瓷粉塵，造成磨削阻力大幅提升，砂輪磨耗增加，容易導致工件表面品質不佳．可能影響到晶圓製程的整體產品良率。

☑️ 碳化矽(SiC) (D100-砂輪刀把) 底磨加工：加工資訊

	碳化矽(SiC) (D100-砂輪刀把) 底磨加工資訊
材料	碳化矽（SiC）
特徵	底磨 Ae 10mm _ Ap 0.08mm
加工參數	S 3,000rpm _ F 300mm/min _ 超音波功率 100%
超音波刀把	HBT40-W01 砂輪刀把
選用刀具	#400 D100mm-T40mm 金屬法鑽石砂輪

【全新產品－HBT40 超音波砂輪刀把】碳化矽（SiC）底磨加工

---- 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

- 加工實際成效

(圖1. 使用漢鼎新產品HBT-40超音波砂輪刀把模組, 輔助碳化矽SiC陶瓷底磨加工)

【漢鼎超音波】碳化矽(SiC) (D100-砂輪刀把) 底磨加工：測試目標

針對碳化矽（SiC）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（使用D100-金屬法鑽石砂輪），完成底磨加工，提升工件表面品質以及延長刀具壽命。

【漢鼎超音波】碳化矽(SiC) (D100-砂輪刀把) 底磨加工：加工結果

碳化矽(SiC) (D100-砂輪刀把) 底磨加工：加工效率

(圖2. 使用漢鼎新產品HBT-40超音波砂輪刀把模組, 輔助碳化矽陶瓷底磨加工, 原始參數下開啟超音波, 可獲得工件表面品質的改善以及主軸負載的降低)

使用漢鼎超音波模組輔助優化碳化矽底磨加工製程，高頻率微振動幫助降低磨削阻力，反映在主軸負載率降低約2.3倍（從原先30%下降至13%）。

(圖3. 使用漢鼎新產品HBT-40超音波砂輪刀把模組, 輔助碳化矽陶瓷底磨加工, 相同參數加工下, 磨削阻力的降低, 反映在主軸負載率下降2.3倍)

碳化矽(SiC) (D100-砂輪刀把) 底磨加工：工件品質

(圖4. 使用漢鼎新產品HBT-40超音波砂輪刀把模組, 輔助碳化矽陶瓷底磨加工, 有效去除表面刀痕, 相較無超音波, 達到更好的表面品質)

使用漢鼎超音波模組輔助優化碳化矽底磨加工製程，高頻率微振動幫助降低磨削阻力，反映在主軸負載率的降低。
除了幫助降低平均表面粗糙度（Sa，Surface Roughness）也有效去除表面刀痕，提升1.6倍整體工件品質。

(圖5. 使用漢鼎新產品HBT-40超音波砂輪刀把模組, 輔助碳化矽陶瓷底磨加工, 幫助改善工件平均表面粗糙度Sa, 工件表面品質提升1.6倍)

碳化矽(SiC) (D100-砂輪刀把) 底磨加工：刀具壽命

(圖6. 使用漢鼎新產品HBT-40超音波砂輪刀把模組, 輔助碳化矽陶瓷底磨加工, 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碳化矽底磨加工製程，磨削阻力的降低，除了降低主軸負載及提升工件表面品質外，也幫助減少切削熱，延長砂輪鑽石的切削力。
超音波的高頻微振動，也提供良好的排屑機制，完成加工後，砂輪僅局部積屑。

【漢鼎超音波】碳化矽(SiC) (D100-砂輪刀把) 底磨加工：超音波效益

（搭配漢鼎HBT40 超音波砂輪刀把）

🕜 主軸負載率 - 降低2.3倍，反映在磨削阻力的降低
📈 工件品質 - 提升1.6倍，表面無刀痕
⚙️ 大幅減少刀具磨耗 - 維持砂輪鑽石的切削力

- 用途與產業應用

碳化矽（SiC）底磨加工：產業應用

碳化矽（Silicon Carbide，SiC）磨削特徵經常應用在半導體產業，特別是用在蝕刻、薄膜、MOCVD製程中，作為靜電吸盤（Electrostatic Chuck, E-chuck, ESC）、晶圓承載盤（Wafer Susceptor）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、晶圓承載盤等）的材料。在MOCVD反應腔體中，使用碳化矽承載盤來承載基板，承載盤必須有效吸收熱能幫助薄膜成長，並避免與氣體發生反應，因此承載盤的產品品質會直接影響到半導體薄膜磊晶層的品質。

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，可以達到良好的工件表面品質，同時減少刀具磨耗，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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