Antecedentes del caso: "Problema de los mil-huecos" en la fabricación de chips
En el campo del procesamiento de chips semiconductores, el vidrio de cuarzo se usa ampliamente en la fabricación de discos de pulverización en el proceso de grabado debido a su alta pureza, resistencia a altas temperaturas y estabilidad química. Los requisitos de procesamiento de un fabricante líder de equipos de chips para discos de pulverización de cuarzo son muy representativos:
Material: Vidrio de cuarzo (dureza HV700)
Características principales: Micro-agujeros de 0,5 mm de diámetro, 5 mm de profundidad (proporción-a-diámetro 10:1), es necesario procesar uniformemente 4996 orificios en un disco con un diámetro de 280 mm
Requisitos de precisión: Redondez del agujero menor o igual a ±5μm, error de posición<0.02mm, hole edge collapse ≤0.15mm
El fabricante utilizó originalmente tecnología de perforación tradicional, pero se enfrentó a dos problemas fatales:
Cuello de botella de eficiencia: El procesamiento de un solo orificio demora 270 segundos y el procesamiento de un solo disco requiere una operación continua durante 34 días;
Rendimiento fuera de control: El colapso del borde del orificio alcanza los 0,4 mm, lo que provoca que más del 30 % de las piezas de trabajo se agrieten y se desguacen debido a la concentración de tensiones.
Soluciones BISHEN: La tecnología ultrasónica subvierte la artesanía tradicional
En vista de las características frágiles y duras del vidrio de cuarzo, el equipo de I+D de BISHEN propuso el sistema de fresado y grabado de precisión ultrasónico, que introdujo tres innovaciones técnicas:
① Tecnología de reducción de vibración ultrasónica de alta-frecuencia
La vibración ultrasónica de 20 kHz acorta el tiempo de contacto entre la broca y el material a microsegundos, reduce la fuerza de corte en un 65 % y suprime el colapso del borde desde la raíz.
② Personalización integral del taladro PCD
La broca está hecha de lámina compuesta de diamante (PCD) en una sola pieza, con una precisión de arco de corte de ±2 μm y un sistema de corrección axial de 0,01 grados para garantizar la rectitud de agujeros de 5 mm de profundidad.
③ Herramientas de posicionamiento por adsorción al vacío
La plataforma flotante de aire con control independiente de múltiples áreas estabiliza el error de planitud del disco de cuarzo de 280 mm dentro de 0,005 mm, eliminando la desviación de la posición de perforación.
Comparación de datos de procesamiento: doble salto en eficiencia y precisión
La solución ha sido verificada por los clientes en producción en masa durante tres meses consecutivos, y el rendimiento de la placa de pulverización ha aumentado del 67% al 98%, ahorrando a los fabricantes más de 8 millones de yuanes en costos de pérdida de material de cuarzo cada año.
Inspiración en la industria: el punto de inflexión técnico del mecanizado de precisión
El procesamiento de micro-agujeros de vidrio de cuarzo alguna vez fue un "cuello de botella" que restringía la actualización de los equipos de chips. Mediante la aplicación de ingeniería de la tecnología ultrasónica, BISHEN no solo resolvió el problema del procesamiento de micro-agujeros con una relación de profundidad-a-diámetro de 10:1, sino que también verificó un nuevo paradigma para el mecanizado de precisión de materiales duros y quebradizos - Reemplazar el simple aumento de la dureza de la herramienta con un control de vibración de alta-frecuencia, que tiene un valor universal para la ultra-precisión Mecanizado en industrias como la cerámica y el vidrio óptico.
Acerca de Bishen Precision
bishenPrecision se centra en la fabricación de piezas metálicas de alta-precisión. Con una moderna base de producción de 7500 metros cuadrados, ofrece-soluciones integrales para piezas estructurales complejas en los campos aeroespacial, maquinaria médica y robótica. La empresa tiene como principal competitividad la "precisión extrema y la entrega confiable" y tiene la capacidad de brindar servicios de proceso completos-desde modificación de materiales, procesamiento de enlaces multi-ejes hasta pruebas a nivel de micrones-. Posee el sistema de gestión de calidad de dispositivos médicos ISO 13485, la certificación aeroespacial AS9100 y otras calificaciones, y ha entregado más de 200 000 piezas clave en total, ayudando a los clientes a traspasar los límites de la fabricación de precisión.
