Giới thiệu

Ngành công nghiệp bán dẫn, nền tảng của công nghệ hiện đại, đòi hỏi các kỹ thuật gia công có thể mang lại độ chính xác cao, chi tiết phức tạp và khả năng làm việc với các vật liệu dễ vỡ. Gia công siêu âm (USM) là một kỹ thuật như vậy, vượt trội trong các lĩnh vực này. Quy trình gia công không theo truyền thống này đặc biệt hiệu quả đối với các vật liệu giòn và cứng, khiến nó trở nên lý tưởng cho sản xuất chất bán dẫn. Bài viết này khám phá vai trò của gia công siêu âm trong ngành công nghiệp bán dẫn, lợi ích, ứng dụng của nó và lý do tại sao nó được coi là một kỹ thuật gia công chính.

Tìm hiểu về gia công siêu âm

Gia công siêu âm (USM) liên quan đến việc sử dụng rung động siêu âm tần số cao để loại bỏ vật liệu khỏi phôi. Quy trình này đặc biệt phù hợp với các vật liệu giòn và cứng, chẳng hạn như gốm sứ, thủy tinh và silicon, thường được sử dụng trong ngành công nghiệp bán dẫn.

Gia công siêu âm hoạt động như thế nào:

• Thiết lập: Phôi được cố định tại chỗ và một dụng cụ rung ở tần số siêu âm (thường là 20 kHz đến 40 kHz). Dụng cụ thường được làm bằng vật liệu cứng hơn phôi.
• Hoạt động: Một hỗn hợp bùn mài mòn (hỗn hợp các hạt mài mòn và chất lỏng) được đưa vào vùng gia công. Các rung động tần số cao của dụng cụ khiến các hạt mài mòn tác động lên bề mặt phôi, loại bỏ vật liệu thông qua quá trình vi tinh thể hóa và xói mòn.
• Loại bỏ vật liệu: Vật liệu dần bị xói mòn tại các khu vực chịu tác động, cho phép định hình phôi chính xác và phức tạp.

Lợi ích của gia công siêu âm trong ngành công nghiệp bán dẫn

Gia công vật liệu giòn:

• Lợi ích: USM có thể gia công hiệu quả các vật liệu giòn mà không gây nứt hoặc hư hỏng.
• Tác động: Cho phép sản xuất các thành phần bán dẫn tinh vi từ các vật liệu như silicon, thạch anh và thủy tinh.

Độ chính xác và độ tin cậy cao:

• Lợi ích: USM cung cấp độ chính xác và độ tin cậy cao, có khả năng đạt được dung sai chặt chẽ và các chi tiết tinh xảo.
• Tác động: Đảm bảo rằng các thành phần bán dẫn đáp ứng các tiêu chuẩn khắt khe cần thiết để có hiệu suất tối ưu.

Hình học phức tạp:

• Lợi ích: USM có thể tạo ra các hình dạng phức tạp và các đặc điểm tinh xảo mà các phương pháp gia công truyền thống khó đạt được.
• Tác động: Hỗ trợ phát triển các thiết bị bán dẫn tiên tiến có hình dạng và chức năng phức tạp
.

Hiệu ứng nhiệt tối thiểu:

• Lợi ích: USM tạo ra nhiệt tối thiểu trong quá trình gia công, ngăn ngừa hư hỏng do nhiệt đối với phôi.
• Tác động: Duy trì tính toàn vẹn và các đặc tính của vật liệu bán dẫn nhạy nhiệt.

Không có ứng suất cơ học:

• Lợi ích: USM là một quy trình không tiếp xúc, nghĩa là không có lực vật lý nào tác động vào phôi.
• Tác động: Ngăn ngừa biến dạng và hư hỏng, bảo toàn độ chính xác và chất lượng của các thành phần dễ vỡ.

Ứng dụng của gia công siêu âm trong ngành công nghiệp bán dẫn

Hệ thống vi cơ điện tử (MEMS):

• Mô tả: Thiết bị MEMS bao gồm các thành phần cơ học nhỏ tương tác với mạch điện tử.
• Vai trò của USM: Tạo ra các tính năng phức tạp và chính xác, chẳng hạn như các kênh siêu nhỏ, các lỗ siêu nhỏ và các cấu trúc 3D phức tạp, cần thiết cho chức năng của MEMS.

Wafer bán dẫn:

• Mô tả: Các lát mỏng vật liệu bán dẫn được sử dụng làm chất nền cho mạch tích hợp và các thiết bị bán dẫn khác.
• Vai trò của USM: Cắt, khoan và định hình chính xác các wafer để đảm bảo độ dày đồng đều, các cạnh mịn và các hoa văn phức tạp.

Linh kiện quang điện tử:

• Mô tả: Các thiết bị tương tác với ánh sáng, chẳng hạn như đèn LED, bộ tách sóng quang và điốt laser.
• Vai trò của USM: Gia công thấu kính quang học, ống dẫn sóng và các thành phần khác với độ chính xác cao và các chi tiết tinh xảo để nâng cao hiệu suất quang học.

Chất nền gốm:

• Mô tả: Vật liệu cách điện được sử dụng trong các thiết bị bán dẫn để hỗ trợ và kết nối các thành phần điện tử.
• Vai trò của USM: Khoan, định hình và tạo hoa văn cho các chất nền gốm một cách chính xác để tạo ra các đường dẫn cho các kết nối điện.

Linh kiện đóng gói:

• Mô tả: Vật liệu và cấu trúc được sử dụng để bảo vệ các thiết bị bán dẫn và đảm bảo độ tin cậy của chúng.
• Vai trò của USM: Gia công các linh kiện đóng gói phức tạp, chẳng hạn như vỏ và đầu nối, với độ chính xác cao và các tính năng tinh xảo.

Thách thức và giải pháp trong gia công siêu âm cho ngành công nghiệp bán dẫn

Mài mòn dụng cụ:

• Thách thức: Dụng cụ trong USM có thể bị mòn theo thời gian, ảnh hưởng đến độ chính xác và độ tin cậy.
• Giải pháp: Sử dụng vật liệu dụng cụ chất lượng cao và tối ưu hóa các thông số gia công để giảm thiểu độ mài mòn và duy trì độ chính xác.

Quản lý bùn mài mòn:

• Thách thức: Cần xử lý và thải bỏ bùn mài mòn đúng cách để ngăn ngừa ô nhiễm và tác động đến môi trường.
• Giải pháp: Triển khai các hệ thống quản lý bùn hiệu quả và các phương pháp tái chế để xử lý và thải bỏ bùn một cách an toàn.

Chất lượng hoàn thiện bề mặt:

• Thách thức: Đạt được độ hoàn thiện bề mặt mong muốn có thể là một thách thức do bản chất mài mòn của quy trình.
• Giải pháp: Sử dụng vật liệu mài mịn và tối ưu hóa các thông số gia công để đạt được bề mặt hoàn thiện mịn hơn.

Tốc độ gia công:

• Thách thức: USM có thể chậm hơn so với các phương pháp gia công truyền thống.
• Giải pháp: Tối ưu hóa các thông số quy trình và sử dụng thiết bị siêu âm tiên tiến để cải thiện tốc độ gia công mà không ảnh hưởng đến độ chính xác.

Kết luận

Gia công siêu âm (USM) là một kỹ thuật quan trọng trong ngành công nghiệp bán dẫn, cung cấp độ chính xác, độ tin cậy và khả năng gia công các vật liệu giòn và cứng cần thiết cho sản xuất chất bán dẫn. Khả năng tạo ra hình học phức tạp và các chi tiết tinh xảo, cùng với hiệu ứng nhiệt tối thiểu và không có ứng suất cơ học, khiến USM trở nên không thể thiếu để sản xuất các thành phần bán dẫn chất lượng cao. Khi nhu cầu về các thiết bị bán dẫn tiên tiến và thu nhỏ tiếp tục tăng, USM sẽ vẫn là một quy trình quan trọng, thúc đẩy sự đổi mới và xuất sắc trong ngành công nghiệp bán dẫn.

MTS Vietnam là một công ty nổi bật chuyên về sản xuất các bộ phận cơ khí chính xác, được thành lập vào năm 2017. Công ty nhanh chóng trở thành một tên tuổi uy tín tại thị trường Việt Nam và Đông Nam Á. Chuyên môn của MTS Vietnam bao gồm gia công phay và tiện CNC từ nhiều loại vật liệu như Nhôm, Thép, Inox, POM, và các loại nhựa kỹ thuật. MTS Vietnam cam kết hỗ trợ khách hàng thành công và phấn đấu trở thành công ty hàng đầu trong lĩnh vực gia công cơ khí chính xác ở Việt Nam và quốc tế.

Bên cạnh dịch vụ gia công, MTS Vietnam còn cung cấp dịch vụ lắp ráp cho các bộ phận và máy móc, cũng như dịch vụ lập trình CNC. Phạm vi dịch vụ toàn diện này nhằm mục đích cung cấp các giải pháp và lợi ích tối ưu cho khách hàng thông qua hệ thống và thế mạnh của công ty. MTS Vietnam nhấn mạnh tầm quan trọng của việc đầu tư vào công nghệ mới và thiết bị kiểm soát chất lượng để đảm bảo có thể cung cấp hàng hóa với giá cạnh tranh và đúng hạn.

WORKSHOP: 248/10 ĐT743A Street, Binh Thung 1 Quarter, Binh An Ward, Di An City, Binh Duong Province, Vietnam

Tel/zalo/viber: 0908.345.109

Email: phanhoang@mtsvietnam.vn | info@mtsvietnam.vn

Website: www.mtsvietnam.vn (Thị trường Toàn cầu) | www.mtsvietnam-jp.com (日本)

For USA Sales, please contact MTS USA at:

Tel/zalo/viber: 978-777-1716

Email: sales@mts-usasales.com

Website: www.mtsvietnam.us (Thị trường Mỹ)