淺聊半導體行業超精密加工
伴隨中國半導(dǎo)體設備的發展,對於我們的(de)加工要求越來越高,過去我們加工0.01mm的精度已經非常難了,但現在出現了很多零(líng)件(jiàn)加工,精度動不動要求幾個um,在這種情況下很多時候,我們靠普通設備,隻能通過人員的技術水平和經驗(yàn),做出來,但很難進行穩定生產。也有很多朋友和客戶在向老(lǎo)易谘詢半導體(tǐ)行業的加工,怎麽樣滿足半導(dǎo)體行業零(líng)件的超高精度要求。在這(zhè)裏麵(miàn)老易(yì)淺談一下半導體的超精(jīng)密加工(gōng)。
我們今天從人機料法環測六個(gè)維(wéi)度分析,首(shǒu)先聲明老易本人對於半導體行業接觸也不是特點多(duō),更多的是通過收集一些公共信息(xī)和對於一些加工認知寫的,對的大家點個(gè)讚轉發,錯的大家私聊老易,給老易指出來。
機:對於超精密加工來說,首先(xiān)最重要的一定是(shì)機了(le)。裝備不行,我們水平再(zài)高也是巧婦難為無米之炊。所以設備非常重(chóng)要,這裏麵的設備老易(yì)在網上找到了一個我也認為比較公正的文章。作為參考。這些設備應該都是半導體行業的超精密加工的設備。這些設(shè)備順序不是排位,隻是老易想(xiǎng)到那就寫到那裏(lǐ)。
1.Mikron Mill P係列品(pǐn)牌+GF+這裏麵包括P係列的三軸機(jī)和P係列的五(wǔ)軸(zhóu)機。在24小時甚至更長加工(gōng)時間中,為確(què)保加(jiā)工工件達到優於5微米的高精度,機床則需要達到更(gèng)高的精密(mì)性。采用高剛性(xìng)、溫度穩定的(de)床身設計有效控製機床加工時(shí)的溫度和溫度變化,確保工件在長(zhǎng)時間加工中變化(huà)小於(yú)±3µm。同時該品牌的(de)五軸機的轉台,有使用老易代理的德國派士樂五(wǔ)軸轉台。
2.德國羅德斯品牌:roeders 200年曆史企業,家(jiā)族6代企業傳(chuán)承,主要以超精(jīng)密模具為主(zhǔ)。大理石床身搭(dā)配(pèi)直線(xiàn)電機和自(zì)己(jǐ)獨有的控製(zhì)係統,加(jiā)工效率極高。羅德斯在歐洲為高速機之王,該(gāi)設備在模具行業擁有大量的客戶。
3.瑞士菲爾曼機床品牌FEHLMANN 1930年的家族企業,發展戰(zhàn)略以“專、細”為方向,為保證產(chǎn)品品質機床幾乎所有環節(含主軸)都是以自己生產、研發、組裝為主。
4.德國科恩微精(jīng)技術有限公司(sī)品牌:KERN獨特大理石床身搭(dā)配靜(jìng)浮導軌及直線電機,保證機床定位精度2um,重(chóng)複定位精度1um。這個(gè)設備實際上在華南使用不多,但在華南的一個超級大廠裏麵有很多。
5.德國艾格索品牌exeron德(dé)國艾格索品牌以從模具放電及高端銑削為主。產品設計大膽前衛(wèi),床身采用高(gāo)強度(dù)大理石龍門結構,大理石床身,線電機驅(qū)動完美機械力學性能,使加工工件達到最高精度和(hé)表麵質量要求。另外這家公司的五軸機(jī)使用的轉台,就是老易(yì)代理的德國派士(shì)樂的(de)。
6.牧野iQ係列品(pǐn)牌(pái):makino iQ係列精密設備采用了先(xiān)進的直線(xiàn)電(diàn)機設計(jì),0.005微米級光柵尺(chǐ)反饋和無與倫比的元器件溫度控製。主軸:45000,為了確保使用不同刀具到達不同的加工表麵質(zhì)量的匹配性,iQ3係列機床集成了專有的牧野混合自動刀具長度測量係統(HyATLM),確保滿足各種項目的需求!
7.日本雅司達(亞斯達)品牌:YASDA亞(yà)斯達開發了(le)YMC430微中心,消(xiāo)除了滾(gǔn)珠主軸並采用了直線電機。定位精度為0.1微米適用(yòng)工件:光學模具、透鏡模具、電池油(yóu)料分離器模(mó)具、連接器模具、醫用(yòng)模具、衝頭模具、塑料或矽膠模具、齒輪、透鏡用小型模架等。部分(fèn)型號禁售中國
8.日本東芝UVM-450C品牌:toshiba東芝高速精密(mì)加工中心裝載(zǎi)空氣靜壓主軸,0.01μm的(de)高(gāo)精度進給結構,0.002μm高分解能力的直線光柵尺、高精度直(zhí)線導軌和直線電驅動控製技術,是專門為(wéi)光(guāng)學配件加工機,半導體關聯備件精密加工,超精密加工及其它,中小型(xíng)液晶顯示器用導光板模具加工
9.日本碌碌微細加工機床(chuáng)品牌:ROKU-ROKU日本碌碌以“加工(gōng)藝術家”為著稱,在日本也稱機(jī)王。多用(yòng)於半導體、芯片等微(wēi)孔、石墨等超精密加工。
10.日本希(xī)村(cūn)品(pǐn)牌HopHet希村超精密細微(wēi)加工中心是1972年日本隱形冠軍株式會社(shè)打造的品牌。機身采用水循環冷卻結構大理石床身、三軸匹配直線電機,42000高轉速,工件加工精度一(yī)直穩定2um,主要以半導體、光學模具行業為主。
除了上麵這10家外,我們的(de)國(guó)內的設備也開始在超精密加工方麵(miàn)在進步和(hé)突破,如深圳朗恩精密的設備,也(yě)在超精密(mì)加工方麵取得(dé)了突破(pò)。當然還有很多(duō)品牌也都在超精密(mì)加工領域(yù)裏麵有建樹(shù),這裏麵老易就不一(yī)一講(jiǎng)述。但不管怎麽樣,目前這些全球超精(jīng)度的設備一般采用以下技術:
1.床身采用大理石床身技術,礦(kuàng)物鑄件(jiàn)的剛性,礦物鑄件的吸震性,礦物鑄件的(de)熱穩定(dìng)性(xìng)。
2.采用(yòng)直線電機,直線電機最大特點是其沒有間隙,因此可以獲得更高的運動精度。
3.采(cǎi)用大量的冷卻技術,解決溫度對於機床部件的影響,不管是(shì)鑄鐵還是(shì)我們的大理石本質都會(huì)有變化,隻是大與小的問題(tí)。
4.采用高精度的光柵,一定是全閉環的。而且精度級別高於更多通用的級(jí)別。
環:這個(gè)是指我們的加工環(huán)境,環(huán)境就包括溫度、濕度、潔淨度、振動等(děng)等。
第一個是溫度。
對於我們的設備(bèi)的使用環境都(dōu)是有嚴格(gé)要求的,老易曾經前(qián)往(wǎng)一超精密車間,車間裏麵就有裏麵的米克朗設(shè)備和科恩設備,其設備都是放置在單(dān)獨的恒溫單元,並且采用(yòng)了雙玻璃。高精度設備除了自身的溫度控製(zhì)外,加工環境要求更高。
第二個是地基
我們很多企業會忽視對於地基(jī)的要求,老易(yì)同樣參觀過一家采購了德國的高精度設(shè)備(bèi),其(qí)為了給這台設備做地基,都用了幾(jǐ)個月,為什(shí)麽幾個月呢,因為之前做出來的地基沒有達到要求,造成(chéng)了重作。對於地基不僅僅是承載能力、拉伸能力,還有(yǒu)隔振能力,需要將外部振動的隔斷(duàn)設備地基外。
法:這(zhè)個就是我們的工藝了。
當我們的(de)設備選擇了,環境溫度也控製好了,地基也嚴格按(àn)照了設備(bèi)廠家要求,這個時(shí)候就(jiù)是加工工藝(yì)了。實際上所有的高(gāo)精(jīng)度的產品加工時候,都不可以一次做好,都是需要很多次的加工和熱處理,這個過程是為了(le)將加工過程的材料變化(huà),降到最低。所以如果您要做高精(jīng)度的產品,一定要找到(dào)懂(dǒng)從事高精度產品加工(gōng)的工藝人員。
測:就是我們(men)的測量。
對於我們超精密加工時候,如果我們都沒有辦法測出來時候,那麽我們怎麽知道我們的是否合格,或者怎麽優化。而這個測的級別就比(bǐ)我們的加(jiā)工設備會更高。至少需要高一個級別,我們才(cái)有可能測(cè)出來(lái)的。而我們的測量的設備更需要(yào)考(kǎo)慮前麵講的(de)環境。
上麵我們講了機、環、法、測這個四個維度(dù),另外的人和料同樣也會製約我們(men)是否能(néng)夠保(bǎo)證達到精度,當然在料的(de)方麵,更多時候是客戶指定出來的。我們必須嚴格按照要求進行。當我(wǒ)們的加工精度上(shàng)到這個級別時(shí)候,可以每個要素都是需要錢的。要打造一個超精密加工,實際上需(xū)要用(yòng)錢堆出來。
淺(qiǎn)聊半導體行業超精密加工
09-18-2025
