Pjanċa tat-tisħin għat-twaħħil ottiku jew l-ipproċessar tal-wejfer tas-semikondutturi jeħtieġ li tkun mhux biss "ċatta," iżda ċatta fi ftit mikrometri. Il-lingwa ta 'speċifikazzjoni għal dan huwa Total Indikat Runout, u li jkollna tajjeb fuq it-tpinġija tiddefinixxi l-proċess kollu tal-manifattura. Flatness speċifikat ħażin jista 'jwassal għal kuntatt irregolari, hot spots lokalizzati, u partijiet miċħuda. TIR-speċifikat tajjeb jiżgura li l-pjanċa tat-tisħin tagħti trasferiment termali uniformi fuq il-wiċċ kollu tax-xogħol-rekwiżit mhux negozjabbli-f'applikazzjonijiet ta' preċiżjoni.
X'inhu Runout Total Indikat (TIR) fuq Pjanċa tat-Tisħin?
Runout Total Indikat hija l-varjazzjoni massima fl-għoli ta 'wiċċ kif imkejla minn indikatur tal-arloġġ meta l-parti tkun imdawwar jew skannjata fuq żona definita. Għal pjanċa tat-tisħin ċatta, TIR huwa essenzjalment miżura ta 'flatness u paralleliżmu flimkien. L-indikatur huwa zeroed fuq punt ta 'referenza, imbagħad imċaqlaq tul il-wiċċ tax-xogħol tal-pjanċa. Kwalunkwe devjazzjoni-quċċata jew wied-hija rreġistrata. Id-differenza bejn l-ogħla u l-inqas qari fuq il-medda ta' kejl speċifikata hija l-valur TIR.
Speċifikazzjoni ta' TIR < 0.025 mm (25 mikrometru) fuq pjanċa b'dijametru ta' 300 mm tfisser li l-ebda punt fuq il-wiċċ ma jiddevja mill-pjan ta' referenza b'aktar minn ±0.0125 mm. Għal applikazzjonijiet ta' ultra-preċiżjoni, jistgħu jintalbu valuri TIR baxxi daqs 0.010 mm jew saħansitra 0.005 mm. It-TIR meħtieġ huwa tipikament ibbażat fuq it-tolleranza tal-ħxuna tal-parti li tkun qed tiġi pproċessata jew il-kontroll tal-vojt meħtieġ għal proċess ta 'laminar jew twaħħil. Partijiet irqaq u aktar sensittivi (eż. wejfers semikondutturi, ħġieġ ottiku) jitolbu TIR aktar strett.
Għaliex il-kisba ta 'TIR stretta hija ta' sfida għall-pjanċi tat-tisħin
Pjanċa tat-tisħin mhix sempliċi ċangatura tal-metall. Fih elementi li jsaħħnu inkorporati (mitfugħa-fi jew ikklampjati fi skanalaturi) jew imtaqqba għal ħiters tal-iskartoċċ. Jista 'jkollu bjar termokoppja, toqob tal-immuntar, u kanali tat-tkessiħ. Il-proċess tal-manifattura-makkinar, l-iwweldjar, it-trattament tas-sħana-jinduċi tensjonijiet interni. Dawn it-tensjonijiet jiġu rilaxxati meta l-pjanċa tissaħħan għat-temperatura operattiva, u tikkawża warpage. Pjanċa li titkejjel perfettament ċatta f'temperatura tal-kamra tista' titbaxxa b'0.1 mm jew aktar f'150 grad.
Fil-prattika,il-flatness hija proprjetà dipendenti fuq it-temperatura-fi pjanċa tat-tisħin. Għalhekk, l-ispeċifikazzjoni tat-TIR waħedha mhix biżżejjed. Għandha tiġi ddikjarata wkoll it-temperatura li fiha jittieħed il-kejl. Pjanċa tat-tisħin ta' preċiżjoni għandha tiġi speċifikata b'TIR imkejjel jew f'temperatura ambjentali (b'drift magħruf u aċċettabbli f'temperatura operattiva) jew, idealment, imkejjel fit-temperatura operattiva maħsuba.
Ipproċessa Passi biex Tikseb TIR ta' Preċiżjoni
Il-kisba ta' speċifikazzjoni TIR taħt 0.025 mm teħtieġ sekwenza ta' operazzjonijiet ta' manifattura ppjanati bir-reqqa.
1. Stress-Materjal Blank Meħlus
Il-materjal tal-bidu-tipikament liga tal-aluminju (eż., 6061-T6 jew 7075) jew azzar (eż., azzar ħafif jew stainless)-għandu jkun ittaffi- qabel kwalunkwe magni ta' preċiżjoni. Kif-riċevuti stokk tal-bar jew tal-pjanċa spiss ikun fih stress residwu mill-irrumblar jew l-estrużjoni. Soak termali li ttaffi l-istress (eż. 2–4 sigħat f'340 grad għall-aluminju, jew 600 grad għall-azzar) segwit minn tkessiħ bil-mod jerħi dawn l-istress. Mingħajr dan il-pass, il-magni sussegwenti jiżbilanċjaw il-kamp tal-istress, u l-pjanċa titgħawweġ meta l-heater jiġi enerġizzat.
2. Makkinar mhux maħdum u Inkorporazzjoni tal-Heater
Il-pjanċa hija maħduma mhux maħduma għal dimensjonijiet qrib-netti. Elementi tat-tisħin huma installati (eż., mitfugħa f'forma tar-ramel għal fondut-f'ħiters, jew ippressat fi skanalaturi bil-makna). Dan il-pass iżid tensjonijiet ġodda minħabba d-differenzi fl-espansjoni termali bejn il-kisja tal-heater u l-materjal tal-pjanċa. Għal applikazzjonijiet TIR ta 'preċiżjoni, il-heater ħafna drabi jiġi mitfugħ f'qalba tal-aluminju separata, li mbagħad terġa' tittaffa l-istress- qabel il-wiċċ finali.
3. Stress Termali-Taffija wara l-Assemblea
Wara li l-elementi li jsaħħnu jkunu inkorporati jew ikklampjati bis-sħiħ, l-assemblaġġ kollu tal-pjanċa jiġi soġġett għal ċiklu termali ieħor li jtaffi l-istress-. Dan huwa kritiku. Is-sħana mill-elementi nfushom matul dan iċ-ċiklu (mħaddma għal temperatura 'l fuq mit-temperatura tas-servizz maħsuba) tixjieħ artifiċjalment l-assemblaġġ u tirrilassa l-istress differenzjali. Dan il-proċess ġieli jissejjaħ "ċikliżmu termali" jew "pre-stabbilizzazzjoni."
4. Tħin ta 'preċiżjoni
Il-wiċċ tax-xogħol huwa mitħun fuq grinder tal-wiċċ ta'-format kbir jew grinder ta'-disk doppju. It-tħin ineħħi biss l-aħħar 0.2–0.5 mm ta' materjal, u jikseb finitura tal-wiċċ (Ra) ta' 0.8 µm jew aħjar u ċatt li joqrob lejn il-kapaċità tal-magna. Għal pjanċi sa 600 mm fid-dijametru, grinder tal-wiċċ modern jista 'jikseb TIR<0.010 mm under controlled conditions.
5. Lapping Finali (Mhux obbligatorju)
Għal speċifikazzjonijiet TIR aktar stretti minn 0.010 mm (eż.,<0.005 mm over 200 mm), lapping is required. Lapping uses a fine abrasive slurry between the plate and a precision flat lapping plate. The process is slow but can produce near-optical flatness. Lapped surfaces are typically specified for semiconductor hot chucks or optical bond platen.
Speċifikazzjoni tat-TIR fuq Tpinġija tal-Inġinerija
Biex tikseb b'suċċess pjanċa tat-tisħin li tissodisfa r-rekwiżiti ta 'preċiżjoni, l-ispeċifikazzjoni TIR trid tkun mhux ambigwa u kompluta. Sejħa ta' tpinġija tipika tista' taqra:
"Total Indikat Runout (TIR) tal-wiċċ tax-xogħol m'għandux jaqbeż 0.020 mm meta mkejjel skont ASME Y14.5M-1994. Il-kejl għandu jsir bil-pjanċa stabbilizzata f'100 grad ± 5 gradi fuq il-wiċċ kollu tax-xogħol definit bid-dijametru D. L-ebda devjazzjoni lokali li taqbeż 0.015 mm kwadru ma hija permessa."
Elementi ewlenin:
Il-limitu TIR.
L-istandard tal-kejl (ASME Y14.5 jew ISO 1101).
It-temperatura li fiha jittieħed il-kejl (temperatura tal-kamra, temperatura operattiva, jew it-tnejn).
Iż-żona li fuqha japplika TIR (eż., "fuq il-wiċċ kollu tax-xogħol" jew "fi ħdan it-80% ċentrali tal-pjanċa").
Kwalunkwe rekwiżit addizzjonali ta' "flatness lokali" (eż., kontroll tal-mewġ).
Qatt tispeċifika TIR mingħajr ma tiddikjara t-temperatura.Pjanċa li tkun ċatta f'temperatura tal-kamra tista' ma tkunx ċatta f'150 grad. Għal applikazzjonijiet kritiċi, il-manifattur għandu jkun meħtieġ li jipprovdi mappa tal-flatness kemm f'temperatura ambjentali kif ukoll f'temperatura operattiva.
Tqabbil tat-TIR mal-Applikazzjoni
It-TIR meħtieġ għandu jkun ibbażat fuq it-tolleranza tal-ħxuna u l-konformità tal-parti li tkun qed tiġi pproċessata.
Thick, rigid parts (e.g., metal sheets >3 mm)– TIR ta' 0.05–0.10 mm 'il fuq minn 500 mm jista' jkun aċċettabbli, peress li l-parti tikkonforma jew il-pejst termali jimla l-vojt.
Films irqaq u flessibbli jew wejfers (<0.5 mm)– TIR għandu jkun<0.025 mm. For semiconductor wafers processed on a vacuum chuck, TIR <0.010 mm is typical.
Kuntatt ottiku (l-ebda kolla)– TIR<0.005 mm (lapping required).
Laminazzjoni b'sottostrati riġidi– TIR<0.020 mm over the laminate area to avoid voids.
Metodi ta' Verifika
The buyer or end user should verify TIR upon receipt. A simple method uses a dial test indicator mounted on a surface plate. The heating plate is placed on three precision height-adjustable supports set to a reference plane. The indicator is traversed in a grid pattern. For larger plates (>500 mm), magna tal-kejl tal-koordinati (CMM) jew interferometru tal-lejżer jipprovdi dejta aktar preċiża.
Jekk il-pjanċa hija speċifikata bit-TIR imkejjel f'temperatura operattiva, għandu jsir test tat-tisħin ikkontrollat. Il-pjanċa tiġi enerġizzata sal-punt tas-sett tas-servizz, titħalla tistabbilizza (tipikament 30–60 minuta), u mbagħad it-TIR jitkejjel bl-użu ta' indikatur reżistenti għas-sħana-jew sensur tal-ispostament tal-lejżer mingħajr-kuntatt. L-espansjoni termali tal-istand tal-indikatur għandha tiġi kkoreġuta għaliha.
Żbalji Komuni fl-Ispeċifikazzjoni tat-TIR
Aktar minn-speċifika– Talba għal TIR<0.005 mm when the application only requires 0.05 mm adds unnecessary cost (lapping is expensive).
Tinsa t-temperatura– TIR speċifikat mingħajr temperatura ta' kejl huwa ambigwu. Manifattur jista' jforni pjanċa ċatta tat-temperatura tal-kamra--li titbaxxa b'mod mhux aċċettabbli waqt is-servizz.
Injora t-toqob tal-immuntar– L-ispeċifikazzjoni TIR għandha tiddikjara jekk il-kejl jinkludix iż-żona direttament fuq it-toqob tal-qfieli jew jekk dawk iż-żoni humiex esklużi. It-toqob tal-boltijiet lokalment jgħawġu l-wiċċ jekk il-boltijiet jiġu ssikkati żżejjed. It-tpinġija għandha tispeċifika l-valuri tat-torque għall-immuntar.
Ebda kontroll tal-flatness lokali– Pjanċa tista' tilħaq TIR globali ta' 0.025 mm iżda xorta jkollha ħoba qawwija ta' 0.020 mm fuq ċirku ta' 10 mm-problema ta' "mewġa". Sejħiet addizzjonali għal "flatness fuq kwalunkwe kwadru ta' 25 mm" jipprevjenu dan.
Impatt tal-Ispiża tal-Issikkar tat-TIR
Ir-relazzjoni bejn l-ispeċifikazzjoni TIR u l-ispiża tal-manifattura mhix-lineari. Pjanċa bit-TIR<0.05 mm can be produced from stress-relieved plate stock using conventional milling and minimal grinding. At TIR <0.025 mm, dedicated grinding and stress-relieving cycles become mandatory. At TIR <0.010 mm, lapping and possibly multiple thermal stabilization cycles are required, doubling or tripling the cost.
Għalhekk, l-inġinier li jispeċifika l-pjanċa għandu jistabbilixxi t-TIR minimu aċċettabbli bbażat fuq il-fiżika tal-proċess, imbagħad iżid marġini ta 'sikurezza modest-iżda ma jitlobx tolleranza stretta bla bżonn.
Ir-Rwol tal-Għażla tal-Materjal
L-aluminju (6061 jew 7075) huwa l-aktar materjal komuni tal-pjanċa tat-tisħin minħabba l-konduttività termali għolja tiegħu u l-faċilità tal-magni. Madankollu, l-aluminju għandu koeffiċjent relattivament għoli ta 'espansjoni termali (23 µm/m·K) u ebusija baxxa. Pjanċi kbar tal-aluminju (eż., dijametru ta' 600 mm) se jbaxxu taħt il-piż tagħhom stess jekk ma jkunux appoġġjati kif suppost. Għal rekwiżiti TIR estremament stretti, jistgħu jintużaw kompożiti tal-azzar (16 µm/m·K) jew tal-aluminju-karbur tas-silikon, iżda dawn huma itqal jew aktar għaljin.
Sommarju: It-Tpinġija bħala Kuntratt għall-Eżekuzzjoni
Tispeċifikatotali indikata runout tisħin pjanċa speċifikazzjoni preċiżjonijiżgura b'mod korrett li l-platen fil-fatt jagħmel ix-xogħol tiegħu li jwassal kuntatt u sħana uniformi, u li l-proċess ta 'manifattura jista' jilħaq dak l-istandard. Tpinġija hija kuntratt għall-prestazzjoni, u r-rekwiżiti ta 'preċiżjoni għandhom jiġu kkomunikati b'mod ċar. Billi jiddikjara l-limitu TIR, it-temperatura tal-kejl, iż-żona applikabbli, u kwalunkwe restrizzjonijiet lokali ta 'flatness, l-inġinier jipprovdi lill-manifattur b'mira mhux ambigwa. Ir-riżultat huwa pjanċa ta 'tisħin li twettaq b'mod prevedibbli fl-applikazzjoni ta' preċiżjoni-kemm jekk tgħaqqad lentijiet ottiċi, tipproċessa wejfers semikondutturi, jew laminar ċirkwiti flessibbli. Il-flatness mhix lussu f’xogħol bħal dan; huwa faċilitatur tal-proċess.
