【半导体行业应用实例】
【汉鼎超声波】氧化铝(Al2O3)陶瓷M2内螺纹加工：超声波效益
氧化铝(Al2O3)陶瓷M2内螺纹加工：加工痛点
氧化铝陶瓷具有卓越的耐化学性和热稳定性，但其高硬脆性特质为加工者带来了巨大挑战。特别是在小尺寸（如M2）内螺纹加工中，传统CNC加工因切削阻力过大，以及刀具与工件的连续接触，导致刀具磨损加剧。随着螺纹深度增加，内螺纹的大径逐渐缩小，最终测试螺丝无法完全锁入，严重影响产品质量。
氧化铝(Al2O3)陶瓷M2内螺纹加工：加工信息
(图1. 使用汉鼎HSKE40超声波加工模组辅助氧化铝陶瓷M2内螺纹加工)
(图2. 汉鼎超声波辅助氧化铝陶瓷M2内螺纹加工, 工件特征完整)
【汉鼎超声波】氧化铝(Al2O3)陶瓷M2内螺纹加工：测试目标
测试目标是通过超声波辅助加工技术，在CNC机台上，搭配汉鼎HSKE40超声波模组，使用单牙刀，在氧化铝陶瓷材料上加工出小尺寸的M2内螺纹特征，同时确保工件质量、提升加工效率并延长刀具寿命。
【汉鼎超声波】氧化铝(Al2O3)陶瓷M2内螺纹加工：加工结果
氧化铝(Al2O3)陶瓷M2内螺纹加工：加工效率
(图3. 使用汉鼎HSKE40超声波加工模组辅助氧化铝陶瓷M2内螺纹加工, 每完成一牙的加工效率提升8倍)
· 搭配汉鼎超声波辅助加工技术，相较于传统刀具商建议参数，转速和进给率可提升3倍以上。
o 从初始测试中，转速从10,000rpm提升至30,000rpm，进给率从20mm/min提升至60mm/min。
o 在后续测试中，汉鼎发现加工速度仍有优化空间，通过进一步提高每转进给，进给率最终从原始的20mm/min提升至300mm/min，为原参数的15倍。
· 通过超声波辅助加工，即使在高速加工条件下，切削阻力显著降低，加工时间缩短至原来的1/8，同时确保内螺纹特征完整并维持优良的工件质量。
氧化铝(Al2O3)陶瓷M2内螺纹加工：工件质量
(图4. 使用汉鼎HSKE40超声波加工模组辅助氧化铝陶瓷M2内螺纹加工, 内螺纹特征完整, 螺丝可完全锁入内螺纹孔)
· 汉鼎超声波辅助加工有效降低切削阻力，刀具间歇性接触工件，降低了切削热，即使在高速工法下（提高3倍转速和15倍进给率），依然保持氧化铝陶瓷M2内螺纹特征完整。
· 在无超声波条件下，由于切削阻力过大及连续接触工件导致切削热积累，刀具磨损严重，随着加工深度增加，内螺纹大径逐渐缩小，螺丝无法完全锁入内螺纹孔。
氧化铝(Al2O3)陶瓷M2内螺纹加工：刀具寿命
(图5. 使用汉鼎HSKE40超声波加工模组辅助氧化铝陶瓷M2内螺纹加工, 每支刀具可完成6孔M2内螺纹加工, 而无超声波加工仅能完成1孔)
(图6. 使用汉鼎HSKE40超声波加工模组辅助氧化铝陶瓷M2内螺纹加工, 刀具寿命提升6倍)
· 为测试超声波最大化效益，通过超声波优化后的加工参数（3倍转速和15倍进给率），进行刀具寿命测试。
· 在相同加工条件下，搭配汉鼎超声波，每支刀具可完成6孔M2内螺纹特征加工；而无超声波的情况下，每支刀具仅能完成1孔，刀具磨损严重甚至出现咬痕，导致内螺纹特征不完整，测试螺丝无法完全锁入。
氧化铝(Al2O3)陶瓷M2内螺纹加工：产业应用
氧化铝陶瓷（Aluminum Oxide，Al2O3）M2内螺纹特征广泛应用于半导体产业，特别是作为关键制程零件的材料，例如氧化铝陶瓷静电吸盘（ESC，E-chuck，ceramic Electrostatic Chuck）。这些产品采用高密度多孔陶瓷层，确保晶圆在切割过程中吸附力分布均匀，同时通过高精度加工处理，维持优良的孔品质与平面度。
氧化铝陶瓷因其卓越的耐化学性和热稳定性，被广泛应用于半导体制程（如蚀刻、薄膜等），成为关键制程零件的理想材料，如陶瓷静电吸盘、陶瓷showerheads、陶瓷CEL、陶瓷喷嘴及喷头等。
其中，陶瓷静电吸盘是半导体制程中的关键组件，用于晶圆切割过程中将晶圆稳固吸附在静电吸盘上，其吸附力分布对切割过程的稳定性和最终产品良率有直接影响。
汉鼎智慧科技的超声波加工模组为新材料加工提供了全新的解决方案。汉鼎的超声波辅助加工技术显著提升了加工效率，缩短整体加工时间，同时在确保工件质量的前提下，延长刀具寿命，从而降低整体生产成本。不仅满足客户需求的高标准，还为客户创造了多重价值。
