ការកែច្នៃ CNC សម្រាប់ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក៖
ការផលិតដ៏ជាក់លាក់នៅក្នុងបេះដូងនៃបដិវត្តន៍បន្ទះឈីប
ឧស្សាហកម្មស៊ីមីកុងដុកទ័រ គឺជាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃបច្ចេកវិទ្យាទំនើប។ ចាប់ពីស្មាតហ្វូន និងកុំព្យូទ័រយួរដៃ រហូតដល់ប្រព័ន្ធបញ្ញាសិប្បនិម្មិត យានយន្តអគ្គិសនី និងឧបករណ៍វេជ្ជសាស្ត្រទំនើបៗ ស្ទើរតែគ្មានអ្វីដំណើរការនៅថ្ងៃនេះទេ បើគ្មានសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នា (ICs)។ នៅក្នុងស្នូលនៃឧស្សាហកម្មនេះ គឺមានតម្រូវការដ៏រឹងមាំសម្រាប់ភាពជាក់លាក់ដែលវាស់វែងជាមីក្រូម៉ែត្រ និងសូម្បីតែណាណូម៉ែត្រ។
ខណៈពេលដែលការថតចម្លងដោយពន្លឺ ការដាក់ស្រទាប់ស្តើង និងការឆ្លាក់ គ្របដណ្ដប់លើចំណងជើងព័ត៌មាន នៅពេលដែលមនុស្សនិយាយអំពីការផលិតបន្ទះឈីប កត្តាជំរុញដ៏សំខាន់មួយដែលជារឿយៗមិនសូវត្រូវបានគេឱ្យតម្លៃ ប៉ុន្តែមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងណាស់ មាននៅពីក្រោយឆាក៖ ការកែច្នៃដោយការគ្រប់គ្រងលេខកុំព្យូទ័រ (CNC)។ ការកែច្នៃដោយ CNC ដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ផលិតសមាសធាតុដែលរាបស្មើខ្លាំង មានស្ថេរភាពកម្ដៅ និងល្អឥតខ្ចោះខាងធរណីមាត្រ ដែលធ្វើឱ្យឧបករណ៍ផលិតស៊ីមីកុងដុកទ័រអាចធ្វើទៅបាន។
អត្ថបទនេះស្វែងយល់ពីមូលហេតុដែលការកែច្នៃ CNC នៅតែមិនអាចខ្វះបាននៅក្នុងប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ីឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក ដែលសមាសធាតុពឹងផ្អែកលើវា សម្ភារៈ និងការអត់ធ្មត់ដែលពាក់ព័ន្ធ ការវិវត្តនៃឧបករណ៍ម៉ាស៊ីន និងដំណើរការ និងបញ្ហាប្រឈមនាពេលអនាគត នៅពេលដែលឧស្សាហកម្មនេះផ្លាស់ប្តូរឆ្ពោះទៅរកការផលិតសម័យអង់ស្ត្រូម។
ហេតុអ្វីបានជាការកែច្នៃ CNC នៅតែមានសារៈសំខាន់នៅក្នុងឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក
បរិក្ខាររោងចក្រផលិតឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក (fab) មានឧបករណ៍ដំណើរការរាប់រយ ដែលឧបករណ៍នីមួយៗមានតម្លៃចាប់ពី ១០ លានដុល្លារ ដល់ជាង ៤០០ លានដុល្លារ (ក្នុងករណីប្រព័ន្ធ High-NA EUV របស់ ASML)។ ស្ទើរតែគ្រប់ឧបករណ៍ទាំងនេះមានគ្រឿងបន្លាស់ម៉ាស៊ីនដែលមានភាពជាក់លាក់រាប់រយ ឬរាប់ពាន់។មូលហេតុចម្បងដែលម៉ាស៊ីន CNC មិនអាចជំនួសបានទាំងស្រុង៖
- ភាពស្មុគស្មាញខាងធរណីមាត្រខ្លាំង៖ សមាសធាតុជាច្រើនមានបណ្តាញត្រជាក់ខាងក្នុងដ៏ស្មុគស្មាញ រន្ធសមាមាត្រខ្ពស់ ជញ្ជាំងស្តើង និងវណ្ឌវង្ក 3D ដ៏ស្មុគស្មាញ ដែលពិបាក ឬមិនអាចផលិតបានជាមួយនឹងវិធីសាស្ត្រចាក់ ការក្លែងបន្លំ ឬវិធីសាស្ត្របន្ថែមសុទ្ធ។
- ភាពចម្រុះនៃសម្ភារៈ៖ ឧបករណ៍ស៊ីមីកុងដុកទ័រប្រើប្រាស់អាលុយមីញ៉ូម ដែកអ៊ីណុក (ស៊េរី 300, 316L, 17-4PH) ទីតានីញ៉ូម ទង់ដែង សេរ៉ាមិច (Al₂O₃, AlN, SiC) យ៉ាន់ស្ព័រអ៊ីណុក និងយ៉ាន់ស្ព័រយក្ស។ CNC អាចដោះស្រាយទាំងអស់នេះបាន។
- ភាពអត់ធ្មត់តឹងរ៉ឹងខ្លាំង៖ ភាពរាបស្មើ 1–5 µm ឆ្លងកាត់អង្កត់ផ្ចិត 450 mm ទីតាំងរន្ធ ±2 µm ភាពរដុបនៃផ្ទៃ Ra < 0.1 µm និងភាពស្របគ្នា < 2 µm គឺជារឿងធម្មតា។
- ភាពឆបគ្នានៃសុញ្ញកាស និងប្លាស្មា៖ គ្រឿងបន្លាស់ត្រូវតែអាចទប់ទល់នឹងប្លាស្មាហ្វ្លុយអូរីន ឬក្លរីនដែលមានប្រតិកម្មខ្លាំង សុញ្ញកាសកម្រិតខ្ពស់បំផុត (10⁻⁹ mbar) និងសីតុណ្ហភាពចាប់ពី −100 °C ដល់ >800 °C ដោយមិនបញ្ចេញឧស្ម័ន ឬបង្កើតភាគល្អិត។
- ការជួសជុល និងការកែលម្អ៖ គ្រឿងបន្លាស់ជាច្រើន (ឧទាហរណ៍ ការជួសជុលក្បាលទ្រអេឡិចត្រូស្តាទិច) ត្រូវបានកែច្នៃ ស្រោបឡើងវិញ និងប្រគល់ឲ្យប្រើប្រាស់វិញម្តងហើយម្តងទៀត — វដ្តនេះអាចធ្វើទៅបានតែជាមួយដំណើរការដកចេញប៉ុណ្ណោះ។
សមាសធាតុសំខាន់ៗផលិតដោយម៉ាស៊ីន CNC
១. បន្ទប់បូមធូលី និងស៊ុមរចនាសម្ព័ន្ធធំៗ
ឧបករណ៍បន្ទះស្តើងទំនើបទំហំ 300 មីលីម៉ែត្រ និងទំហំ 450 មីលីម៉ែត្រដែលទើបចេញថ្មីៗ មានបន្ទប់បូមខ្យល់អាលុយមីញ៉ូម ឬដែកអ៊ីណុក ដែលអាចមានទម្ងន់ច្រើនតោន ប៉ុន្តែត្រូវរក្សាភាពស្របគ្នានៃជញ្ជាំង និងភាពសំប៉ែតនៃគែមឲ្យនៅត្រឹម < 10 µm។ បន្ទប់ទាំងនេះជាធម្មតាត្រូវបានផលិតពីការក្លែងក្លាយអាលុយមីញ៉ូម 6061-T6 ឬបន្ទះដែកអ៊ីណុក 316L នៅលើម៉ាស៊ីនកិនអ័ក្ស 5 ធំៗ ជាមួយនឹងផ្លូវណែនាំអ៊ីដ្រូស្តាទិច។
2. ដំណាក់កាលបន្ទះស្តើង និងដំណាក់កាលរ៉េទីល
បេះដូងនៃឧបករណ៍លីចូក្រាហ្វី EUV និង DUV គឺជាដំណាក់កាលវ៉ាហ្វឺរដែលរំកិលវ៉ាហ្វឺរស៊ីលីកុន 300 មីលីម៉ែត្រនៅក្រោមអុបទិកបញ្ចាំងនៅល្បឿន > 8g ខណៈពេលដែលរក្សាភាពត្រឹមត្រូវនៃទីតាំងកម្រិតណាណូម៉ែត្រ។ ដំណាក់កាលទាំងនេះគឺជាការផ្គុំស្មុគស្មាញនៃផ្នែកសេរ៉ាមិច (SiSiC, Zerodur, ULE) ឬអាលុយមីញ៉ូមដែលត្រូវបានម៉ាស៊ីនទៅតាមភាពអត់ធ្មត់អនុមីក្រូន ហើយបន្ទាប់មកត្រូវបានលាបដោយដៃ ឬប្រែក្លាយដោយពេជ្រទៅជាធរណីមាត្រចុងក្រោយ។
៣. ចង្កឹះអេឡិចត្រូស្តាទិច (ESC)
ក្បាលដែកអេឡិចត្រូស្តាទិចកាន់បន្ទះបន្ទះឱ្យរាបស្មើឥតខ្ចោះអំឡុងពេលបោះពុម្ពលីតូក្រាហ្វី ការឆ្លាក់ និងការដាក់ស្រទាប់លោហៈ។ ផ្ទៃឌីអេឡិចត្រិច (ជាធម្មតាសេរ៉ាមិច Al2O3 ឬ AlN ដែលបាញ់លើមូលដ្ឋានអាលុយមីញ៉ូម ឬម៉ូលីបដិម) ត្រូវតែត្រូវបានម៉ាស៊ីន និងប៉ូលាឱ្យរលោងរហូតដល់កម្រិតសំប៉ែតពីកំពូលទៅជ្រលងភ្នំ < 1 µm ឆ្លងកាត់ 300 mm។ មូលដ្ឋានខ្លួនវាទាមទារបណ្តាញត្រជាក់ខាងក្នុងដ៏ស្មុគស្មាញដែលត្រូវបានម៉ាស៊ីនដោយម៉ាស៊ីនកិន CNC ល្បឿនលឿន ឬខ្សែ EDM។
៤. ក្បាលផ្កាឈូកចែកចាយឧស្ម័ន និងចិញ្ចៀនគែម
ឧបករណ៍ឆ្លាក់ និងដាក់លោហៈប្លាស្មាប្រើក្បាលផ្កាឈូកដែលមានរន្ធរាប់ពាន់ដែលមានទំហំ និងទីតាំងយ៉ាងជាក់លាក់ (អង្កត់ផ្ចិត 50–500 µm) ដើម្បីបញ្ជូនឧស្ម័នដំណើរការឯកសណ្ឋាន។ ជាធម្មតា ទាំងនេះត្រូវបានផលិតចេញពីអាលុយមីញ៉ូម ស៊ីលីកុន ឬរ៉ែថ្មខៀវដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់ ដែលជារឿយៗប្រើមជ្ឈមណ្ឌលម៉ាស៊ីន CNC ច្រើនអ័ក្សជាមួយនឹងសមត្ថភាពខួងដោយប្រើអ៊ុលត្រាសោន ឬជំនួយឡាស៊ែរ។
៥. គ្រឿងបន្លាស់អុបទិក និងម៉ោន
បច្ចេកវិទ្យាលីតូក្រាហ្វី EUV ដំណើរការនៅរលកពន្លឺ 13.5 nm និងប្រើកញ្ចក់ច្រើនស្រទាប់ម៉ូលីបដិន-ស៊ីលីកុនឆ្លុះបញ្ចាំង។ ស្រទាប់កញ្ចក់ (ជាធម្មតាកញ្ចក់ Zerodur ឬ ULE) ត្រូវបានម៉ាស៊ីនរដុបដំបូងដោយការបង្វិលពេជ្រចំណុចតែមួយ ឬការកិនដោយភាពជាក់លាក់ បន្ទាប់មកត្រូវបានប៉ូលាដោយអុបទិក។ ជើងទម្រគីណេម៉ាទិកដែលកាន់កញ្ចក់ទាំងនេះត្រូវតែត្រូវបានម៉ាស៊ីន CNC ពី Invar ឬ Super Invar ដើម្បីកាត់បន្ថយការបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយកម្ដៅ។
សម្ភារៈដែលប្រើក្នុងម៉ាស៊ីន CNC សេមីកុងដុកទ័រ
១. យ៉ាន់ស្ព័រអាលុយមីញ៉ូម
6061-T6 នៅតែជាដែកថែបដ៏ល្អបំផុត ដោយសារតែមានសមត្ថភាពកែច្នៃបានយ៉ាងល្អ កម្លាំងខ្លាំងសមរម្យ និងតម្លៃទាប។ ដើម្បីភាពរឹងខ្ពស់ និងការពង្រីកកម្ដៅទាប យ៉ាន់ស្ព័រអាលុយមីញ៉ូមដែលមានកម្មសិទ្ធិដូចជា Al 6061-RAM2, RSA-6061 ឬ Cearun™ (អាលុយមីញ៉ូមពង្រឹងដោយសេរ៉ាមិច) ត្រូវបានប្រើប្រាស់។
២. យ៉ាន់ស្ព័រពង្រីកទាប
Invar 36 និង Super Invar (ដែលមានកូបាល់បន្ថែម) ផ្តល់នូវការពង្រីកកម្ដៅ < 1 ppm/°C ហើយមានសារៈសំខាន់សម្រាប់សមាសធាតុដំណាក់កាល reticle និង wafer។
៣. សេរ៉ាមិច និងកែវបច្ចេកទេស
- កាបូនស៊ីលីកុនដែលជ្រៀតចូលដោយស៊ីលីកុន (SiSiC)
- កាបូនស៊ីលីកុនដែលមានប្រតិកម្ម (RBSC)
- កញ្ចក់ពង្រីកទាបបំផុត Zerodur® (Schott) និង ULE® (Corning)
- អាលុយមីញ៉ូមនីទ្រីត (AlN) និងអាលុយមីណា (Al2O3) សម្រាប់ចង្កឹះអេឡិចត្រូស្តាទិច
សម្ភារៈផុយស្រួយទាំងនេះតម្រូវឱ្យមានដំណើរការ CNC ឯកទេស៖ ម៉ាស៊ីនអ៊ុលត្រាសោន ការកិនតាមរបប ductile ឬការម៉ាស៊ីនជំនួយដោយឡាស៊ែរ។
៤. លោហធាតុដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់
ម៉ូលីបដិន ស្តែន និងទីតានីញ៉ូម ត្រូវបានប្រើសម្រាប់សមាសធាតុដែលប៉ះពាល់នឹងប្លាស្មាហ្វ្លុយអូរីន។ លោហធាតុធន់នឹងភ្លើងទាំងនេះទាមទារម៉ាស៊ីន CNC រឹង មានកម្លាំងបង្វិលជុំខ្ពស់ និងឧបករណ៍ពេជ្រពហុគ្រីស្តាលីន (PCD)។
សមាសធាតុស៊ីមីកុងដុកទ័រធម្មតាដែលផលិតដោយម៉ាស៊ីន CNC
សមាសភាគ | សម្ភារៈធម្មតា។ | តម្រូវការសំខាន់ | ឧទាហរណ៍នៃការអត់ឱន |
|---|---|---|---|
បន្ទះរាងសំប៉ែត (ESC) | អាលុយមីញ៉ូម, AlN | ភាពរាបស្មើ < 3 µm, Ra < 0.05 µm, ការលេចធ្លាយអេលីយ៉ូម < 10⁻⁹ | ទីតាំងរន្ធ ±2 µm |
ក្បាលផ្កាឈូក / ចានហ្គាស | អាលុយមីញ៉ូមអាណូត, 316L SS | រន្ធ 5000–20,000 Ø0.3–1.0 ម.ម, ទីតាំង ±5 µm | < Ra 0.4 µm |
ជញ្ជាំងបន្ទប់បូមធូលី | ៦០៦១-T៦, ៥០៨៣ អាល់ | ផ្សារ + កែច្នៃ ការពារការលេចធ្លាយអេលីយ៉ូម | ភាពរាបស្មើ < 50 µm លើ 2 ម៉ែត្រ |
ការផ្គុំអេឡិចត្រូត | ទង់ដែង OFHC, ម៉ូលីបដិន | ចរន្ត RF, បណ្តាញត្រជាក់ | ទីតាំងឆានែល ±10 µm |
ការផ្គុំម្ជុលលើក | ដែកអ៊ីណុកស្រោបដោយសេរ៉ាមិច | ភាពធន់នឹងការពាក់ ការគ្រប់គ្រងភាគល្អិត | ការប្រមូលផ្តុំ < 5 µm |
ស៊ុមរចនាសម្ព័ន្ធ (EUV) | យ៉ាន់ស្ព័រ Invar 36 ដែលមាន CTE ទាប | ស្ថេរភាពកម្ដៅ < 50 ppb/K | ភាពត្រឹមត្រូវនៃទីតាំង ±15 µm |
ចិញ្ចៀនផ្តោតអារម្មណ៍, ចិញ្ចៀនគែម | ស៊ីលីកុន, ក្វាតស៍, ស៊ីអ៊ីស៊ី | ភាពធន់នឹងសំណឹកប្លាស្មា | ភាពអត់ធ្មត់នៃទម្រង់ ±10 µm |
គ្រឿងបន្លាស់ទាំងនេះមានទំហំចាប់ពីពីរបីមីលីម៉ែត្រដល់ជាង 2 ម៉ែត្រ និងមានទម្ងន់ចាប់ពីក្រាមដល់ច្រើនតោន។
កម្រិតភាពជាក់លាក់ និងរង្វាស់វិទ្យា
ភាពអត់ធ្មត់ធម្មតានៅក្នុងការផលិតឧបករណ៍ពាក់កណ្តាលចរន្តអគ្គិសនី៖
លក្ខណៈពិសេស | ភាពអត់ធ្មត់ធម្មតា | វិធីសាស្ត្រវាស់វែង |
|---|---|---|
ភាពរាបស្មើ (ផ្ទៃ 300 ម.ម) | PV ០.៥–២ មីក្រូម៉ែត្រ | អន្តរកម្ម (ហ្វីហ្សេអូ, ហ្ស៊ីហ្គោ) |
ភាពស្របគ្នា | 1–5 µm | កម្រិតអេឡិចត្រូនិច + អន្តរកាល |
ទីតាំងរន្ធ (រន្ធរាប់ពាន់) | ± 2–5 µm | ម៉ាស៊ីនវាស់សំរបសំរួល (CMM) |
ផ្ទៃបញ្ចប់ | រ៉ា 0.025–0.1 µm | អន្តរកម្មពន្លឺពណ៌ស |
ទីតាំងឆានែលត្រជាក់ | ± 10 µm | ការស្កេន CT ឬការធ្វើតេស្តអ៊ុលត្រាសោន |
ហាងឈានមុខគេឥឡូវនេះសម្រេចបានភាពត្រឹមត្រូវផ្នែកមេកានិច "អនុមីក្រូន" ឬសូម្បីតែ "100 ណាណូម៉ែត្រ" ជាប្រចាំលើសមាសធាតុដែលមានទម្ងន់រាប់រយគីឡូក្រាម។
ការវិវត្តន៍នៃឧបករណ៍ម៉ាស៊ីន CNC សម្រាប់ការងារអេឡិចត្រូនិច
១. សម័យកាលឆ្នាំ១៩៩០-២០០០
ម៉ាស៊ីនកិនរាងជាជួរធំៗ (Waldrich Coburg, Parpas, FPT) ជាមួយនឹងមាត្រដ្ឋាន Heidenhain និងមតិប្រតិកម្មមាត្រដ្ឋានកញ្ចក់ត្រូវបានគ្របដណ្ដប់។ ទ្រនាប់អ៊ីដ្រូស្តាទិច និងផ្កាឈូកប្រេងបានផ្តល់នូវស្ថេរភាពកម្ដៅ។
២. ទសវត្សរ៍ឆ្នាំ ២០១០៖ ដំណាក់កាលនៃការអណ្តែតដោយខ្យល់ និងដំណាក់កាលនៃការអណ្តែតដោយម៉ាញេទិក
ក្រុមហ៊ុនដូចជា Aerotech, Physik Instrumente (PI) និង ALIO Industries បានណែនាំដំណាក់កាលម៉ូទ័រលីនេអ៊ែរដែលមានខ្យល់ ដែលមានសមត្ថភាពធ្វើម្តងទៀតតិចជាង 10 nm។ ទាំងនេះបានក្លាយជាឆ្អឹងខ្នងនៃមជ្ឈមណ្ឌលម៉ាស៊ីនភាពជាក់លាក់ជំនាន់ទីពីរ។
៣. ស្ថានភាពបច្ចុប្បន្ន (២០២០–២០២៥)
- ម៉ាស៊ីនបង្វិលពេជ្រចំណុចតែមួយរបស់ Moore Nanotechnology និង Precitech សម្រាប់ស្រទាប់កញ្ចក់ EUV
- មជ្ឈមណ្ឌលផលិតមីក្រូម៉ាឈីនរបស់ Kern Microtechnik និង Yasda សម្រេចបានភាពត្រឹមត្រូវនៃទម្រង់ 100 nm
- ស៊េរី DMG MORI ULTRASONIC សម្រាប់សេរ៉ាមិច
- Fanuc ROBONANO α-NMiA: គុណភាពបង្ហាញការសរសេរកម្មវិធី 0.1 nm និងគុណភាពបង្ហាញទីតាំង 1 nm
- ហាងដែលគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពដែលរក្សាទុកនៅសីតុណ្ហភាព ±0.01°C ជាមួយនឹងគ្រឹះអ៊ីសូឡង់រំញ័រសកម្ម
បញ្ហាប្រឈម និងការជ្រើសរើសសម្ភារៈ
1. លោហធាតុអាលុយមីញ៉ូម
6061-T6 និង 5083 គឺជាផលិតផលដែលមានសក្តានុពលខ្ពស់ ដោយសារតែសមត្ថភាពកែច្នៃ និងការឆ្លើយតបទៅនឹងអាណូឌីសដ៏ល្អឥតខ្ចោះ។ អាណូឌីសរឹង (ប្រភេទទី III) បង្កើតស្រទាប់ Al₂O₃ ទំហំ 25–50 µm ដែលទប់ទល់នឹងការវាយប្រហារដោយប្លាស្មា។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ រន្ធតូចៗនៅក្នុងអាណូឌីសអាចចាប់ភាគល្អិតបាន — ហាងទំនើបៗប្រើការផ្សាភ្ជាប់ច្រើនជំហាន និងថ្នាំកូតដែលមានកម្មសិទ្ធិ (ឧទាហរណ៍ បាញ់ថ្នាំ Twin Wire Arc Spray Al₂O₃ ឬបាញ់ប្លាស្មា Y₂O₃)។
2. ដែកអ៊ីណុក
316L ត្រូវបានជ្រើសរើសសម្រាប់ភាពធន់នឹងការច្រេះប្រឆាំងនឹងប្លាស្មា NF₃ និង Cl₂។ ការប៉ូលាដោយអគ្គិសនីដល់ Ra < 0.2 µm គឺចាំបាច់ដើម្បីកាត់បន្ថយការស្អិតជាប់នៃភាគល្អិត។
3. សេរ៉ាមិច
អាលុយមីញ៉ូម (99.8%) អាលុយមីញ៉ូមនីទ្រីត និងស៊ីលីកុនកាបៃ ត្រូវបានម៉ាស៊ីនក្នុងស្ថានភាព "បៃតង" ដោយប្រើឧបករណ៍ពេជ្រ បន្ទាប់មកត្រូវបានដុត។ ភាពអត់ធ្មត់បន្ទាប់ពីការដុតរួញតូច 18–22% ដែលតម្រូវឱ្យមានម៉ូដែលផ្តល់សំណងរួញតូចទំនើប។
៤. យ៉ាន់ស្ព័រ CTE ទាប
Invar 36 និង Super Invar ត្រូវបានប្រើក្នុងដំណាក់កាលលីតូក្រាហ្វី EUV និង DUV ដែលតម្រូវឱ្យមានស្ថេរភាពណាណូម៉ែត្រនៅទូទាំងការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាព 10–40 °C។
៥. លោហធាតុធន់នឹងកំដៅ
ម៉ូលីបដិន និងទុងស្តែនត្រូវបានផលិតឡើងដោយម៉ាស៊ីនសម្រាប់អេឡិចត្រូតសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ វត្ថុធាតុដើមទាំងនេះមានលក្ខណៈសំណឹកខ្លាំង ហើយតម្រូវឱ្យមានម៉ាស៊ីនរឹងដែលមានទឹកត្រជាក់សម្ពាធខ្ពស់ (70–100 បារ)។
ដំណើរការកែច្នៃសំខាន់ៗ
១. ការកែច្នៃល្បឿនលឿន (HSM) នៃអាលុយមីញ៉ូម
Sល្បឿនម្ជុល 20,000–42,000 rpm, PCD មានតុល្យភាព ឬឧបករណ៍ពេជ្រគ្រីស្តាល់តែមួយ ការត្រជាក់ដោយអ័ព្ទ និងក្បួនដោះស្រាយមើលទៅមុខអនុញ្ញាតឱ្យមានការបញ្ចប់ដូចកញ្ចក់ (Ra < 4 nm) ក្នុងការឆ្លងកាត់តែមួយ។
2. ការកែច្នៃសេរ៉ាមិចដោយប្រើរបបឌីកាទីល
ដោយរក្សាជម្រៅកាត់ឲ្យនៅក្រោមកម្រិតសំខាន់ (ជាធម្មតា < 1 µm) សម្ភារៈផុយស្រួយអាចត្រូវបានម៉ាស៊ីនក្នុងរបៀបអាចបត់បានដោយប្រើឧបករណ៍ពេជ្រមុតស្រួចបំផុត ដែលផលិតផ្ទៃដែលមានគុណភាពអុបទិកដោយមិនប្រេះ។
3. ការបង្វិលពេជ្រចំណុចតែមួយ (SPDT)
ចាំបាច់សម្រាប់ស្រទាប់កញ្ចក់ EUV អស្វ៊ែរ។ ម៉ាស៊ីនដំណើរការក្នុងបរិយាកាសអ័ព្ទប្រេង ឬបរិយាកាសសុញ្ញកាសដែលមានមតិប្រតិកម្មក្រោមណាណូម៉ែត្រ។
៦.៤ លួស EDM និង Sinker EDM
ប្រើសម្រាប់បណ្តាញត្រជាក់ជ្រៅ និងលក្ខណៈពិសេសស្មុគស្មាញនៅក្នុងវត្ថុធាតុរឹង។ ម៉ាស៊ីនភ្លើងទំនើបសម្រេចបានផ្ទៃបញ្ចប់ < Ra 0.1 µm ក្នុងការកាត់ស្តើងតែមួយ។
៥. ការផលិតចម្រុះបន្ថែម + ដក
និន្នាការថ្មី៖ បោះពុម្ព 3D រាង Invar ឬទីតានីញ៉ូមជិតសំណាញ់ បន្ទាប់មកបញ្ចប់ដោយម៉ាស៊ីននៅលើវេទិកាតែមួយ (ឧទាហរណ៍ Hermle MPA ឬ Lasertec DED hybrids)។
តម្រូវការ CNC ភាពជាក់លាក់ និងភាពជាក់លាក់ខ្ពស់
គ្រឿងបន្លាស់ស៊ីមីកុងដុកទ័រតែងតែទាមទារ៖
- ភាពត្រឹមត្រូវនៃទីតាំង៖ ±2–5 µm លើការធ្វើដំណើរ 500–2000 mm
- ភាពអាចធ្វើម្តងទៀតបាន៖ < 1 µm
- ការបញ្ចប់ផ្ទៃ៖ Ra 0.025–0.1 µm លើផ្ទៃដែលប្រឈមមុខនឹងប្លាស្មា
- ភាពរាបស្មើ៖ 1–3 µm លើ Ø300–450 mm
- ភាពស្របគ្នា/កែង៖ < 3 µm
- មជ្ឈមណ្ឌលម៉ាស៊ីន 5 អ័ក្ស ឬសូម្បីតែ 8 អ័ក្ស (ឧ. Yasda, Makino, DMG MORI, Kern, Liechti)
- ស្ពីនឌ័រអ៊ីដ្រូស្តាទិច ឬ ស្ពីនឌ័រផ្ទុកខ្យល់ ដែលដំណើរការក្នុងល្បឿន 20,000–60,000 rpm
- ប្រព័ន្ធស្ថេរភាពកម្ដៅរក្សាសីតុណ្ហភាពម៉ាស៊ីនក្នុងរង្វង់ ±0.1°C
- ឧបករណ៍ស៊ើបអង្កេត និងឧបករណ៍កំណត់ឧបករណ៍ឡាស៊ែរនៅលើម៉ាស៊ីនដែលមានគុណភាពបង្ហាញ 0.1 µm
- មូលដ្ឋានថ្មក្រានីត ឬប៉ូលីមែរ-បេតុង ជាមួយនឹងអ៊ីសូឡង់រំញ័រសកម្ម
ឡូហ្គូសមឺរដូសអង្គុយនៅលើអែប។ Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo ។
បច្ចេកទេសម៉ាស៊ីនទំនើប
១. ការកែច្នៃល្បឿនលឿន (HSM) ជាមួយឧបករណ៍តូចៗ
ក្បាលផ្កាឈូកអាចមានរន្ធចំនួន Ø0.5 ម.ម ចំនួន 15,000 ដែលខួងក្នុងល្បឿន 40,000 rpm ជាមួយម៉ាស៊ីនកិនចុងតូចទំហំ 0.1 ម.ម។ ការខួង Peck ជាមួយនឹងទឹកត្រជាក់ 100 បារការពារការផ្សារឡើងវិញនៃបន្ទះសៀគ្វី។
2. ម៉ាស៊ីនជំនួយ Ultrasonic
សម្រាប់សេរ៉ាមិច និងរ៉ែថ្មខៀវ រំញ័រអ៊ុលត្រាសោន 20–40 kHz កាត់បន្ថយកម្លាំងកាត់ពី 30–70% ដែលធ្វើអោយប្រសើរឡើងយ៉ាងខ្លាំងនូវផ្ទៃបញ្ចប់ និងអាយុកាលឧបករណ៍។
3. ការបង្វិលពេជ្រចំណុចតែមួយ (SPDT)
ប្រើសម្រាប់កែវអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ និងអេឡិចត្រូតទង់ដែងមួយចំនួន។ ការបញ្ចប់ផ្ទៃរហូតដល់ Ra 3–5 nm គឺជារឿងធម្មតា។
៤. ការកិនធរណីមាត្រស្មុគស្មាញក្នុងពេលដំណាលគ្នាដោយប្រើអ័ក្ស ៥
បណ្តាញត្រជាក់ខាងក្នុងដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 1 ម.ម និងសមាមាត្រ 20:1 ត្រូវបានម៉ាស៊ីនដោយប្រើឧបករណ៍រាងសាជីដែលមានចម្ងាយឆ្ងាយ និងផ្លូវឧបករណ៍ត្រូឆយដាល។
៥. ដំណើរការបន្ថែម-ដកចម្រុះ
សមាសធាតុថ្មីមួយចំនួន (ឧទាហរណ៍ ក្បាលផ្កាឈូកត្រជាក់ conformal) ត្រូវបានបោះពុម្ព 3D ជា Inconel ឬទង់ដែងតាមរយៈ DMLS/LaserCusing បន្ទាប់មកត្រូវបានកែច្នៃលើម៉ាស៊ីនដូចគ្នាដល់ ±10 µm។
រង្វាស់វិទ្យា និងការធានាគុណភាព
គ្រឿងបន្លាស់ស៊ីមីកុងដុកទ័រត្រូវបានត្រួតពិនិត្យយ៉ាងម៉ត់ចត់បំផុតនៅក្នុងឧស្សាហកម្មណាមួយ៖
- ម៉ាស៊ីន CMM ដ៏ជាក់លាក់ខ្ពស់ Zeiss Prismo ឬ Leitz PMM-C ជាមួយនឹងភាពមិនប្រាកដប្រជា ±0.3 µm
- ឧបករណ៍វាស់ស្ទង់ដំណាក់កាល Zygo GPI ឬបច្ចេកវិទ្យា 4D សម្រាប់ភាពរាបស្មើ
- ឧបករណ៍វាស់ស្ទង់ពន្លឺពណ៌ស Bruker សម្រាប់ផ្ទៃ Ra < 50 nm
- ការធ្វើតេស្តលេចធ្លាយម៉ាស-ស្ពិចត្រូម៉ែត្រអេលីយ៉ូមដល់ 10⁻¹⁰ mbar·L/s
- ការវិភាគឧស្ម័នសំណល់ (RGA) បន្ទាប់ពីដុតនៅសីតុណ្ហភាព 150 °C ដើម្បីបញ្ជាក់ពីការបញ្ចេញឧស្ម័ន < 10⁻⁹ Torr·L/s/cm²
- ការរាប់ភាគល្អិតតាមរយៈម៉ាស៊ីនរាប់ភាគល្អិតរាវ (LPC) ឬម៉ាស៊ីនស្កេនភាគល្អិតឡាស៊ែរបន្ទាប់ពីការសម្អាតដោយអ៊ុលត្រាសោន
ការកែច្នៃ និង ការកែច្នៃក្រោយការសម្អាតបន្ទប់ស្អាត
ដោយសារតែភាគល្អិត >30 nm អាចសម្លាប់ត្រង់ស៊ីស្ទ័រ 3 nm ហាងលំដាប់ខ្ពស់ជាច្រើនបានដំឡើងបន្ទប់ស្អាត ISO 5 (ថ្នាក់ 100) ឬ ISO 4 ដោយផ្ទាល់នៅជុំវិញម៉ាស៊ីនដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់។
ឧទាហរណ៏រួមមាន:
- អ៊ុលត្រាសោន Bullen (សហរដ្ឋអាមេរិក)
- រោងចក្រផលិតបន្ទប់សម្អាត Tyrolit CNC (អូទ្រីស)
- បន្ទប់សម្អាតម៉ាស៊ីនដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ Utsunomiya របស់ Canon (ជប៉ុន)
- ទឹក DI សម្ពាធខ្ពស់ + ការកូរមេហ្គាសូនិក
- ការសម្អាតគីមីច្រើនជំហាន (SC-1, SC-2, piranha)
- សម្ងួតសក់ដោយម៉ាស៊ីនផ្លុំ N₂ ដ៏បរិសុទ្ធបំផុត
- ដុតនំក្នុងម៉ាស៊ីនបូមធូលី ១៥០–២០០ អង្សាសេ
- ការវេចខ្ចប់ពីរដងក្នុងថង់ដែលបានបន្សុទ្ធ N₂
ការសិក្សាករណី៖ ការកែច្នៃបន្ទះមូលដ្ឋានដំណាក់កាល Wafer EUV
បន្ទះមូលដ្ឋានដំណាក់កាលបន្ទះស្តើង EUV ទំហំ 450 មីលីម៉ែត្រធម្មតាបង្ហាញពីភាពស្មុគស្មាញ៖
- សម្ភារៈ៖ សេរ៉ាមិច SiSiC ទំហំ ៩០០ × ៨០០ × ១០០ ម.ម
- តម្រូវការរាបស្មើ៖ < 1 µm PV នៅទូទាំងផ្ទៃទាំងមូល
- បណ្តាញត្រជាក់ដែលបានបង្កប់ចំនួន 120, អង្កត់ផ្ចិត 3 ម.ម, ទីតាំង ±15 µm
- ម្ជុលបញ្ចូលដែលមានខ្សែស្រោបចំនួន ៦០០ (M4 helium-light)
- ផ្ទៃចុងក្រោយ៖ លាបដល់ Ra < 50 nm
- ការកែច្នៃពណ៌បៃតងនៃក្រដាស់ស្អិតដែលមានប្រតិកម្ម
- ការជ្រៀតចូលស៊ីលីកុន និងការព្យាបាលដោយកំដៅ
- ការកិនរដុបលើមជ្ឈមណ្ឌលម៉ាស៊ីន 5 អ័ក្ស
- ការកិនបញ្ចប់បែប Ductile ជាមួយនឹងជម្រៅកាត់ 1 µm
- ការបញ្ចប់ម៉ាញ៉េតូហេឡូជី (MRF) សម្រាប់ការកែតម្រូវទម្រង់ចុងក្រោយ
- ម៉ែត្រូឡូជីលើ Zygo VeriFire MST 600 mm aperture interferometer
- ការវាយដោយដៃចុងក្រោយប្រសិនបើចាំបាច់
បញ្ហាប្រឈមនានា នៅពេលដែលឧស្សាហកម្មផ្លាស់ទីទៅណូតក្រោម 2 nm
១. ស្ថេរភាពកម្រិតអង់ស្ត្រូម
ឧបករណ៍ EUV ខ្ពស់ NA នាពេលអនាគតនឹងតម្រូវឱ្យមានស្ថេរភាពទីតាំងឆាកក្នុងជួរ 50–100 picometre។ នេះជំរុញសមាសធាតុមេកានិចឆ្ពោះទៅរកដែនកំណត់សម្ភារៈជាមូលដ្ឋាន។
2. ការផ្លាស់ប្តូរ 450 ម.ម
បន្ទះស្តើងធំៗទាមទារឲ្យមានគ្រឿងបន្លាស់ដែលផលិតឡើងកាន់តែធំជាងមុនដែលមានភាពជាក់លាក់ដូចគ្នា ដែលជាការកើនឡើងជាលំដាប់នៃការលំបាក។
៣. សម្ភារៈថ្មី
សម្ភារៈដែលមានមូលដ្ឋានលើកាបូន (ថ្នាំកូតក្រាហ្វីន កាបូនដូចពេជ្រ) សមាសធាតុម៉ាទ្រីសលោហៈ និងរចនាសម្ព័ន្ធហ្វូតូនិកនឹងតម្រូវឱ្យមានគំរូម៉ាស៊ីនថ្មីទាំងស្រុង។
២- និរន្តរភាព
ឧស្សាហកម្មនេះកំពុងស្ថិតនៅក្រោមសម្ពាធដើម្បីកាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ថាមពល ទឹក និងសារធាតុគីមី។ រោងម៉ាស៊ីនកំពុងប្រើប្រាស់ការរំអិលបរិមាណអប្បបរមា (MQL) ការធ្វើឱ្យត្រជាក់ដោយសីតុណ្ហភាពត្រជាក់ និងការកែច្នៃបន្ទះសៀគ្វីអាលុយមីញ៉ូមឡើងវិញ។
សន្និដ្ឋាន
ខណៈពេលដែលការចាប់អារម្មណ៍នៅក្នុងព័ត៌មានស៊ីមីកុងដុកទ័រនៅតែស្ថិតនៅលើរលកពន្លឺលីចូក្រាហ្វី និងដង់ស៊ីតេត្រង់ស៊ីស្ទ័រ ការពិតគឺថាគ្មានបន្ទះឈីបទំនើបណាមួយអាចផលិតបានដោយគ្មានកងទ័ពនៃសមាសធាតុមេកានិចដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ដែលផលិតដោយម៉ាស៊ីន CNC នោះទេ។ ចាប់ពីបន្ទប់បូមធូលីច្រើនតោនរាបស្មើ រហូតដល់ដំណាក់កាលមីក្រូន រហូតដល់ដំណាក់កាលបន្ទះសេរ៉ាមិចដែលមានស្ថេរភាពរហូតដល់អាតូមមួយចំនួន ការម៉ាស៊ីន CNC ដំណើរការនៅព្រំដែនដាច់ខាតនៃអ្វីដែលអាចធ្វើទៅបានខាងមេកានិច។
នៅពេលដែលឧស្សាហកម្មនេះប្រណាំងប្រជែងគ្នាឆ្ពោះទៅរកលក្ខណៈពិសេសនៃមាត្រដ្ឋានអង់ស្ត្រូម និងបន្ទះសៀគ្វីកម្រាស់ 450 មីលីម៉ែត្រ តម្រូវការលើការផលិតដែលមានភាពជាក់លាក់នឹងកាន់តែខ្លាំងឡើង។ ហាងដែលអាចផ្តល់នូវភាពត្រឹមត្រូវក្រោមមីក្រូនលើគ្រឿងបន្លាស់មាត្រដ្ឋានម៉ែត្រ ក្នុងវត្ថុធាតុដើមកម្រ និងក្រោមលក្ខខណ្ឌបន្ទប់ស្អាត នឹងនៅតែជាដៃគូដែលមិនអាចខ្វះបានចំពោះ ASML, Applied Materials, Lam Research, Tokyo Electron និងក្រុមហ៊ុនផលិតបន្ទះឈីបខ្លួនឯង។
នៅទីបំផុត ច្បាប់ Moore ដ៏ល្បីល្បាញមិនមែនគ្រាន់តែជារឿងរ៉ាវនៃរូបវិទ្យា និងគីមីវិទ្យានោះទេ—វាក៏ជាជ័យជំនះនៃវិស្វកម្មមេកានិចដែលបានអនុវត្តសមាសធាតុម៉ាស៊ីនដ៏ល្អឥតខ្ចោះមួយក្នុងពេលតែមួយផងដែរ។