Ceramiche avanzate – Materiali duri

Utensili rivestiti in diamante CVD per materiali abrasivi non metallici: ceramica verde, SiC e quarzo

Materiali coperti

Ceramica verde allumina, nitruro di alluminio, carburo di silicio (SiC) verde grezzo, vetro di quarzo fuso, barre di grafite ad alta densità, grezzi in pietra composita

1. Difficoltà comuni di lavorazione

Tutti questi materiali non metallici fragili contengono grani di polvere abrasiva dura che usurano continuamente i taglienti:

1. Le lame grezze in ceramica e SiC riempite con polveri minerali rigide smussano i bordi in carburo in poche decine di minuti;
2. Il materiale di riempimento in fibra di vetro all'interno dei laminati per PCB usura rapidamente le micro-trapane durante la lavorazione dei microvia, riducendo la tolleranza del diametro del foro;
3. Il quarzo e il SiC sono estremamente fragili; i taglienti smussati causano scheggiature e crepe nel pezzo in lavorazione, con un elevato tasso di scarti;
4. I frequenti cambi di utensili riducono l'efficienza delle linee di produzione di massa automatizzate.

2. Vantaggi universali del rivestimento diamantato CVD

1. Resistenza all'abrasione estrema contro i materiali in polvere, durata degli utensili prolungata di 10-25 volte, costi di acquisto degli utensili da taglio e di fermo macchina notevolmente ridotti;
2. I bordi affilati della pellicola diamantata riducono al minimo scheggiature e crepe nei pezzi fragili, migliorando la resa del prodotto finito;
3. La conduttività termica superiore evita la formazione di crepe sui substrati ceramici e la carbonizzazione della resina dei PCB causate dal surriscaldamento localizzato;
4. Sono disponibili utensili personalizzati di microdiametro, estesi e di forma specifica per la lavorazione di microfori e cavità di precisione nei semiconduttori.

3. Selezione degli utensili in base al materiale

• Allumina / AlN ceramica verde: frese e punte da trapano con rivestimento diamantato CVD a micron spessi;
• Carburo di silicio SiC verde grezzo: rivestimento diamantato extra spesso e resistente all'usura per abrasione da polvere pesante;
• Barre in quarzo fuso e grafite densa: frese rivestite in nanodiamante per sezioni trasversali lisce e prive di sbavature.

4. Parametri di lavorazione di base consigliati

Velocità di taglio Vc: 200~600 m/min; Avanzamento per dente fz: 0,04~0,2 mm/z; Taglio a secco preferibile, raffreddamento minimo per il controllo della polvere.

5. Industrie applicative a valle

Componenti ceramici per il packaging di semiconduttori, semilavorati in SiC per dispositivi di potenza ad alta energia, circuiti stampati di precisione, componenti ottici in quarzo, elementi riscaldanti in grafite.

6. Limitazioni di applicazione

Adatto solo per semilavorati verdi non sinterizzati. La ceramica dura completamente sinterizzata e il SiC sinterizzato richiedono utensili in PCD brasati anziché con rivestimento diamantato CVD sottile.