Masini CNC mo Semiconductors:
O le Gaosiga Sa'o i le Fatuga o le Chip Revolution
Lisi o Mataupu
FilifiliAiseā e Taua Pea ai le CNC Machining i Semiconductor
- Faigata tele o le fausaga fa'ata'atia: O le tele o vaega e iai ni auala fa'amālūlū i totonu, ni pu e maualuga le fua fa'atatau, ni puipui manifinifi, ma ni foliga lavelave 3D e faigata pe le mafai ona gaosia i le fa'apala, fa'apala, po'o ni metotia fa'aopoopo mama.
- Eseesega o meafaitino: O masini semiconductor e faʻaaogaina le alumini, uʻamea e le pala (300-series, 316L, 17-4PH), titanium, kopa, seramika (Al₂O₃, AlN, SiC), invar, ma superalloys. E mafai e le CNC ona taulimaina uma ia mea.
- Fa'apalepale e matuā fa'apipi'i lelei: E masani ona tutusa le lamolemole o le 1–5 µm i le 450 mm le lautele, tulaga o le pu ±2 µm, mageso o le fogaeleele Ra < 0.1 µm, ma le tutusa < 2 µm.
- Fegalegaleaiga o le vacuum ma le plasma: E tatau i vaega ona ola i le malosi o le fluorine po'o le chlorine plasmas, le vacuum maualuga tele (10⁻⁹ mbar), ma le vevela mai le −100 °C i le >800 °C e aunoa ma le fa'aaogaina o le gas po'o le gaosia o ni vaega laiti.
- Toe fa'aleleia ma toe fa'afouina: E tele vaega (e pei o le toe fa'aleleia o le electrostatic chuck) e fa'aauau pea ona fa'apipi'iina i le masini, toe valiina, ma toe fa'afo'i e fa'aaoga — o se ta'amilosaga e na'o le mafai i faiga fa'aitiitiga.
Vaega Autū na Gafatia e le CNC Machining
1. Potu e Fa'amama ai le Vacuum ma Fa'avaa Tetele e Fausia ai
2. Vaega o le Wafer ma Vaega o le Reticle
3. Chucks Eletise Tumau (ESC)
4. Ulu Ta'ele ma Mama Fa'ata'amilosaga mo le Fa'asalalauina o le Kesi
5. Vaega ma Mea Fa'apipi'i Opitika
Meafaitino e Fa'aaogaina i le Masini CNC Semiconductor
1. Alamanuia Alumini
2. U'amea Fa'alauteleina Maualalo
3. Omea ma Matatioata Fa'atekinolosi
- Silicon carbide ua fa'asusu i le silicon (SiSiC)
- Silicon carbide fa'apipi'i-fegalegaleaiga (RBSC)
- Tioata fa'alauteleina maualalo tele a le Zerodur® (Schott) ma le ULE® (Corning)
- Alumini nitride (AlN) ma le alumina (Al2O3) mo chucks eletise
O nei mea maaleale e manaʻomia ai ni faiga faʻapitoa a le CNC: masini ultrasonic, olo ductile-regime, poʻo le masini fesoasoani i le laser.
4. U'amea Mama Maualuga
E fa'aaogaina le molybdenum, tungsten, ma le titanium mo vaega e fa'aalia i le fluorine plasmas. O nei u'amea e tete'e atu i le vevela e mana'omia ai masini CNC e malosi ma malosi ma meafaigaluega polycrystalline diamond (PCD).
Vaega Masani o le Semiconductor e Faia e le CNC Machining
Vaega | Mea masani | Manaoga Key | Faʻataʻitaʻiga o le Onosaʻi |
|---|---|---|---|
Ofu fa'apipi'i (ESC) | Alumina, AlN | Lafoa'i < 3 µm, Ra < 0.05 µm, tafega o le helium < 10⁻⁹ | ±2 µm le tulaga o le pu |
Ulu ta'ele / Ipu kesi | Al ua fa'aanotia, 316L SS | 5000–20,000 pu Ø0.3–1.0 mm, tulaga ±5 µm | < Ra 0.4 µm |
Puipui o le potu e fa'amama ai le ea | 6061-T6, 5083 Al | Fa'apipi'i + fa'a'eletise, e le tafe le helium | Lafoa'i < 50 µm i luga ole 2 m |
Fa'apotopotoga eletise | Kopa OFHC, molybdenum | RF conductivity, auala fa'amālūlūina | ±10 µm le tulaga o le alavai |
Fa'apotopotoga o pine si'i | Ufiufi seramika | Tete'e i le ofuina, puleaina o vaega laiti | Fa'aputuga < 5 µm |
Fa'avaa fa'atulagaina (EUV) | Invar 36, u'amea fa'a'au'au CTE maualalo | Mausali o le vevela < 50 ppb/K | Sa'o le tulaga ±15 µm |
Mama taula'i, mama pito | Silikoni, kuata, SiC | Tete'e atu i le soloia o le plasma | Fa'apalepale i le talaaga ±10 µm |
Tulaga Sa'o ma le Fa'amauina o le Sa'o
fōliga | Fa'apalepale masani | Fua fua |
|---|---|---|
Lafoa'i (300 mm le fogā'ele'ele) | 0.5–2 µm PV | Fa'atusatusaga o le Interferometry (Fizeau, Zygo) |
Faʻasologa | 1–5 µm | Tulaga fa'aeletoronika + interferometry |
Tulaga o le pu (afe o pu) | ±2–5 µm | Masini fua fa'atasi (CMM) |
Faʻauma luga | Ra 0.025–0.1 µm | Fa'afeso'ota'iga o le malamalama pa'epa'e |
Tulaga o le alavai fa'amālūlūina | ±10 µm | Su'ega CT scan po'o le su'ega ultrasonic |
Atina'eina o Meafaigaluega Masini CNC mo Galuega Semiconductor
1. Vaitaimi o le 1990–2000
2. O le 2010s: Laasaga o le Aveina o le Ea ma le Aveina o le Magnetic Levitation
3. Tulaga o loʻo iai nei (2020–2025)
- Masini e liliu ai taimane e tasi le vaega o le Moore Nanotechnology ma le Precitech mo mea e fa'ata ai le EUV
- Nofoaga autu o masini fa'a-microtechnik a Kern Microtechnik ma Yasda e ausia ai le sa'o atoatoa o le foliga 100 nm
- Fa'asologa o le DMG MORI ULTRASONIC mo mea fa'a'omea
- Fanuc ROBONANO α-NMiA: iugafono fa'apolokalameina 0.1 nm ma le iugafono fa'atulagaina 1 nm
- O faleoloa e pulea le vevela e teuina i le ±0.01 °C faatasi ai ma faavae e vavae ese ai le gatete malosi
Luʻitau o Meafaitino ma le Filifiliga
1. Aluminum Alloys
2. Uamea uamea
3. keramika
4. U'amea Fa'a-CTE Maualalo
5. Uamea e le mafai ona tetee atu i le vevela
Faiga Fa'apitoa o Masini
1. Masini Fa'avavevave (HSM) o le Alumini
SO le saoasaoa o le pine (pindle) e 20,000–42,000 rpm, o meafaigaluega paleni PCD po'o le taimane tioata-tasi (single-crystal diamond tools), o le fa'amālūlūina o le mist, ma le look-ahead algorithms e mafai ai ona fa'auma e pei o le fa'ata (Ra < 4 nm) i le taimi e tasi.
2. Fa'a'ele'elega o le Ceramics i le Faiga Ductile
I le tausia o le loloto o le tipi i lalo ifo o se tulaga taua (e masani lava < 1 µm), e mafai ai ona gaosia mea maaleale i se faiga ductile e faʻaaoga ai meafaigaluega taimane e sili ona maai, ma maua ai ni foliga vaaia e aunoa ma le māvaevae.
3. Liliu Taimane Mataisa Tasi (SPDT)
6.4 Uaea EDM ma le Sinker EDM
5. Gaosiga Fa'afefiloi Fa'aopoopo + To'esea
Mana'oga o le CNC Sa'o ma le Matuā Sa'o
- Sa'o le tulaga: ±2–5 µm i luga o le 500–2000 mm femalagaaiga
- Toe fai: < 1 µm
- Fa'auma o le fogāeleele: Ra 0.025–0.1 µm i luga o fogāeleele e fa'asaga i le plasma
- Mafolafola: 1–3 µm i luga o le Ø300–450 mm
- Paralelismo/tulaga fa'ata'atia: < 3 µm
- Nofoaga autu mo masini e 5-axis pe 8-axis fo'i (e pei o Yasda, Makino, DMG MORI, Kern, Liechti)
- O uili e tafe i le ea po'o le hydrostatic e tamo'e i le 20,000–60,000 rpm
- Faiga fa'amautu vevela e tausia ai le vevela o le masini i totonu ole ±0.1 °C
- O masini su'esu'e ma seti meafaigaluega laser i luga o le masini ma le iugafono 0.1 µm
- Fa'avae granite po'o polymer-concrete fa'atasi ai ma le vavae'eseina o le gatete malosi
E mafai ona e nofo i luga o le fale, fautua i luga o le fale. O le mea lea, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.
Fa'ata'ita'iga Fa'aMasina
1. Masini Saosaoa Maualuga (HSM) ma Meafaigaluega Laiti
2. Ultrasonic-Fesoasoani Machining
3. Liliu Taimane Mataisa Tasi (SPDT)
4. Fa'a'olo'olo Fa'atasi e 5-Axis o Fa'ata'ita'iga Faigata
5. Faiga Fa'afefiloi Fa'aopoopo-To'ese
Fuainumera ma le Fa'amautinoaga o le Tulaga Lelei
- Zeiss Prismo po'o Leitz PMM-C ultra-precision CMMs ma le le mautinoa o le ±0.3 µm
- Zygo GPI po'o le 4D Technology phase-shifting interferometers mo le lamolemole
- O le Bruker white-light interferometers mo Ra < 50 nm surfaces
- Su'ega o le tafe o le helium mass-spectrometer i le 10⁻¹⁰ mbar·L/s
- Su'esu'ega o le Kasa Toega (RGA) pe a uma ona tao i le 150 °C e fa'amaonia ai le alu ese o le kasa < 10⁻⁹ Torr·L/s/cm²
- Faitauina o vaega e ala i le liquid particle counter (LPC) po'o le laser particle scanner pe a uma le fa'amamāina i le ultrasonic
Masini Fa'amamā ma le Fa'agasologaina o Mea i le Fale
- Bullen Ultrasonics (ISA)
- Nofoaga e fa'amamā ai le potu Tyrolit CNC (Austria)
- Potu mama o masini fa'a-Utsunomiya a Canon (Iapani)
- Vai DI maualuga le mamafa + fa'agaoioiga megasonic
- Fa'amamāina o vaila'au e tele la'asaga (SC-1, SC-2, piranha)
- Fa'amamago mama N₂
- Tao i le masini e leai se ea (vacuum stove) i le 150–200 °C
- Fa'aputuina fa'alua i totonu o taga ua uma ona fa'amamāina mai le N₂
Su'esu'ega o le Tulaga: Fa'a-masiniina o se EUV Wafer Stage Baseplate
- Meafaitino: SiSiC seramika, 900 × 800 × 100 mm
- Manaʻoga mo le lamolemole: < 1 µm PV i luga o le fogāeleele atoa
- 120 auala fa'amālūlū ua fa'apipi'iina, 3 mm le lautele, tulaga ±15 µm
- 600 fa'aofi filo (M4 helium-light)
- O le fogāeleele mulimuli: fa'apipi'i i le Ra < 50 nm
- Fa'a'ele'ele lanumeamata o le palanikeke e pipii fa'atasi ma le tali
- Fa'asusuina o le silicon ma togafitiga vevela
- O le oloina fa'alavelava i luga o le nofoaga autu o masini e 5-axis
- O le oloina fa'auma o le faiga ductile ma le loloto o le tipi e 1 µm
- Fa'amae'aina o le Magnetorheological (MRF) mo le fa'asa'oga mulimuli o le foliga
- Fuainumera i luga o le Zygo VeriFire MST 600 mm aperture interferometer
- Tape lima mulimuli pe a manaʻomia