مقارنة بين MDAC وطرق القطع التقليدية

1. كفاءة القطع

منشار السلك الكاشط الثابت (FAWS) يعتمد على الطحن الميكانيكي بين الجسيمات الكاشطة وقطعة العمل. سرعة القطع محدودة، خاصة عند التعامل مع المواد الصلبة مثل الكوارتز وألواح السيليكون.

تشغيل التفريغ الكهربائي بالسلك (WEDM) يستخدم تفريغات كهربائية عالية الحرارة لذوبان وتبخير المادة. على الرغم من أنه أسرع، إلا أنه يخلق منطقة متأثرة بالحرارة كبيرة قد تغير البنية المجهرية للمادة.

القطع الكاشط بالميكرو تفريغ (MDAC) يجمع بين تفريغ الكهرباء وآليات الطحن الكاشط. من خلال ضبط طاقة التفريغ وحجم الجسيمات الكاشطة، يمكن لـ MDAC تحسين معدلات إزالة المواد بشكل كبير، خاصةً للمواد ذات الصلابة العالية.

2. جودة السطح والتحكم في الأضرار

غالبًا ما تترك أدوات FAWS خدوشًا عميقة على السطح، مما يتسبب في تشققات وتقشير الحواف في قطع الكوارتز والسيليكون.

تؤدي تقنية WEDM إلى طبقات سطحية منصهرة بسبب التأثيرات الحرارية، مما يقلل من السلامة الميكانيكية ويزيد من متطلبات المعالجة اللاحقة.

تمكن MDAC من التحكم الدقيق في معلمات التفريغ، مما يقلل بشكل فعال من الأضرار تحت السطحية والإجهاد المتبقي مع تحسين تشطيب السطح - مما يجعلها مثالية لقطع رقائق الكوارتز والسيليكون.

3. تآكل الأدوات وتكلفة المعالجة

تتآكل أدوات الأسلاك FAWS مع مرور الوقت، مما يؤدي إلى انخفاض الدقة وزيادة تكاليف المواد.

لا تستخدم WEDM أدوات تقليدية ولكنها تتطلب استبدالًا متكررًا لسلك القطب، مع استهلاك طاقة أعلى.

تقلل MDAC، مع طاقة التفريغ المحسّنة، من التآكل الكاشط وتطيل عمر منشار السلك، مما يقلل من إجمالي تكاليف المعالجة. إنها مناسبة بشكل خاص للمعالجة الدقيقة للمواد الصلبة مثل الكوارتز.

تطبيقات MDAC في صناعات أشباه الموصلات والمعالجة الدقيقة

تظهر MDAC إمكانيات هائلة في التصنيع الدقيق، خاصة لرقائق السيليكون، والركائز الكوارتزية، ومواد أخرى ذات صلابة عالية. الكوارتز ليس فقط صلبًا ولكنه أيضًا يظهر استقرارًا حراريًا ممتازًا ومعامل تمدد حراري منخفض، مما يجعله حاسمًا في البصريات عالية الدقة والمكونات الإلكترونية.

ومع ذلك، تكافح الطرق التقليدية لتلبية المتطلبات الصارمة للدقة والحد الأدنى من الضرر. تقوم MDAC بتحسين التفاعل بين آليات التفريغ والمواد الكاشطة، مما يعزز دقة القطع لتلبية المتطلبات العالية للصناعة. كما أن هذه التقنية قابلة للتطبيق في مجالات التصنيع الدقيق مثل تصنيع أجهزة MEMS ومعالجة المكونات البصرية.

تكنولوجيا MDAC كحل متفوق لقطع المواد عالية الصلابة

القطع الكاشط بالميكرو تفريغ (MDAC) يجمع بين التفريغ والطحن الميكانيكي لتحسين كفاءة القطع بشكل كبير مع تقليل تلف السطح واستهلاك الطاقة. مقارنةً بـ FAWS و WEDM، يوفر MDAC خصائص تشغيلية متفوقة، خاصةً للمواد مثل السيليكون أحادي البلورة والكوارتز. إنه يحمل وعدًا كبيرًا في صناعات أشباه الموصلات والبصريات والتشغيل الدقيق.

ستركز الأبحاث المستقبلية على تحسين طاقة التفريغ وتوزيع المواد الكاشطة لتعزيز دقة المعالجة واستقرارها بشكل أكبر. مع تزايد الطلبات على الحلول المتطورة في معالجة المواد شبه الموصلة والمواد عالية الصلابة، فإن MDAC مستعدة لتصبح تقنية رائدة في هذا المجال.

◆ المصدر: Sciencedirect

◆ المرجع: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2024.11.208