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匯專超聲解決半導(dǎo)體單晶硅噴淋盤51:1超深微孔加工難題，大幅提升孔表面質(zhì)量與刀具壽命，孔壁粗糙度達(dá)Ra0.088μm！
【機(jī)床商務(wù)網(wǎng)欄目 產(chǎn)品評(píng)測(cè)】單晶硅擁有高熱傳導(dǎo)系數(shù)?低密度、低膨脹系數(shù)和優(yōu)良的光學(xué)性能等諸多特性，是常見應(yīng)用最廣泛的半導(dǎo)體材料之一。而本期分享案例中的加工件，就是應(yīng)用在半導(dǎo)體芯片蝕刻環(huán)節(jié)的關(guān)鍵部件——單晶硅噴淋盤。
該工件的加工要求是深微盲孔加工，孔的尺寸為D0.45x23mm，孔深徑比高達(dá)51:1，且加工時(shí)孔需要均勻分布在工件上。
我們知道，單晶硅作為一種脆性材料，其抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于抗拉強(qiáng)度，外力作用下很容易產(chǎn)生斷裂。與此同時(shí)，深微孔加工孔的直徑小、長(zhǎng)度大，無法直接觀察到切削情況；并且切削熱不易傳出、排屑困難，容易因切屑阻塞導(dǎo)致鉆頭損壞。
可見，這是一個(gè)高難度的加工挑戰(zhàn)！不過，匯專還是依靠專業(yè)實(shí)力完美應(yīng)對(duì)了這次的挑戰(zhàn)，并得到客戶的高度認(rèn)可。
客戶加工痛點(diǎn)
在該案例中，客戶的原加工方案并不成熟，無法加工出深徑比51:1的超深微孔，加工后孔壁的粗糙度為Ra6.54μm，孔真圓度為0.025mm，孔壁粗糙度和真圓度均達(dá)不到加工要求。
匯專解決方案
接到客戶的需求后，匯專數(shù)控機(jī)床應(yīng)用部工程師對(duì)加工材料特性、加工要求及加工痛點(diǎn)進(jìn)行深入分析，最終使用匯專超聲高效精密雕銑中心ULM-600+超聲加工系統(tǒng)+整體PCD鉆頭的整體解決方案，成功加工出了合格的單晶硅噴淋盤工件。
在加工過程中，匯專超聲高效精密雕銑中心ULM-600搭配超聲加工系統(tǒng)的使用，可在刀具旋轉(zhuǎn)加工的同時(shí)施加每秒16-60kHz的超聲振動(dòng)，使刀具與工件發(fā)生周期性的分離和接觸，有利于切削熱的排出、降低切削溫度，同時(shí)促進(jìn)斷屑和排屑。此外，匯專自主研發(fā)的整體PCD(PCD即聚晶金剛石)微徑鉆頭，非常適用于單晶硅一類硬脆材料的加工，并能有效提升孔口質(zhì)量。
匯專超聲高效精密雕銑中心ULM-600
產(chǎn)品特點(diǎn)：
可配不同型號(hào)超聲主軸(HSK-E32/HSK-E40/HSK-A63)，最高轉(zhuǎn)速達(dá)40,000rpm
可配超臨界CO2低溫冷卻系統(tǒng)、微量潤(rùn)滑(MQL)內(nèi)冷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)清潔加工
單雙刀庫(kù)可選
搭配五軸轉(zhuǎn)臺(tái)，實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)加工
標(biāo)配華中918D數(shù)控系統(tǒng)，可選配西門子數(shù)控系統(tǒng)
超聲加工系統(tǒng)
技術(shù)原理及加工優(yōu)勢(shì)：通過將高頻電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械振動(dòng)，在刀具旋轉(zhuǎn)加工的同時(shí)施加每秒16-60kHz的振動(dòng)，使刀具與工件產(chǎn)生周期性分離。從而實(shí)現(xiàn)提升加工效率、延長(zhǎng)刀具壽命、改善工件的表面質(zhì)量。
整體PCD鉆頭
產(chǎn)品特點(diǎn)：
適用于難加工硬脆材料
Φ0.75微鉆25倍徑藍(lán)寶石微孔加工壽命550+pcs
較傳統(tǒng)加工孔口質(zhì)量提升3倍以上
最終加工效果
使用匯專解決方案加工的單晶硅噴淋盤，對(duì)比原方案，加工效果顯著優(yōu)化。盲孔入口處目視無崩缺；孔壁粗糙度達(dá)到Ra0.088μm，對(duì)比原方案降低99%；孔真圓度僅0,003mm；同時(shí)，刀具壽命也得到了很大提升，整體PCD鉆頭可連續(xù)加工1000+個(gè)D0.45x23mm的超深微孔(深徑比 51:1)。如此優(yōu)異的加工效果得到了客戶的高度認(rèn)可，匯專也順利獲得了客戶的高端數(shù)控機(jī)床采購(gòu)訂單！
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