So sánh giữa MDAC và các phương pháp cắt truyền thống

1. Hiệu suất cắt

Cưa dây mài mòn cố định (FAWS) dựa vào sự mài mòn cơ học giữa các hạt mài và chi tiết gia công. Tốc độ cắt của nó bị giới hạn, đặc biệt khi xử lý các vật liệu cứng như thạch anh và wafer silicon.

Gia công điện cực dây (WEDM) sử dụng các xung điện nhiệt độ cao để làm nóng chảy và bốc hơi vật liệu. Mặc dù nhanh hơn, nó tạo ra một vùng ảnh hưởng nhiệt lớn (HAZ) có thể làm thay đổi cấu trúc vi mô của vật liệu.

Cắt mài vi điện (MDAC) kết hợp cơ chế phóng điện và mài mòn. Bằng cách điều chỉnh năng lượng phóng điện và kích thước hạt mài, MDAC có thể cải thiện đáng kể tốc độ loại bỏ vật liệu, đặc biệt là đối với các vật liệu có độ cứng cao.

2. Chất lượng bề mặt và kiểm soát hư hỏng

FAWS thường để lại những vết xước sâu trên bề mặt, gây ra nứt và mẻ cạnh trong cắt thạch anh và silicon.

WEDM dẫn đến các lớp bề mặt nóng chảy do tác động nhiệt, làm giảm tính toàn vẹn cơ học và tăng yêu cầu xử lý sau.

MDAC cho phép kiểm soát chính xác các tham số phóng điện, hiệu quả trong việc giảm hư hỏng dưới bề mặt và ứng suất dư trong khi cải thiện độ hoàn thiện bề mặt—làm cho nó trở nên lý tưởng cho việc gia công thạch anh và wafer silicon.

3. Mòn dụng cụ và chi phí gia công

Dụng cụ dây FAWS bị mòn theo thời gian, dẫn đến độ chính xác giảm và chi phí vật liệu tăng.

WEDM không sử dụng dụng cụ truyền thống nhưng yêu cầu thay thế thường xuyên dây điện cực, với mức tiêu thụ năng lượng cao hơn.

MDAC, với năng lượng phóng điện tối ưu, giảm thiểu mòn mài và kéo dài tuổi thọ của dây cưa, giảm tổng chi phí gia công. Nó đặc biệt phù hợp cho việc gia công chính xác các vật liệu cứng như thạch anh.

Ứng dụng của MDAC trong ngành công nghiệp bán dẫn và gia công chính xác

MDAC cho thấy tiềm năng to lớn trong gia công chính xác, đặc biệt là cho các tấm silicon, nền quartz và các vật liệu có độ cứng cao khác. Quartz không chỉ cứng mà còn thể hiện độ ổn định nhiệt tuyệt vời và hệ số giãn nở nhiệt thấp, điều này làm cho nó trở nên quan trọng trong quang học chính xác cao và các linh kiện điện tử.

Tuy nhiên, các phương pháp truyền thống gặp khó khăn trong việc đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về độ chính xác và thiệt hại tối thiểu. MDAC tinh chỉnh sự tương tác giữa cơ chế phóng điện và mài mòn, nâng cao độ chính xác cắt để đáp ứng các yêu cầu cao của ngành. Công nghệ này cũng có thể áp dụng trong các lĩnh vực vi chế tạo như sản xuất thiết bị MEMS và xử lý linh kiện quang.

Công nghệ MDAC như một giải pháp vượt trội cho việc cắt vật liệu có độ cứng cao

Cắt mài vi phóng điện (MDAC) kết hợp giữa phóng điện và mài cơ học để cải thiện đáng kể hiệu suất cắt trong khi giảm thiểu hư hại bề mặt và tiêu thụ năng lượng. So với FAWS và WEDM, MDAC mang lại đặc tính gia công vượt trội, đặc biệt đối với các vật liệu như silicon đơn tinh thể và thạch anh. Nó hứa hẹn sẽ có nhiều tiềm năng trong ngành công nghiệp bán dẫn, quang học và gia công chính xác.

Nghiên cứu trong tương lai sẽ tập trung vào việc tối ưu hóa năng lượng xả và phân phối vật liệu mài để nâng cao độ chính xác và ổn định trong gia công. Với nhu cầu ngày càng tăng đối với các giải pháp tiên tiến trong chế biến vật liệu bán dẫn và vật liệu có độ cứng cao, MDAC đang sẵn sàng trở thành công nghệ hàng đầu trong lĩnh vực này.

◆ Nguồn: ScienceDirect

◆ Tài liệu tham khảo: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2024.11.208