Echipamentele semiconductoare depind de mai mult decât motoare liniare, codificatoare, optică și software de control. Baza mașinii este la fel de importantă. Acesta stabilește structura de referință de sub sistemul de mișcare, stadiul de plachetă, modulul de inspecție sau ansamblul de metrologie. Dacă această referință se schimbă cu căldură, vibrații, coroziune sau timp, performanța la punctul de proces poate fi afectată.
Granit și fontăbazele mașiniisunt ambele alegeri inginerești consacrate. Niciun material nu este universal „cel mai bun”. Alegerea corectă depinde de precizia necesară, calea de încărcare, mediul de operare, metoda de integrare, obiectivele de cost și durata de viață așteptată de la echipament. Cu toate acestea, pentru echipamentele semiconductoare, aceste considerente favorizează adesea bazele de mașini de granit de precizie, unde stabilitatea geometrică pe termen lung și izolarea mediului sunt critice.
De ce este importantă baza mașinii
În producția de semiconductori, mici modificări structurale pot deveni semnificative. O bază care se extinde neuniform, transmite vibrațiile podelei sau se schimbă după instalare poate afecta dreptatea scenei, alinierea optică, poziționarea plachetei și repetabilitatea.
Acest lucru este relevant în special pentru sistemele de inspecție a plachetelor, echipamentele AOI, platformele de metrologie, echipamentele de procesare cu laser, mașinile de găurit PCB, sistemele de acoperire de precizie și ansamblurile de inspecție în stil CMM-. Performanța necesară nu este determinată doar de materialul de bază, dar baza oferă referința mecanică de care depinde restul sistemului.
O bază de mașină bună trebuie să suporte mai multe funcții simultan:
Mențineți planeitatea și alinierea în timpul asamblarii.
Asigurați rigiditate de-a lungul căilor de mișcare și încărcare.
Limitați influența vibrațiilor asupra proceselor sensibile.
Controlați mișcarea termică de-a lungul anvelopei de lucru.
Acceptați inserții, șine, rulmenți de aer, canale de cablu și alte interfețe funcționale.
Rămâneți stabil în timpul transportului, instalării și funcționării{0}}pe termen lung.
Bazele mașinilor din granit: stabilitate și amortizare
Granitul de precizie este utilizat pe scară largă în metrologie și echipamente semiconductoare, deoarece combină masă mare, amortizare naturală, conductivitate termică scăzută și comportament ne-magnetic. Aceste caracteristici fac granitul potrivit în special pentru structurile care poartă ghidaje de precizie, lagăre de aer, module optice sau sisteme de inspecție.
O bază de mașină din granit poate absorbi vibrațiile mai eficient decât multe structuri metalice convenționale. În proiectarea practică a echipamentelor, acest lucru poate ajuta la reducerea transmiterii vibrațiilor-induse de motor, a perturbării podelei și a excitației dinamice în zona de măsurare sau proces. Rezultatul nu este automat o mai bună acuratețe; designul complet al mașinii contează în continuare. Cu toate acestea, amortizarea vibrațiilor este un avantaj semnificativ atunci când inginerii lucrează cu sisteme de măsurare și de mișcare de înaltă-rezoluție.
Comportamentul termic este un alt aspect important. Granitul are, în general, un coeficient de dilatare termică mai mic decât fonta, iar conductivitatea sa termică relativ scăzută poate încetini transferul de căldură localizată prin structură. Acest lucru este util atunci când o mașină funcționează lângă motoare, iluminat, electronice sau module de proces care creează un aport de căldură neuniform. Granitul este, de asemenea, o alegere comună pentru sistemele de mișcare de-înaltă precizie, deoarece designurile integrate pot reduce interfețele componentelor, pot îmbunătăți rigiditatea și pot ajuta la reducerea erorii Abbe în unele configurații cu mai multe axe.pi-
Granitul nu este-conductiv și ne-magnetic. Pentru aplicațiile de semiconductor și metrologie care implică senzori sensibili, codificatori magnetici, sisteme electrice sau expunere chimică, aceste proprietăți pot simplifica anumite decizii de proiectare. De asemenea, granitul nu ruginește, ceea ce reduce problemele de întreținere în medii umede sau în instalații în care pot fi prezente reziduuri chimice.
Baze de mașini din fontă: capacitate puternică de integrare
Fonta rămâne un material dovedit pentru structurile de mașini-unelte și echipamente grele-. Puterea sa constă în fabricabilitate, conexiuni filetate robuste, geometrie complexă turnată și procese de prelucrare familiare. Designerii pot integra nervuri, pasaje de lichid de răcire, boșuri de montare și cavități închise direct într-o turnare.
Pentru echipamentele care necesită modificări mecanice frecvente, sarcini mari de fixare localizate sau cantități mari de caracteristici de montare prelucrate, fonta poate fi o opțiune practică. De asemenea, este potrivit pentru centrele de prelucrare convenționale, mașinile de tăiat și aplicațiile în care rigiditatea și complexitatea structurală au prioritate față de derive termică ultra-scăzută.
Fonta are proprietăți de amortizare proprii, în special în comparație cu fabricațiile din oțel sudate. Cu toate acestea, este mai sensibil la termic decât granitul și poate necesita o atenție mai mare controlului temperaturii, reducerii stresului, acoperirii și protecției împotriva coroziunii. Materialul este conductiv și magnetic, ceea ce poate conta sau nu în funcție de arhitectura mașinii.
Întrebarea nu este dacă fonta este suficient de precisă. Multe mașini de precizie foarte capabile folosesc fonta cu succes. Întrebarea cheie este dacă comportamentul său termic și caracteristicile structurale se potrivesc cu fereastra de proces semiconductoare necesară.
Granit vs fontă dintr-o privire
| Factorul de selecție | Baza mașinii din granit de precizie | Baza mașinii din fontă |
|---|---|---|
| Răspuns termic | În general, expansiune mai mică și transfer de căldură mai lent | Mai receptiv la schimbările de temperatură ambiante și localizate |
| Comportamentul la vibrații | Amortizare inerentă puternică, în special pentru structurile de metrologie | Amortizare bună, dar de obicei mai dependentă de geometrie și designul mașinii |
| Rezistenta la coroziune | Rezistent natural la coroziune | Necesită acoperiri sau întreținere pentru a preveni rugina |
| Proprietăți electrice și magnetice | Ne-conductiv și ne-magnetic | Conductiv și magnetic |
| Integrare funcțională | Inserții, ansambluri lipite, suprafețe-portante de aer și interfețe prelucrate-de precizie | Turnați-în nervuri, șefuri, pasaje și caracteristici filetate |
| Cel mai potrivit | Semiconductor, metrologie, optică, automatizare de precizie | Mașini-unelte, sisteme grele-, structuri turnate complexe |
Selectarea pentru echipamente semiconductoare
Pentru echipamentele semiconductoare, selecția materialului ar trebui să înceapă cu performanța necesară a procesului, mai degrabă decât cu o preferință pentru granit sau metal. Inginerii ar trebui să definească deriva termică admisă, spectrul de vibrații, condițiile de încărcare, intervalul de deplasare, condițiile de mediu și cerințele de integrare înainte de a alege o bază.
Granitul este adesea un candidat puternic atunci când echipamentul necesită o platformă de referință stabilă pentru măsurarea de precizie, manipularea plachetelor, mișcarea lagărului de aer-, inspecția optică sau axe de deplasare lungă. Furnizorii din industrie folosesc în mod obișnuit granitul de precizie în producția de semiconductori, automatizare și sisteme de inspecție de înaltă precizie-din cauza expansiunii reduse, comportamentului de amortizare, rezistenței chimice și prelucrabilității la nivel micro{-.reitz-natursteintechnik
Fonta poate rămâne alegerea mai bună atunci când geometria structurală este foarte complexă, când caracteristicile mecanice integrate domină designul sau când precizia necesară poate fi menținută prin managementul termic și calibrare.
În munca noastră practică cu componente de granit de precizie, cele mai de succes proiecte sunt de obicei cele în care baza este luată în considerare la începutul etapei de-proiectare a mașinii. Locațiile inserției, interfețele șinei, datele de asamblare, punctele de ridicare, cerințele camerei curate și metodele de inspecție trebuie definite înainte de începerea producției. Acest lucru permite structurii de granit, interfețelor metalice și sistemului de mișcare să funcționeze ca un singur ansamblu controlat-nu ca părți separate forțate împreună în etapa finală.
Pentru echipamentele semiconductoare, cel mai bun material este, prin urmare, cel care susține bugetul complet de precizie. În multe aplicații axate pe ultra-precizie și metrologie-, o bază de mașină din granit de precizie oferă o bază durabilă și stabilă. În altele, fonta rămâne o soluție inginerească sensibilă. Decizia ar trebui luată pe baza cerințelor măsurate, nu doar a reputației materiale.