Полупроводниковото оборудване зависи от нещо повече от линейни двигатели, енкодери, оптика и софтуер за управление. Базата на машината е също толкова важна. Той установява референтната структура под системата за движение, стъпалото за пластини, контролния модул или метрологичния модул. Ако тази справка се промени с топлина, вибрации, корозия или време, производителността в точката на процеса може да бъде засегната.
Гранит и чугунмашинни базии двете са утвърден инженерен избор. Нито един от двата материала не е универсално „най-добрият“. Правилният избор зависи от изискваната точност, пътя на натоварване, работната среда, метода на интегриране, целевите разходи и експлоатационния живот, очакван от оборудването. За полупроводниковото оборудване обаче тези съображения често предпочитат прецизни гранитни машинни основи, където дългосрочната-геометрична стабилност и изолацията от околната среда са критични.
Защо машинната база има значение
В производството на полупроводници малките структурни промени могат да станат значими. Основа, която се разширява неравномерно, предава вибрации на пода или се измества след монтажа, може да повлияе на изправеността на сцената, оптичното подравняване, позиционирането на пластините и повторяемостта.
Това е особено подходящо за системи за проверка на пластини, оборудване за AOI, метрологични платформи, оборудване за лазерна обработка, машини за пробиване на печатни платки, системи за прецизно покритие и модули за проверка в стил CMM-. Необходимата производителност не се определя само от основния материал, но основата осигурява механичната референция, от която зависи останалата част от системата.
Добрата машинна база трябва да поддържа няколко функции едновременно:
Поддържайте плоскост и подравняване по време на монтажа.
Осигурете твърдост по пътищата на движение и натоварване.
Ограничете влиянието на вибрациите върху чувствителните процеси.
Контролирайте термичното движение през работната обвивка.
Приема вложки, релси, въздушни лагери, кабелни канали и други функционални интерфейси.
Останете стабилни по време на транспортиране, монтаж и-дългосрочна работа.
Гранитни машинни основи: стабилност и амортизация
Прецизният гранит се използва широко в метрологията и полупроводниковото оборудване, защото съчетава голяма маса, естествено затихване, ниска топлопроводимост и не-магнитно поведение. Тези характеристики правят гранита особено подходящ за конструкции, които носят прецизни водачи, въздушни лагери, оптични модули или инспекционни системи.
Гранитната основа на машината може да абсорбира вибрациите по-ефективно от много конвенционални метални конструкции. При проектирането на практическо оборудване това може да помогне за намаляване на предаването на вибрации,-предизвикани от двигателя, смущения на пода и динамично възбуждане в областта на измерване или процеса. Резултатът не е автоматично по-добра точност; цялостният дизайн на машината все още има значение. И все пак потискането на вибрациите е значимо предимство, когато инженерите работят със системи за движение и измерване с висока-резолюция.
Термичното поведение е друго важно съображение. Гранитът обикновено има по-нисък коефициент на топлинно разширение от чугуна и относително ниската му топлопроводимост може да забави преноса на локализирана топлина през структурата. Това е полезно, когато дадена машина работи в близост до двигатели, осветление, електроника или модули на процеси, които създават неравномерно подаване на топлина. Гранитът също е често срещан избор за високо-прецизни системи за движение, тъй като интегрираните дизайни могат да намалят интерфейсите на компонентите, да подобрят твърдостта и да помогнат за намаляване на грешката на Abbe в някои много-осови конфигурации.pi-usa
Гранитът не е-проводим и не-магнитен. За полупроводникови и метрологични приложения, включващи чувствителни сензори, магнитни енкодери, електрически системи или химическо излагане, тези свойства могат да опростят определени дизайнерски решения. Гранитът също така не ръждясва, което намалява проблемите с поддръжката във влажна среда или съоръжения, където може да има химически остатъци.
Чугунени машинни основи: Силна способност за интегриране
Чугунът остава доказан материал за конструкции на металорежещи машини и тежко{0}}оборудване. Силата му се крие в технологичността, здравите резбови връзки, сложната отлята геометрия и познатите процеси на обработка. Дизайнерите могат да интегрират ребра, канали за охлаждаща течност, монтажни издатини и затворени кухини директно в отливката.
За оборудване, което изисква честа механична модификация, големи локализирани натоварвания на закрепване или големи количества механично обработени елементи за монтаж, чугунът може да бъде практичен вариант. Също така е много подходящ за конвенционални обработващи центри, машини за рязане и приложения, където твърдостта и структурната сложност са с приоритет пред ултра-ниския термичен дрейф.
Чугунът има собствени свойства на затихване, особено в сравнение със заварените стоманени изделия. Все пак той е по-отзивчив на топлина от гранита и може да изисква по-голямо внимание към контрола на температурата, облекчаване на напрежението, покритие и защита от корозия. Материалът е проводим и магнитен, което може или не може да има значение в зависимост от архитектурата на машината.
Въпросът не е дали чугунът е достатъчно точен. Много високопроизводителни прецизни машини успешно използват чугун. Ключовият въпрос е дали неговото термично поведение и структурни характеристики отговарят на необходимия прозорец на полупроводниковия процес.
Гранит срещу чугун с един поглед
| Фактор за избор | Прецизна гранитогресна машинна основа | Чугунена машинна основа |
|---|---|---|
| Топлинна реакция | Обикновено по-ниско разширение и по-бавен пренос на топлина | По-отзивчив към околната и локална температурна промяна |
| Вибрационно поведение | Силно присъщо затихване, особено за метрологични структури | Добро затихване, но обикновено зависи повече от геометрията и дизайна на машината |
| Устойчивост на корозия | Естествено устойчив на корозия | Изисква покрития или поддръжка за предотвратяване на ръжда |
| Електрически и магнитни свойства | Не{0}}проводими и не-магнитни | Проводим и магнитен |
| Функционална интеграция | Вложки, свързани възли, въздушно{0}}носещи повърхности и прецизно-обработени интерфейси | Отлети-ребра, издатини, проходи и елементи с резба |
| Най-добро прилягане | Полупроводници, метрология, оптика, прецизна автоматизация | Машинни инструменти, тежко{0}}системи, сложни отлети конструкции |
Избор на полупроводниково оборудване
За полупроводниковото оборудване изборът на материал трябва да започне с изискваната производителност на процеса, а не с предпочитание към гранит или метал. Инженерите трябва да определят допустимия топлинен дрейф, спектъра на вибрациите, условията на натоварване, обхвата на движение, условията на околната среда и изискванията за интегриране, преди да изберат основа.
Гранитът често е силен кандидат, когато оборудването изисква стабилна референтна платформа за прецизно измерване, манипулиране на пластини, движение на въздушни-лагери, оптична проверка или дълги ходови оси. Индустриалните доставчици обикновено използват прецизен гранит в производството на полупроводници, автоматизацията и системите за високо-прецизна инспекция поради ниското си разширение, поведението на затихване, химическата устойчивост и обработваемостта на микро-ниво.reitz-natursteintechnik
Чугунът може да остане по-добрият избор, когато структурната геометрия е много сложна, когато интегрираните механични характеристики доминират в дизайна или когато необходимата точност може да се поддържа чрез термично управление и калибриране.
В практическата ни работа с прецизни гранитни компоненти най-успешните проекти обикновено са тези, при които основата се разглежда в началото на етапа-на проектиране на машината. Местата на вложките, интерфейсите на релсите, точките на сглобяване, точките на повдигане, изискванията за чисти помещения и методите за проверка трябва да бъдат определени преди започване на производството. Това позволява на гранитната структура, металните интерфейси и системата за движение да функционират като един контролиран възел-а не като отделни части, принудени да се съберат заедно на последния етап.
Следователно за полупроводниковото оборудване най-добрият материал е този, който поддържа бюджета за пълна точност. В много ултра{1}}приложения, фокусирани върху-метрологията, прецизната гранитна основа на машината предлага издръжлива и стабилна основа. В други чугунът остава разумно инженерно решение. Решението трябва да се вземе въз основа на премерени изисквания, а не само на материална репутация.