Im Bereich der Halbleiterfertigung der dritten -Generation sind Siliziumkarbid-Wafertrays und -Chucks aufgrund ihrer Korrosionsbeständigkeit und hohen Wärmeleitfähigkeit zu unersetzlichen Schlüsselkomponenten geworden. Allerdings plagen die Branchenprobleme, die sich bei der Verarbeitung ergeben, Präzisionsfertigungsunternehmen seit langem.
Typischer Verarbeitungsfall
Ein von einem bestimmten Unternehmen durchgeführtes Projekt zur Verarbeitung von Siliziumkarbid-Wafer-Tray-Spannfuttern erfordert den Abschluss des Hohlraum- und Rillenstrukturschleifens von D380x5mm-Werkstücken. Die Härte dieses Materials erreicht HV2.002, was nahezu einem Drittel der Härte von natürlichem Diamant entspricht. Häufige Kanteneinsturzprobleme während der Bearbeitung führten zu einer Erfolgsquote von weniger als 60 %, und herkömmliche Werkzeuge wurden in 159 Minuten verschrottet, und die Bearbeitung eines einzelnen Teils dauerte bis zu 888 Minuten.
Schwachstellen in der industriellen Verarbeitung
SiC-Materialien stehen bei der herkömmlichen Verarbeitung aufgrund ihrer hohen Härte und Sprödigkeit vor drei großen Herausforderungen:
Die Absplitterungsrate der Werkstückkanten liegt bei über 35 %
Die Werkzeugverschleißrate ist 3-5 mal höher als bei herkömmlichen Materialien
Es ist schwierig, die Genauigkeit der Oberflächenrauheitskontrolle von ±0,5 μm stabil aufrechtzuerhalten
BISHENLösungsinnovationspraxis
Als Reaktion auf die besonderen Anforderungen der Siliziumkarbidverarbeitung implementierte das technische Team von BISHEN eine dreistufige Prozessinnovation:
• Einführung eines 20-kHz-Ultraschall-Vibrations-unterstützten Verarbeitungssystems
• Anpassung eines integrierten PKD-Mikro{0}}-Schneidenfräsers (R-Winkel der Kante 0,02 mm)
• Entwicklung eines adaptiven dynamischen Anpassungsalgorithmus für Schnittparameter
Ergebnisse der Prozessaktualisierung
Die Produktionsdaten nach der Umrüstung der Ausrüstung zeigen:
1. Die Hackquote ist auf unter 8 % gesunken
2.Die Bearbeitungszeit eines einzelnen Stücks wurde auf 462 Minuten optimiert
3. Die Standzeit des Werkzeugs hat 317 Minuten überschritten
4. Die Oberflächenrauheit wird stabil auf Ra0,4 μm kontrolliert
