淺聊半導(dǎo)體行業(yè)超精密加工
伴隨中國半導(dǎo)體設(shè)備的發(fā)展，對于我們的加工要求越來越高，過去我們加工0.01mm的精度已經(jīng)非常難了，但現(xiàn)在出現(xiàn)了很多零件加工，精度動(dòng)不動(dòng)要求幾個(gè)um，在這種情況下很多時(shí)候，我們靠普通設(shè)備，只能通過人員的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)，做出來，但很難進(jìn)行穩(wěn)定生產(chǎn)。也有很多朋友和客戶在向老易咨詢半導(dǎo)體行業(yè)的加工，怎么樣滿足半導(dǎo)體行業(yè)零件的超高精度要求。在這里面老易淺談一下半導(dǎo)體的超精密加工。
我們今天從人機(jī)料法環(huán)測六個(gè)維度分析，首先聲明老易本人對于半導(dǎo)體行業(yè)接觸也不是特點(diǎn)多，更多的是通過收集一些公共信息和對于一些加工認(rèn)知寫的，對的大家點(diǎn)個(gè)贊轉(zhuǎn)發(fā)，錯(cuò)的大家私聊老易，給老易指出來。
機(jī)：對于超精密加工來說，首先最重要的一定是機(jī)了。裝備不行，我們水平再高也是巧婦難為無米之炊。所以設(shè)備非常重要，這里面的設(shè)備老易在網(wǎng)上找到了一個(gè)我也認(rèn)為比較公正的文章。作為參考。這些設(shè)備應(yīng)該都是半導(dǎo)體行業(yè)的超精密加工的設(shè)備。這些設(shè)備順序不是排位，只是老易想到那就寫到那里。
1.Mikron Mill P系列品牌+GF+這里面包括P系列的三軸機(jī)和P系列的五軸機(jī)。在24小時(shí)甚至更長加工時(shí)間中，為確保加工工件達(dá)到優(yōu)于5微米的高精度，機(jī)床則需要達(dá)到更高的精密性。采用高剛性、溫度穩(wěn)定的床身設(shè)計(jì)有效控制機(jī)床加工時(shí)的溫度和溫度變化，確保工件在長時(shí)間加工中變化小于±3μm。同時(shí)該品牌的五軸機(jī)的轉(zhuǎn)臺(tái)，有使用老易代理的德國派士樂五軸轉(zhuǎn)臺(tái)。
2.德國羅德斯品牌：roeders 200年歷史企業(yè)，家族6代企業(yè)傳承，主要以超精密模具為主。大理石床身搭配直線電機(jī)和自己獨(dú)有的控制系統(tǒng)，加工效率極高。羅德斯在歐洲為高速機(jī)之王，該設(shè)備在模具行業(yè)擁有大量的客戶。
3.瑞士菲爾曼機(jī)床品牌FEHLMANN 1930年的家族企業(yè)，發(fā)展戰(zhàn)略以“專、細(xì)”為方向，為保證產(chǎn)品品質(zhì)機(jī)床幾乎所有環(huán)節(jié)（含主軸）都是以自己生產(chǎn)、研發(fā)、組裝為主。
4.德國科恩微精技術(shù)有限公司品牌：KERN獨(dú)特大理石床身搭配靜浮導(dǎo)軌及直線電機(jī)，保證機(jī)床定位精度2um，重復(fù)定位精度1um。這個(gè)設(shè)備實(shí)際上在華南使用不多，但在華南的一個(gè)超級大廠里面有很多。
5.德國艾格索品牌exeron德國艾格索品牌以從模具放電及高端銑削為主。產(chǎn)品設(shè)計(jì)大膽前衛(wèi)，床身采用高強(qiáng)度大理石龍門結(jié)構(gòu)，大理石床身，線電機(jī)驅(qū)動(dòng)完美機(jī)械力學(xué)性能，使加工工件達(dá)到最高精度和表面質(zhì)量要求。另外這家公司的五軸機(jī)使用的轉(zhuǎn)臺(tái)，就是老易代理的德國派士樂的。
6.牧野iQ系列品牌：makino iQ系列精密設(shè)備采用了先進(jìn)的直線電機(jī)設(shè)計(jì)，0.005微米級光柵尺反饋和無與倫比的元器件溫度控制。主軸：45000，為了確保使用不同刀具到達(dá)不同的加工表面質(zhì)量的匹配性，iQ3系列機(jī)床集成了專有的牧野混合自動(dòng)刀具長度測量系統(tǒng)（HyATLM），確保滿足各種項(xiàng)目的需求！
7.日本雅司達(dá)（亞斯達(dá)）品牌：YASDA亞斯達(dá)開發(fā)了YMC430微中心，消除了滾珠主軸并采用了直線電機(jī)。定位精度為0.1微米適用工件：光學(xué)模具、透鏡模具、電池油料分離器模具、連接器模具、醫(yī)用模具、沖頭模具、塑料或硅膠模具、齒輪、透鏡用小型模架等。部分型號禁售中國
8.日本東芝UVM-450C品牌：toshiba東芝高速精密加工中心裝載空氣靜壓主軸，0.01μm的高精度進(jìn)給結(jié)構(gòu)，0.002μm高分解能力的直線光柵尺、高精度直線導(dǎo)軌和直線電驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)，是專門為光學(xué)配件加工機(jī)，半導(dǎo)體關(guān)聯(lián)備件精密加工，超精密加工及其它，中小型液晶顯示器用導(dǎo)光板模具加工
9.日本碌碌微細(xì)加工機(jī)床品牌：ROKU-ROKU日本碌碌以“加工藝術(shù)家”為著稱，在日本也稱機(jī)王。多用于半導(dǎo)體、芯片等微孔、石墨等超精密加工。
10.日本希村品牌HopHet希村超精密細(xì)微加工中心是1972年日本隱形冠軍株式會(huì)社打造的品牌。機(jī)身采用水循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)大理石床身、三軸匹配直線電機(jī)，42000高轉(zhuǎn)速，工件加工精度一直穩(wěn)定2um，主要以半導(dǎo)體、光學(xué)模具行業(yè)為主。
除了上面這10家外，我們的國內(nèi)的設(shè)備也開始在超精密加工方面在進(jìn)步和突破，如深圳朗恩精密的設(shè)備，也在超精密加工方面取得了突破。當(dāng)然還有很多品牌也都在超精密加工領(lǐng)域里面有建樹，這里面老易就不一一講述。但不管怎么樣，目前這些全球超精度的設(shè)備一般采用以下技術(shù)：
1.床身采用大理石床身技術(shù)，礦物鑄件的剛性，礦物鑄件的吸震性，礦物鑄件的熱穩(wěn)定性。
2.采用直線電機(jī)，直線電機(jī)最大特點(diǎn)是其沒有間隙，因此可以獲得更高的運(yùn)動(dòng)精度。
3.采用大量的冷卻技術(shù)，解決溫度對于機(jī)床部件的影響，不管是鑄鐵還是我們的大理石本質(zhì)都會(huì)有變化，只是大與小的問題。
4.采用高精度的光柵，一定是全閉環(huán)的。而且精度級別高于更多通用的級別。
環(huán)：這個(gè)是指我們的加工環(huán)境，環(huán)境就包括溫度、濕度、潔凈度、振動(dòng)等等。
第一個(gè)是溫度。
對于我們的設(shè)備的使用環(huán)境都是有嚴(yán)格要求的，老易曾經(jīng)前往一超精密車間，車間里面就有里面的米克朗設(shè)備和科恩設(shè)備，其設(shè)備都是放置在單獨(dú)的恒溫單元，并且采用了雙玻璃。高精度設(shè)備除了自身的溫度控制外，加工環(huán)境要求更高。
第二個(gè)是地基
我們很多企業(yè)會(huì)忽視對于地基的要求，老易同樣參觀過一家采購了德國的高精度設(shè)備，其為了給這臺(tái)設(shè)備做地基，都用了幾個(gè)月，為什么幾個(gè)月呢，因?yàn)橹白龀鰜淼牡鼗鶝]有達(dá)到要求，造成了重作。對于地基不僅僅是承載能力、拉伸能力，還有隔振能力，需要將外部振動(dòng)的隔斷設(shè)備地基外。
法：這個(gè)就是我們的工藝了。
當(dāng)我們的設(shè)備選擇了，環(huán)境溫度也控制好了，地基也嚴(yán)格按照了設(shè)備廠家要求，這個(gè)時(shí)候就是加工工藝了。實(shí)際上所有的高精度的產(chǎn)品加工時(shí)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(gè)過程是為了將加工過程的材料變化，降到最低。所以如果您要做高精度的產(chǎn)品，一定要找到懂從事高精度產(chǎn)品加工的工藝人員。
測：就是我們的測量。
對于我們超精密加工時(shí)候，如果我們都沒有辦法測出來時(shí)候，那么我們怎么知道我們的是否合格，或者怎么優(yōu)化。而這個(gè)測的級別就比我們的加工設(shè)備會(huì)更高。至少需要高一個(gè)級別，我們才有可能測出來的。而我們的測量的設(shè)備更需要考慮前面講的環(huán)境。
上面我們講了機(jī)、環(huán)、法、測這個(gè)四個(gè)維度，另外的人和料同樣也會(huì)制約我們是否能夠保證達(dá)到精度，當(dāng)然在料的方面，更多時(shí)候是客戶指定出來的。我們必須嚴(yán)格按照要求進(jìn)行。當(dāng)我們的加工精度上到這個(gè)級別時(shí)候，可以每個(gè)要素都是需要錢的。要打造一個(gè)超精密加工，實(shí)際上需要用錢堆出來。
淺聊半導(dǎo)體行業(yè)超精密加工
09-18-2025
