Fallhintergrund: „Tausend-Lochproblem“ in der Chipherstellung
Im Bereich der Halbleiterchipverarbeitung wird Quarzglas aufgrund seiner hohen Reinheit, hohen Temperaturbeständigkeit und chemischen Stabilität häufig zur Herstellung von Sprühscheiben im Ätzprozess verwendet. Die Verarbeitungsanforderungen eines führenden Chipanlagenherstellers für Quarzsprühscheiben sind sehr repräsentativ:
Material: Quarzglas (Härte HV700)
Kernfunktionen: 0,5 mm Durchmesser, 5 mm tiefe Mikro-Löcher (Verhältnis von Tiefe-zu-Durchmesser 10:1), 4.996 Löcher müssen gleichmäßig auf einer Scheibe mit einem Durchmesser von 280 mm bearbeitet werden
Präzisionsanforderungen: Lochrundheit kleiner oder gleich ±5 μm, Positionsfehler<0.02mm, hole edge collapse ≤0.15mm
Der Hersteller nutzte ursprünglich die traditionelle Bohrtechnik, sah sich jedoch mit zwei fatalen Problemen konfrontiert:
Effizienzengpass: Die Einzellochverarbeitung dauert 270 Sekunden, und die Einzelplattenverarbeitung erfordert einen kontinuierlichen Betrieb für 34 Tage.
Ertrag außer Kontrolle: Der Einbruch der Lochkante erreicht 0,4 mm, was dazu führt, dass mehr als 30 % der Werkstücke aufgrund der Spannungskonzentration reißen und Ausschuss werden.
BISHEN-Lösungen: Ultraschalltechnologie untergräbt traditionelles Handwerk
Angesichts der spröden und harten Eigenschaften von Quarzglas schlug das Forschungs- und Entwicklungsteam von BISHEN das „Ultraschall-Präzisionsgravur- und Frässystem“ vor, das drei technische Innovationen zum Durchbruch brachte:
① Hochfrequenz-Ultraschall-Vibrationsreduzierungstechnologie
20-kHz-Ultraschallvibration verkürzt die Kontaktzeit zwischen Bohrer und Material auf Mikrosekunden, reduziert die Schnittkraft um 65 % und unterdrückt das Einbrechen der Kante von der Wurzel.
② Integrierte PCD-Bohreranpassung
Der Bohrer besteht aus einem Stück Diamantverbundblech (PCD) mit einer Schnittkantenbogengenauigkeit von ±2 μm und einem axialen Korrektursystem von 0,01 Grad, um die Geradheit von 5 mm tiefen Löchern sicherzustellen.
③ Vakuumadsorptions-Positionierungswerkzeuge
Die Luftschwebeplattform mit unabhängiger Steuerung mehrerer Bereiche stabilisiert den Ebenheitsfehler der 280-mm-Quarzscheibe innerhalb von 0,005 mm und eliminiert so die Abweichung der Bohrposition.
Verarbeitungsdatenvergleich: Doppelter Sprung in Effizienz und Genauigkeit
Die Lösung wurde von Kunden drei Monate lang in der Massenproduktion verifiziert, und die Ausbeute der Sprühplatte ist von 67 % auf 98 % gestiegen, wodurch Hersteller jedes Jahr mehr als 8 Millionen Yuan an Quarzmaterialverlustkosten einsparen.
„Inspiration aus der Industrie: Der technische Wendepunkt der Präzisionsbearbeitung“.
Die Bearbeitung von Quarzglas-Mikrolöchern war einst ein „Engpass“, der die Aufrüstung der Chip-Ausrüstung einschränkte. Durch die technische Anwendung der Ultraschalltechnologie löste BISHEN nicht nur das Problem der Bearbeitung von Mikrolöchern mit einem Verhältnis von Tiefe zu Durchmesser von 10:1, sondern verifizierte auch ein neues Paradigma für die Präzisionsbearbeitung spröder und harter Materialien - Ersetzt die einfache Erhöhung der Werkzeughärte durch hochfrequente Vibrationskontrolle, die universellen Wert für die Ultra-Präzisionsbearbeitung in Branchen wie hat Keramik und optisches Glas.
Über Bishen Precision
BishenPrecision konzentriert sich auf die Herstellung hochpräziser-Metallteile. Auf der Grundlage einer 7.500 Quadratmeter großen modernen Produktionsbasis bietet das Unternehmen Komplettlösungen für komplexe Strukturteile in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, medizinische Maschinen und Robotik. Das Unternehmen sieht „extreme Präzision und zuverlässige Lieferung“ als seine zentrale Wettbewerbsfähigkeit an und ist in der Lage, umfassende Prozessdienstleistungen anzubieten, von der Materialmodifikation über mehrachsige Verbindungsverarbeitung bis hin zu Tests auf Mikrometerebene. Das Unternehmen verfügt über das ISO 13485-Qualitätsmanagementsystem für medizinische Geräte, die AS9100-Luft- und Raumfahrtzertifizierung und andere Qualifikationen und hat insgesamt mehr als 200.000 Schlüsselteile geliefert, um Kunden dabei zu helfen, die Grenzen der Präzisionsfertigung zu durchbrechen.
