汇专超声解决半导体单晶硅喷淋盘51:1超深微孔加工难题，大幅提升孔表面质量与刀具寿命，孔壁粗糙度达Ra0.088μm！

单晶硅拥有高热传导系数､低密度、低膨胀系数和优良的光学性能等诸多特性，是常见应用最广泛的半导体材料之一。而本期分享案例中的加工件，就是应用在半导体芯片蚀刻环节的关键部件——单晶硅喷淋盘。

该工件的加工要求是深微盲孔加工，孔的尺寸为D0.45x23mm，孔深径比高达51:1，且加工时孔需要均匀分布在工件上。

(相关资料图)

我们知道，单晶硅作为一种脆性材料，其抗压强度远大于抗拉强度，外力作用下很容易产生断裂。与此同时，深微孔加工孔的直径小、长度大，无法直接观察到切削情况；并且切削热不易传出、排屑困难，容易因切屑阻塞导致钻头损坏。

可见，这是一个高难度的加工挑战！不过，汇专还是依靠专业实力完美应对了这次的挑战，并得到客户的高度认可。

客户加工痛点

在该案例中，客户的原加工方案并不成熟，无法加工出深径比51:1的超深微孔，加工后孔壁的粗糙度为Ra6.54μm，孔真圆度为0.025mm，孔壁粗糙度和真圆度均达不到加工要求。

汇专解决方案

接到客户的需求后，汇专数控机床应用部工程师对加工材料特性、加工要求及加工痛点进行深入分析，最终使用汇专超声高效精密雕铣中心ULM-600+超声加工系统+整体PCD钻头的整体解决方案，成功加工出了合格的单晶硅喷淋盘工件。

在加工过程中，汇专超声高效精密雕铣中心ULM-600搭配超声加工系统的使用，可在刀具旋转加工的同时施加每秒16-60kHz的超声振动，使刀具与工件发生周期性的分离和接触，有利于切削热的排出、降低切削温度，同时促进断屑和排屑。此外，汇专自主研发的整体PCD(PCD即聚晶金刚石)微径钻头，非常适用于单晶硅一类硬脆材料的加工，并能有效提升孔口质量。

汇专超声高效精密雕铣中心ULM-600

产品特点：

一机多用，可满足硬脆材料、金属材料、复合材料、镜面高光的加工

可配不同型号超声主轴(HSK-E32/HSK-E40/HSK-A63)，最高转速达40,000rpm

可配超临界CO2低温冷却系统、微量润滑(MQL)内冷系统实现清洁加工

单双刀库可选

搭配五轴转台，实现五轴联动加工

标配华中918D数控系统，可选配西门子数控系统

超声加工系统

技术原理及加工优势：通过将高频电能转变为机械振动，在刀具旋转加工的同时施加每秒16-60kHz的振动，使刀具与工件产生周期性分离。从而实现提升加工效率、延长刀具寿命、改善工件的表面质量。

整体PCD钻头

产品特点：

适用于难加工硬脆材料

Φ0.75微钻25倍径蓝宝石微孔加工寿命550+pcs

较传统加工孔口质量提升3倍以上

最终加工效果

使用汇专解决方案加工的单晶硅喷淋盘，对比原方案，加工效果显著优化。盲孔入口处目视无崩缺；孔壁粗糙度达到Ra0.088μm，对比原方案降低99%；孔真圆度仅0,003mm；同时，刀具寿命也得到了很大提升，整体PCD钻头可连续加工1000+个D0.45x23mm的超深微孔(深径比 51:1)。如此优异的加工效果得到了客户的高度认可，汇专也顺利获得了客户的高端数控机床采购订单！

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