【漢鼎超聲波】石英玻璃微流道擺線磨削加工：超聲波效益

?? 加工效率 - 減少加工工序，縮短整體制程時(shí)間
?? 工件質(zhì)量 - 最大提升2倍，脆裂邊顯著減小
?? 刀具壽命 - 大幅減少刀具積屑

【漢鼎超聲波】石英玻璃微流道擺線磨削加工：加工痛點(diǎn)

石英玻璃具有高硬度、高抗壓性和易脆的特性。其耐高溫、耐腐蝕以及優(yōu)異的光學(xué)特性，使其在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中成為重要材料。然而，這些特性同時(shí)也為加工帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

在石英玻璃微流道器件的加工中，過(guò)大的切削阻力可能導(dǎo)致微流道周圍出現(xiàn)大量脆裂邊，這不僅影響微流道的流體穩(wěn)定性，還會(huì)引發(fā)紊流現(xiàn)象。加工完成后，通常需要額外的蝕刻處理來(lái)去除脆裂邊。脆裂邊越大，蝕刻時(shí)間越長(zhǎng)，從而增加制程成本與耗能。

【漢鼎超聲波】石英玻璃微流道擺線磨削加工：加工信息

(圖1. 使用漢鼎HSK-E40超聲波模組輔助石英玻璃微流道擺線磨削加工)



(圖2. 漢鼎超聲波輔助石英玻璃微流道擺線磨削加工工件)

【漢鼎超聲波】石英玻璃微流道擺線磨削加工：測(cè)試目標(biāo)

針對(duì)石英玻璃（Quartz Glass）的超聲波輔助微流道擺線磨削加工測(cè)試，目標(biāo)是通過(guò)HSK-E40超聲波輔助加工模組，在提升加工效率的同時(shí)，大幅減小工件微流道特征的脆裂邊尺寸，從而降低生產(chǎn)成本。

【漢鼎超聲波】石英玻璃微流道擺線磨削加工：加工結(jié)果

石英玻璃微流道擺線磨削加工：工件質(zhì)量

(圖3. 漢鼎超聲波輔助石英玻璃微流道擺線磨削加工, 大幅減小脆裂邊, 僅使用#800磨頭加工即可達(dá)到客戶品質(zhì)要求)

• 傳統(tǒng)工藝需要依次使用#200、#400、#800磨頭進(jìn)行從粗加工到精加工的操作。而在搭配漢鼎超聲波技術(shù)的情況下，僅需使用#800磨頭即可達(dá)到客戶品質(zhì)要求，減少了加工工序，顯著提升整體制程加工效率。

• 使用漢鼎超聲波輔助擺線磨削加工，高頻振動(dòng)有效降低切削阻力。在相同加工參數(shù)配置下，使用#400磨頭加工時(shí)，相較于無(wú)超聲波工藝，最大脆裂邊尺寸可減小1倍；而在使用#800磨頭加工時(shí)，無(wú)超聲波工藝在第一槽即斷刀，無(wú)法完成加工，而搭配漢鼎超聲波技術(shù)后，脆裂邊尺寸可進(jìn)一步減小，最大脆裂邊可減少至原工藝的1/2。

(圖4. 使用漢鼎HSK-E40模組輔助石英玻璃微流道擺線磨削加工, 相較于無(wú)超聲波工藝, 使用#400磨頭加工可減少1倍的脆裂邊尺寸, 使用#800磨頭加工可進(jìn)一步減少2倍的脆裂邊尺寸)

石英玻璃微流道擺線磨削加工：刀具壽命

(圖5. 漢鼎超聲波輔助石英玻璃微流道擺線磨削加工, 降低切削阻力, 改善磨頭積屑問(wèn)題, 有效減少刀具磨損)

• 通過(guò)漢鼎超聲波輔助擺線磨削加工，高頻振動(dòng)使刀具在加工過(guò)程中能夠反復(fù)提刀，切削液更容易流入，排屑更加順暢。刀具積屑問(wèn)題得到有效改善，進(jìn)一步降低刀具磨損，同時(shí)減少刀具與工件的直接摩擦，有效降低切削阻力。

• 在無(wú)超聲波的相同加工參數(shù)下，刀具連續(xù)接觸工件，排屑效果差，容易出現(xiàn)材料回填問(wèn)題，導(dǎo)致磨頭嚴(yán)重積屑，切削力減弱。刀具擠壓材料過(guò)程中切削阻力增加，不僅降低工件質(zhì)量，還導(dǎo)致刀具磨損加劇。

【漢鼎超聲波】石英玻璃微流道擺線磨削加工：產(chǎn)業(yè)應(yīng)用

石英玻璃（Quartz Glass）微流道（Micro-channels）特征廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、電子及生物醫(yī)療產(chǎn)業(yè)，尤其是作為微流體器件（Microfluidic Devices）系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。


石英玻璃是一種由純二氧化硅（SiO2）組成的特種玻璃，也被稱為熔融石英（Fused Quartz）。它具有極低的熱膨脹系數(shù)和優(yōu)異的耐高溫性能，即使在溫度劇烈變化的環(huán)境下，仍能保持材料的穩(wěn)定性。此外，其化學(xué)性質(zhì)極其穩(wěn)定，能夠抵抗強(qiáng)酸腐蝕，是理想的耐酸材料。

石英玻璃還擁有出色的光學(xué)透過(guò)性，覆蓋從紫外線到紅外線的廣泛光譜，因此被廣泛用于光學(xué)領(lǐng)域，如光學(xué)陀螺儀、棱鏡和鏡片等。同時(shí)，其高硬度、抗壓強(qiáng)度和耐腐蝕性能，使其在半導(dǎo)體行業(yè)的眾多制程中成為重要材料，例如石英清洗槽、擴(kuò)散管、固定環(huán)以及微流體器件等。

微流體器件廣泛用于制程實(shí)驗(yàn)和測(cè)試中，通過(guò)其設(shè)計(jì)精密的微流道結(jié)構(gòu)，有效減少液體溶劑的使用量，降低能源消耗，縮短化學(xué)反應(yīng)及分析時(shí)間，從而顯著降低制程成本。


漢鼎智慧科技的超聲波加工模組為石英玻璃這類硬脆性材料提供了創(chuàng)新的加工解決方案。通過(guò)漢鼎超聲波技術(shù)，可大幅提升加工效率，縮短加工時(shí)間，減少脆裂邊，并延長(zhǎng)刀具壽命，為客戶降低整體生產(chǎn)成本的同時(shí)，提升產(chǎn)品價(jià)值。



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