Contesto del caso: "Problema dei mille-buchi" nella produzione di chip
Nel campo della lavorazione dei chip semiconduttori, il vetro al quarzo è ampiamente utilizzato nella produzione di dischi spray nel processo di incisione grazie alla sua elevata purezza, resistenza alle alte temperature e stabilità chimica. I requisiti di lavorazione di un produttore leader di apparecchiature per trucioli per dischi di spruzzatura al quarzo sono molto rappresentativi:
Materiale: Vetro al quarzo (durezza HV700)
Funzionalità principali: diametro di 0,5 mm, micro-fori profondi 5 mm (rapporto tra profondità-e-diametro 10:1), 4.996 fori devono essere elaborati uniformemente su un disco con un diametro di 280 mm
Requisiti di precisione: Rotondità del foro Inferiore o uguale a ±5μm, errore di posizione<0.02mm, hole edge collapse ≤0.15mm
Originariamente il produttore utilizzava la tradizionale tecnologia di perforazione, ma dovette affrontare due problemi fatali:
Collo di bottiglia in termini di efficienza: l'elaborazione del foro singolo richiede 270 secondi e l'elaborazione del disco singolo richiede un funzionamento continuo per 34 giorni;
Resa fuori controllo: Il collasso del bordo del foro raggiunge 0,4 mm, con conseguente rottura e demolizione di oltre il 30% dei pezzi a causa della concentrazione delle sollecitazioni.
Soluzioni BISHEN: la tecnologia a ultrasuoni sovverte l'artigianato tradizionale
In considerazione delle caratteristiche fragili e dure del vetro al quarzo, il team di ricerca e sviluppo di BISHEN ha proposto il sistema di incisione e fresatura di precisione a ultrasuoni, che ha introdotto tre innovazioni tecniche:
① Tecnologia di riduzione delle vibrazioni a ultrasuoni ad alta- frequenza
La vibrazione ultrasonica a 20 kHz riduce il tempo di contatto tra la punta e il materiale a microsecondi, riduce la forza di taglio del 65% e sopprime il collasso del tagliente dalla radice.
② Personalizzazione integrale della punta in PCD
La punta è realizzata in un unico pezzo di foglio composito diamantato (PCD), con una precisione dell'arco tagliente di ± 2 μm e un sistema di correzione assiale di 0,01 gradi per garantire la rettilineità dei fori profondi 5 mm.
③ Utensile per il posizionamento dell'aspirazione del vuoto
La piattaforma flottante ad aria con controllo indipendente di più aree stabilizza l'errore di planarità del disco di quarzo da 280 mm entro 0,005 mm, eliminando la deviazione della posizione di perforazione.
Confronto elaborazione dati: doppio salto di efficienza e precisione
La soluzione è stata verificata dai clienti nella produzione di massa per tre mesi consecutivi e la resa della piastra di spruzzatura è aumentata dal 67% al 98%, facendo risparmiare ai produttori più di 8 milioni di yuan in costi di perdita di materiale di quarzo ogni anno.
Ispirazione del settore: la svolta tecnica della lavorazione meccanica di precisione
La lavorazione dei micro-fori del vetro al quarzo un tempo costituiva un "collo di bottiglia" che limitava l'aggiornamento delle apparecchiature per i chip. Attraverso l'applicazione ingegneristica della tecnologia a ultrasuoni, BISHEN non solo ha risolto il problema della lavorazione di micro-fori con un rapporto tra profondità-e-diametro di 10:1, ma ha anche verificato un nuovo paradigma per la lavorazione di precisione di materiali fragili e duri - Sostituendo il semplice aumento della durezza dell'utensile con il controllo delle vibrazioni ad alta-frequenza, che ha un valore universale per la lavorazione di ultra-precisione nei settori come ceramica e vetro ottico.
Informazioni su Bishen Precision
BishenPrecision si concentra sulla produzione-di parti metalliche di alta precisione. Basandosi su una moderna base produttiva di 7.500 metri quadrati, fornisce soluzioni complete-per parti strutturali complesse nei settori aerospaziale, dei macchinari medicali e della robotica. L'azienda ritiene che "l'estrema precisione e la consegna affidabile" siano i suoi principali obiettivi competitivi e ha la capacità di fornire servizi di processo completi-dalla modifica dei materiali, dall'elaborazione del collegamento multi-asse ai test a livello-micron. Possiede il sistema di gestione della qualità dei dispositivi medici ISO 13485, la certificazione aerospaziale AS9100 e altre qualifiche e ha fornito più di 200.000 parti chiave in totale, aiutando i clienti a superare i confini della produzione di precisione.
