Pozadí případu: „Problém s tisíci{0}děr“ ve výrobě čipů
V oblasti zpracování polovodičových čipů je křemenné sklo široce používáno při výrobě stříkacích kotoučů v procesu leptání díky své vysoké čistotě, vysoké teplotní odolnosti a chemické stabilitě. Požadavky na zpracování předního výrobce čipových zařízení pro křemenné stříkací kotouče jsou velmi reprezentativní:
Materiál: Křemenné sklo (tvrdost HV700)
Základní vlastnosti: 0,5 mm průměr, 5 mm hluboké mikro-otvory (poměr hloubky-k-průměru 10:1), 4 996 otvorů je třeba rovnoměrně zpracovat na disku o průměru 280 mm
Požadavky na přesnost: Kulatost otvoru Menší nebo rovna ±5μm, chyba polohy<0.02mm, hole edge collapse ≤0.15mm
Výrobce původně používal tradiční technologii vrtání, ale čelil dvěma fatálním problémům:
Úzké místo účinnosti: Zpracování jednoho otvoru trvá 270 sekund a zpracování jednoho disku vyžaduje nepřetržitý provoz po dobu 34 dnů;
Výnos mimo kontrolu: Zborcení okraje otvoru dosahuje 0,4 mm, což má za následek prasknutí a sešrotování více než 30 % obrobků v důsledku koncentrace napětí.
Řešení BISHEN: Ultrazvuková technologie podvrací tradiční řemesla
S ohledem na křehké a tvrdé vlastnosti křemenného skla navrhl tým výzkumu a vývoje BISHEN ultrazvukový přesný gravírovací a frézovací systém, který prorazil tři technické inovace:
① Technologie redukce vysokofrekvenčních ultrazvukových vibrací-
Ultrazvukové vibrace 20 kHz zkracují dobu kontaktu mezi vrtákem a materiálem na mikrosekundy, snižují řeznou sílu o 65 % a potlačují zborcení břitu od kořene.
② Přizpůsobení integrovaného PCD vrtáku
Vrták je vyroben z diamantového kompozitního plechu (PCD) z jednoho kusu, s přesností oblouku břitu ±2 μm a systémem axiální korekce 0,01 stupně pro zajištění přímosti 5 mm hlubokých otvorů.
③ Nástroj pro polohování vakuové adsorpce
Vzduchová plovoucí plošina s nezávislým ovládáním více oblastí stabilizuje chybu rovinnosti 280mm křemenného kotouče do 0,005 mm, čímž eliminuje odchylku polohy vrtání.
Porovnání zpracování dat: dvojnásobný skok v účinnosti a přesnosti
Řešení bylo ověřeno zákazníky v sériové výrobě po dobu tří po sobě jdoucích měsíců a výtěžnost stříkací desky se zvýšila ze 67 % na 98 %, což výrobcům každoročně ušetří více než 8 milionů juanů v nákladech na ztráty křemenného materiálu.
Inspirace v průmyslu: Technický zlom v přesném obrábění
Zpracování mikrootvorů z křemenného skla- bylo kdysi „úzkým hrdlem“, které omezovalo upgrade čipového zařízení. Prostřednictvím inženýrské aplikace ultrazvukové technologie společnost BISHEN nejen vyřešila problém zpracování mikro-otvorů s poměrem hloubek-k{4}}průměru 10:1, ale také ověřila nové paradigma pro přesné obrábění křehkých a tvrdých materiálů - nahrazení jednoduchého zvýšení-tvrdosti nástroje s vysokou frekvenční hodnotou pro vysokou frekvenci{ ultrapřesné obrábění v průmyslových odvětvích, jako je keramika a optické sklo.
O Bishen Precision
BishenPrecision se zaměřuje na-výrobu vysoce přesných kovových dílů. Opírá se o moderní výrobní základnu o rozloze 7 500 metrů čtverečních a poskytuje-jednotná řešení pro složité konstrukční díly v oblasti letectví, lékařských strojů a robotiky. Společnost považuje „extrémní přesnost a spolehlivé dodávky“ za svou klíčovou konkurenceschopnost a má schopnost poskytovat kompletní-procesní služby od úpravy materiálu, zpracování víceosého propojení až po mikronové-testování. Je držitelem systému managementu kvality zdravotnických prostředků ISO 13485, certifikace AS9100 pro letectví a kosmonautiky a dalších kvalifikací a celkem dodala více než 200 000 klíčových dílů, což zákazníkům pomáhá prolomit hranice přesné výroby.
