晶片的超快旋转超声波微孔加工:扭转钻和钻石工具之间的比较研究
Shah Rumman Ansary1, Sarower Kabir1, Weilong Cong1
1Department of Industrial, Manufacturing, and Systems Engineering, Texas Tech University, Lubbock, TX 79409, USA.
Ultrasonics
|August 5, 2025
概括
在旋转超声波微孔加工 (RUμM) 中,超快的工具旋转大大降低了力,并提高了表面的完整性. 与以前的低速度方法相比,这种非传统的机械加工方法提供了更好的效率和工具性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
- 制造业 制造技术 制造技术
背景情况:
- 对于半导体至关重要,对于传感器和执行器等设备需要精确的微孔加工.
- 的脆性挑战了传统的机械加工,导致裂和快速工具磨损等缺陷.
- 现有的非传统加工 (NTM) 方法对微孔有局限性,包括热受影响的区域和化学品的使用.
研究的目的:
- 为了研究超快速工具旋转对旋超声波微孔加工 (RUμM) 的影响.
- 为了在超快速旋转条件下比较微扭曲钻机和钻石工具的性能.
- 评估超声波振动对加工质量和材料移除机制的影响.
主要方法:
- 在上对超快的RUμM (几万转/分钟) 的实验研究.
- 使用超声波振动和不使用超声波振动进行加工的比较.
- 评估微扭曲钻机和钻石工具的性能,包括切削力,工具磨损和表面完整性.
主要成果:
- 超快速的工具旋转大大减少了切削力和增强了表面完整性.
- 使用旋转钻孔钻孔产生均的微孔,但增加了工具磨损;用钻石工具磨削提高了工具寿命和降低了力.
- 超声波振动改善了材料的去除,但导致入口破碎/裂,同时最大限度地减少了出口损坏.
结论:
- 超快速的工具旋转是的RUμM的一个有希望的进步,克服了较低速度的限制.
- 工具选择 (钻孔与钻石) 和振动应用极大地影响的RUμM结果.
- 优化的RUμM参数可以提高半导体应用的微孔制造效率和质量.
