Предыстория кейса: «Проблема тысячи-дырок» в производстве микросхем.
В области обработки полупроводниковых чипов кварцевое стекло широко используется при изготовлении распылительных дисков в процессе травления благодаря своей высокой чистоте, высокой термостойкости и химической стабильности. Требования ведущего производителя стружкоструйного оборудования к кварцевым напылительным дискам весьма репрезентативны:
Материал: Кварцевое стекло (твердость HV700).
Основные функции: диаметр 0,5 мм, микроотверстия глубиной 5 мм (соотношение глубины-к-диаметру 10:1), на диске диаметром 280 мм необходимо равномерно обработать 4996 отверстий.
Требования к точности: Округлость отверстия Меньше или равна ±5 мкм, ошибка положения.<0.02mm, hole edge collapse ≤0.15mm
Изначально производитель использовал традиционную технологию сверления, но столкнулся с двумя фатальными проблемами:
Узкое место в эффективности: обработка одного отверстия занимает 270 секунд, а обработка одного диска требует непрерывной работы в течение 34 дней;
Выход из-под контроля: разрушение края отверстия достигает 0,4 мм, в результате чего более 30% заготовок растрескиваются и ломаются из-за концентрации напряжений.
Решения BISHEN: Ультразвуковая технология подрывает традиционные ремесла
Учитывая хрупкие и твердые характеристики кварцевого стекла, команда исследований и разработок BISHEN предложила «ультразвуковую прецизионную систему гравировки и фрезерования», которая позволила реализовать три технических инновации:
① Технология высокочастотного-подавления ультразвуковых вибраций
Ультразвуковая вибрация частотой 20 кГц сокращает время контакта сверла с материалом до микросекунд, снижает силу резания на 65 % и подавляет разрушение кромки от корня.
② Встроенная настройка сверла PCD
Сверло изготовлено из цельного алмазного композитного листа (PCD), с точностью дуги режущей кромки ± 2 мкм и системой осевой коррекции 0,01 градуса, обеспечивающей прямолинейность отверстий глубиной 5 мм.
③ Инструмент для позиционирования вакуумной адсорбции
Воздушная плавающая платформа с независимым контролем нескольких зон стабилизирует погрешность плоскостности кварцевого диска диаметром 280 мм в пределах 0,005 мм, исключая отклонение положения сверления.
Сравнение данных обработки: двойной скачок в эффективности и точности
Решение было проверено клиентами в массовом производстве в течение трех месяцев подряд, а производительность распылительной пластины увеличилась с 67% до 98%, что позволяет производителям ежегодно экономить более 8 миллионов юаней на потерях кварцевого материала.
«Вдохновение для отрасли: технический поворот в прецизионной обработке»
Обработка микроотверстий в кварцевом-стекле когда-то была «узким местом», ограничивавшим модернизацию чип-оборудования. Благодаря инженерному применению ультразвуковой технологии BISHEN не только решил проблему обработки микро-отверстий с соотношением глубины-к-диаметру 10:1, но также подтвердил новую парадигму прецизионной обработки хрупких и твердых материалов - Замена простого повышения твердости инструмента высокочастотным контролем вибрации, которая имеет универсальное значение для сверх-прецизионной обработки. в таких отраслях, как производство керамики и оптического стекла.
О точности Бишен
БишенPrecision специализируется на производстве высокоточных-металлических деталей. Опираясь на современную производственную базу площадью 7500 квадратных метров, компания предлагает комплексные-решения для сложных конструктивных деталей в области аэрокосмической промышленности, медицинского оборудования и робототехники. Компания считает «чрезвычайную точность и надежность поставок» своей основной конкурентоспособностью и имеет возможность предоставлять полный-технологический сервис от модификации материалов, много-обработки с многоосным соединением до испытаний на микронном-уровне. Компания имеет систему управления качеством медицинского оборудования ISO 13485, сертификат AS9100 для аэрокосмической отрасли и другие квалификации, а также поставила в общей сложности более 200 000 ключевых деталей, помогая клиентам выйти за рамки точного производства.
