กรณี: การเจาะจานสเปรย์ซิลิคอนคาร์ไบด์

การแปรรูปผลิตภัณฑ์และพื้นฐานทางเทคนิค
เมื่อเร็วๆ นี้ ผู้ผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ได้เปิดตัวโครงการปรับตำแหน่งสำหรับแผ่นสเปรย์ซิลิคอนคาร์ไบด์ ซึ่งต้องมีการประมวลผลอาเรย์ไมโครรูสองประเภทที่มีขนาด D0.5×6.5 มม. (ความลึก-ถึง-อัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลาง 13:1) และ D1×6.5 มม. บนซับสเตรตของซิลิกอนคาร์ไบด์ที่มีความแข็ง HV2,700 เนื่องจากเป็นส่วนประกอบหลักของอุปกรณ์แกะสลักเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สาม- ส่วนประกอบนี้จึงต้องอาศัยการนำเข้ามาเป็นเวลานาน ความแม่นยำในการประมวลผลส่งผลโดยตรงต่อผลผลิตของชิป และการควบคุมการบิ่นและอัตราส่วนความลึก-ถึง-เส้นผ่านศูนย์กลางที่ก้าวหน้าในการประมวลผลไมโครโฮลได้กลายเป็นปัญหาคอขวดที่สำคัญสำหรับการทดแทนในประเทศ

‌ปัญหาการประมวลผลทางอุตสาหกรรม
โซลูชันการประมวลผลแบบดั้งเดิมเผชิญกับความท้าทายสามประการ:
ประการแรก ความแข็งของซิลิคอนคาร์ไบด์ใกล้เคียงกับเพชร และดอกสว่านธรรมดาสามารถประมวลผลได้เพียง 3-5 รูก่อนที่จะสึกหรอ
ประการที่สอง อัตราส่วนความลึก-ถึง-เส้นผ่านศูนย์กลาง 13:1 ทำให้การขจัดเศษเป็นเรื่องยาก ซึ่งอาจทำให้เกิดรอยขีดข่วนบนผนังรูหรือแม้กระทั่งการแตกหักของดอกสว่านได้ง่าย
ประการที่สาม ต้นทุนของ OEM นำเข้าสูงถึง 28,000 หยวนต่อชิ้น และมีรอบการจัดส่งนานถึง 6 เดือน ซึ่งจำกัดความปลอดภัยของห่วงโซ่อุปทานอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ในประเทศอย่างจริงจัง

‌บิเชนโซลูชั่น
เมื่อพิจารณาจากคุณลักษณะแข็งพิเศษ-และเปราะของซิลิกอนคาร์ไบด์ ทีม R&D ของ BISHEN ได้นำกระบวนการคอมโพสิต "การสั่นสะเทือนอัลตราโซนิก + การเจาะ PCD แบบรวม" มาใช้อย่างสร้างสรรค์:
การสั่นสะเทือนความถี่สูงอัลตราโซนิก 20kHz- ช่วยลดความต้านทานการตัดลง 45% และทำงานร่วมกับดอกสว่าน PCD (เพชรโพลีคริสตัลไลน์) ที่ออกแบบอย่างอิสระเพื่อให้การประมวลผลรูไมโคร 102 D0.5 มม. ต่อเนื่องและเสถียร และอายุการใช้งานของดอกสว่านตัวเดียวจะเพิ่มขึ้น 20 เท่า
การใช้เอฟเฟกต์คาวิเทชั่นล้ำเสียงเพื่อเพิ่มการซึมผ่านของสารหล่อเย็น การบิ่นของปากรูจะถูกควบคุมภายใน 0.018 มม. ซึ่งดีกว่ามาตรฐานอุตสาหกรรมที่ 0.03 มม.
การออกแบบเส้นทางการกำจัดเศษเกลียวแบบเดิมช่วยให้มั่นใจได้ว่าความหยาบของผนังรู Ra น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.4μm ของรูขนาดเล็กที่มีอัตราส่วนความลึก 13:1 -ถึง- ของเส้นผ่านศูนย์กลาง ตรงตามข้อกำหนดความสะอาดของระดับเซมิคอนดักเตอร์-

มูลค่าความก้าวหน้าทางเทคนิค
การตรวจสอบการประมวลผลนี้ประสบความสำเร็จในสองเหตุการณ์สำคัญ: เป็นครั้งแรกที่ต้นทุนการประมวลผลของไมโครรูแผ่นสเปรย์ซิลิกอนคาร์ไบด์ในประเทศลดลงเหลือ 1/3 ของราคานำเข้า และรอบการส่งมอบถูกบีบอัดเหลือ 15 วัน; ความก้าวหน้าที่มากขึ้น ขีดจำกัดการประมวลผลอัตราส่วนความลึก-ถึง-ได้เพิ่มขึ้นจากอัตราส่วนทั่วไปของอุตสาหกรรมที่ 8:1 เป็น 13:1 ให้การรับประกันชิ้นส่วนที่เป็นอิสระและควบคุมได้สำหรับอุปกรณ์ชิปกระบวนการขั้นสูงที่ต่ำกว่า 5 นาโนเมตร