MDAC와 전통적인 절단 방법 비교

1. 절단 효율

고정 연마 와이어 톱(FAWS)은 연마 입자와 작업물 간의 기계적 연마에 의존합니다. 절단 속도가 제한적이며, 특히 석영 및 실리콘 웨이퍼와 같은 단단한 재료를 다룰 때 더욱 그렇습니다.

와이어 전기 방전 가공(WEDM)은 고온 전기 방전을 사용하여 재료를 녹이고 기화시킵니다. 더 빠르지만, 재료의 미세 구조를 변경할 수 있는 큰 열 영향 구역(HAZ)을 생성합니다.

마이크로 방전 연마 절단(MDAC)은 전기 방전과 연마 그라인딩 메커니즘을 결합합니다. 방전 에너지와 연마 입자 크기를 조정함으로써, MDAC는 특히 고경도 재료에 대해 재료 제거 속도를 크게 향상시킬 수 있습니다.

2. 표면 품질 및 손상 제어

FAWS는 종종 표면에 깊은 긁힘을 남겨 석영 및 실리콘 절단에서 균열과 모서리 칩을 유발합니다.

WEDM은 열 효과로 인해 용융된 표면층을 생성하여 기계적 무결성을 감소시키고 후처리 요구 사항을 증가시킵니다.

MDAC는 방전 매개변수를 정밀하게 제어하여 서브서피스 손상과 잔여 응력을 효과적으로 줄이고 표면 마감을 개선하여 석영 및 실리콘 웨이퍼 가공에 이상적입니다.

3. 공구 마모 및 가공 비용

FAWS 와이어 공구는 시간이 지남에 따라 마모되어 정확도가 감소하고 자재 비용이 증가합니다.

WEDM은 전통적인 공구를 사용하지 않지만 전극 와이어의 빈번한 교체가 필요하며 에너지 소비가 더 높습니다.

MDAC는 최적화된 방전 에너지를 통해 마모를 최소화하고 와이어 톱의 수명을 연장하여 총 가공 비용을 줄입니다. 특히 석영과 같은 경질 재료의 정밀 가공에 적합합니다.

반도체 및 정밀 가공 산업에서의 MDAC 응용

MDAC는 실리콘 웨이퍼, 석영 기판 및 기타 고경도 재료에 대한 정밀 가공에서 엄청난 잠재력을 보여줍니다. 석영은 단단할 뿐만 아니라 우수한 열 안정성과 낮은 열 팽창 계수를 나타내어 고정밀 광학 및 전자 부품에서 매우 중요합니다.

그러나 전통적인 방법은 정밀도와 최소 손상에 대한 엄격한 요구를 충족하는 데 어려움을 겪습니다. MDAC는 방전 및 연마 메커니즘 간의 상호작용을 개선하여 절단 정확도를 향상시켜 산업의 높은 요구를 충족합니다. 이 기술은 MEMS 장치 제조 및 광학 부품 가공과 같은 마이크로 가공 분야에도 적용됩니다.

MDAC 기술: 고경도 재료 절단을 위한 우수한 솔루션

마이크로 방전 연마 절단(MDAC)은 방전과 기계적 연마를 결합하여 절단 효율성을 크게 향상시키면서 표면 손상과 에너지 소비를 줄입니다. FAWS 및 WEDM과 비교할 때, MDAC는 단결정 실리콘 및 석영과 같은 재료에 대해 특히 우수한 가공 특성을 제공합니다. 반도체, 광학 및 정밀 가공 산업에서 큰 가능성을 가지고 있습니다.

미래 연구는 방전 에너지 및 연마재 분포 최적화에 중점을 두어 가공 정밀도와 안정성을 더욱 향상시킬 것입니다. 반도체 및 고경도 재료 가공에 대한 최첨단 솔루션의 수요가 증가함에 따라, MDAC는 이 분야에서 선도적인 기술로 자리 잡을 준비가 되어 있습니다.

◆ 출처 : 과학식

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