Pusvadītāju aprīkojums ir atkarīgs no vairāk nekā lineārajiem motoriem, kodētājiem, optikas un vadības programmatūras. Mašīnas bāze ir vienlīdz svarīga. Tas nosaka atskaites struktūru zem kustības sistēmas, vafeļu stadijas, pārbaudes moduļa vai metroloģijas mezgla. Ja šī atsauce mainās atkarībā no karstuma, vibrācijas, korozijas vai laika, darbība procesa punktā var tikt ietekmēta.
Granīts un čugunsmašīnu bāzesabas ir noteiktas inženiertehniskās izvēles. Neviens materiāls nav vispārēji "labākais". Pareizā izvēle ir atkarīga no nepieciešamās precizitātes, slodzes ceļa, darbības vides, integrācijas metodes, izmaksu mērķiem un aprīkojuma paredzamā kalpošanas laika. Tomēr attiecībā uz pusvadītāju iekārtām šie apsvērumi bieži dod priekšroku precīzām granīta iekārtu pamatnēm, kur ilgtermiņa ģeometriskā stabilitāte un vides izolācija ir ļoti svarīgas.
Kāpēc mašīnu bāzei ir nozīme
Pusvadītāju ražošanā nelielas strukturālas izmaiņas var kļūt nozīmīgas. Pamatne, kas izplešas nevienmērīgi, pārraida grīdas vibrāciju vai nobīdās pēc uzstādīšanas, var ietekmēt skatuves taisnumu, optisko izlīdzināšanu, vafeļu novietojumu un atkārtojamību.
Tas jo īpaši attiecas uz vafeļu pārbaudes sistēmām, AOI iekārtām, metroloģijas platformām, lāzera apstrādes iekārtām, PCB urbjmašīnām, precīzās pārklāšanas sistēmām un CMM{0}}stila pārbaudes mezgliem. Nepieciešamo veiktspēju nenosaka tikai pamatmateriāls, bet pamatne nodrošina mehānisko atsauci, no kuras ir atkarīga pārējā sistēma.
Labai mašīnas bāzei vienlaikus jāatbalsta vairākas funkcijas:
Montāžas laikā saglabājiet līdzenumu un izlīdzinājumu.
Nodrošiniet stingrību gar kustības un slodzes ceļiem.
Ierobežojiet vibrācijas ietekmi uz jutīgiem procesiem.
Kontrolējiet siltuma kustību pāri darba aploksnei.
Pieņemiet ieliktņus, sliedes, gaisa gultņus, kabeļu kanālus un citas funkcionālas saskarnes.
Transportēšanas, uzstādīšanas un ilgstošas{0}}darbības laikā saglabājiet stabilitāti.
Granīta mašīnu pamatnes: stabilitāte un amortizācija
Precīzs granīts tiek plaši izmantots metroloģijā un pusvadītāju iekārtās, jo tas apvieno lielu masu, dabisko slāpēšanu, zemu siltumvadītspēju un ne-magnētisku izturēšanos. Šīs īpašības padara granītu īpaši piemērotu konstrukcijām, kurās ir precīzas vadotnes, gaisa gultņi, optiskie moduļi vai pārbaudes sistēmas.
Granīta mašīnas pamatne spēj absorbēt vibrācijas efektīvāk nekā daudzas parastās metāla konstrukcijas. Praktiskā aprīkojuma projektēšanā tas var palīdzēt samazināt motora -inducētās vibrācijas, grīdas traucējumu un dinamiskās ierosmes pārnešanu mērījumu vai procesa zonā. Rezultāts nav automātiski labāka precizitāte; pilnīgai mašīnas konstrukcijai joprojām ir nozīme. Tomēr vibrāciju slāpēšana ir nozīmīga priekšrocība, ja inženieri strādā ar augstas -izšķirtspējas kustības un mērīšanas sistēmām.
Vēl viens svarīgs apsvērums ir termiskā uzvedība. Granītam parasti ir zemāks termiskās izplešanās koeficients nekā čugunam, un tā salīdzinoši zemā siltumvadītspēja var palēnināt lokālā siltuma pārnesi caur konstrukciju. Tas ir noderīgi, ja iekārta darbojas blakus motoriem, apgaismojumam, elektronikai vai procesa moduļiem, kas rada nevienmērīgu siltuma padevi. Granīts ir arī izplatīta izvēle augstas-precizitātes kustību sistēmām, jo integrētie dizaini var samazināt komponentu saskarnes, uzlabot stingrību un palīdzēt samazināt Abbe kļūdu dažās vairāku{4}}ass konfigurācijas.pi-usa
Granīts ir ne-vadošs un ne-magnētisks. Pusvadītāju un metroloģijas lietojumos, kas ietver jutīgus sensorus, magnētiskos kodētājus, elektriskās sistēmas vai ķīmisko iedarbību, šīs īpašības var vienkāršot noteiktus dizaina lēmumus. Granīts arī nerūsē, kas samazina uzturēšanas rūpes mitrā vidē vai telpās, kur var būt ķīmisku vielu atliekas.
Čuguna mašīnu pamatnes: spēcīga integrācijas iespēja
Čuguns joprojām ir pārbaudīts materiāls darbgaldu konstrukcijām un lieljaudas{0}}iekārtām. Tās stiprā puse ir izgatavojamība, izturīgi vītņoti savienojumi, sarežģīta liešanas ģeometrija un pazīstami apstrādes procesi. Dizaineri var integrēt ribas, dzesēšanas šķidruma ejas, montāžas uzgaļus un slēgtos dobumus tieši lējumā.
Iekārtām, kurām nepieciešama bieža mehāniska pārveidošana, liela lokāla stiprinājuma slodze vai liels daudzums mehāniski apstrādātu montāžas elementu, čuguns var būt praktisks risinājums. Tas ir labi piemērots arī parastajiem apstrādes centriem, griešanas mašīnām un lietojumiem, kur stingrība un struktūras sarežģītība ir svarīgāka par īpaši zemu termisko novirzi.
Čugunam ir savas slāpēšanas īpašības, īpaši salīdzinājumā ar metinātiem tērauda izstrādājumiem. Tomēr tas ir termiski izturīgāks nekā granīts, un tam var būt nepieciešama lielāka uzmanība temperatūras kontrolei, sprieguma samazināšanai, pārklājumam un aizsardzībai pret koroziju. Materiāls ir vadošs un magnētisks, kas var būt vai nebūt svarīgs atkarībā no iekārtas arhitektūras.
Jautājums nav par to, vai čuguns ir pietiekami precīzs. Daudzas ļoti spējīgas precīzijas mašīnas veiksmīgi izmanto čugunu. Galvenais jautājums ir, vai tā termiskā uzvedība un strukturālās īpašības atbilst vajadzīgajam pusvadītāju procesa logam.
Granīts pret čugunu īsumā
| Atlases faktors | Precīzijas granīta mašīnu bāze | Čuguna mašīnas pamatne |
|---|---|---|
| Termiskā reakcija | Parasti zemāka izplešanās un lēnāka siltuma pārnese | Vairāk reaģē uz apkārtējās vides un lokālām temperatūras izmaiņām |
| Vibrācijas uzvedība | Spēcīga raksturīgā amortizācija, īpaši metroloģijas konstrukcijām | Laba amortizācija, bet parasti vairāk atkarīga no ģeometrijas un mašīnas konstrukcijas |
| Izturība pret koroziju | Dabiski izturīgs pret koroziju | Nepieciešams pārklājums vai apkope, lai novērstu rūsu |
| Elektriskās un magnētiskās īpašības | Ne-vadošs un ne-magnētisks | Vadošs un magnētisks |
| Funkcionālā integrācija | Ieliktņi, savienotie mezgli, gaisa{0}}nesošās virsmas un precīzi{1}}apstrādātas saskarnes | Ielietas-ribas, izciļņi, ejas un vītņoti elementi |
| Vislabāk piemērots | Pusvadītāji, metroloģija, optika, precīzā automatizācija | Darbgaldi, lieljaudas{0}}sistēmas, sarežģītas liešanas konstrukcijas |
Pusvadītāju aprīkojuma izvēle
Pusvadītāju iekārtām materiālu izvēle jāsāk ar nepieciešamo procesa veiktspēju, nevis dodot priekšroku granītam vai metālam. Pirms bāzes izvēles inženieriem jādefinē pieļaujamā termiskā novirze, vibrāciju spektrs, slodzes apstākļi, pārvietošanās diapazons, vides apstākļi un integrācijas prasības.
Granīts bieži vien ir spēcīgs kandidāts, ja iekārtai ir nepieciešama stabila atskaites platforma precīziem mērījumiem, vafeļu apstrādei, gaisa-gultņu kustībai, optiskai pārbaudei vai garas pārvietošanās asīm. Nozares piegādātāji parasti izmanto precīzo granītu pusvadītāju ražošanā, automatizācijā un augstas-precīzās pārbaudes sistēmās, jo tam ir zema izplešanās, slāpēšanas izturēšanās, ķīmiskā izturība un mikro-līmeņa machinability.reitz-natursteintechnik.
Čuguns var palikt labāka izvēle, ja konstrukcijas ģeometrija ir ļoti sarežģīta, ja dizainā dominē integrētas mehāniskās īpašības vai ja nepieciešamo precizitāti var uzturēt, izmantojot siltuma pārvaldību un kalibrēšanu.
Mūsu praktiskajā darbā ar precīzām granīta detaļām visveiksmīgākie parasti ir tie projekti, kuros pamatne tiek ņemta vērā mašīnas{0}}projektēšanas sākumā. Pirms ražošanas uzsākšanas jānosaka ieliktņu atrašanās vietas, sliežu saskarnes, montāžas atskaites punkti, pacelšanas punkti, tīrās telpas prasības un pārbaudes metodes. Tas ļauj granīta struktūrai, metāla saskarnēm un kustību sistēmai darboties kā vienam kontrolētam mezglam{3}}nevis kā atsevišķām daļām, kas pēdējā posmā ir saspiestas kopā.
Tāpēc pusvadītāju iekārtām vislabākais materiāls ir tas, kas atbalsta pilnu precizitātes budžetu. Daudzās īpaši-precizitātēs un metroloģijā{2}}orientētās lietojumprogrammās precīza granīta iekārtu pamatne nodrošina izturīgu un stabilu pamatu. Citās valstīs čuguns joprojām ir saprātīgs inženiertehniskais risinājums. Lēmums jāpieņem, pamatojoties uz izmērītām prasībām, nevis tikai materiālo reputāciju.