すべての高性能マシンは、最初の部分がカットされるずっと前に下される決定に基づいて構築されます。つまり、マシンは何を基盤とするかということです。半導体ツールでは、AOI 光学検査システム、PCB 穴あけ機、高度なレーザー プラットフォームなど、同じ材料を指す答えが増えています。エアベアリングと組み合わせた高精度の花崗岩は、その上にあるすべてのものを高速で移動させながらサブミクロンの精度を維持する必要がある機器の基礎として選択されています。-
この記事では、高速動作によってベースが制限要因となる理由、花崗岩と代替品との比較、要求の厳しい用途向けにカスタム花崗岩ベースを注文する際にエンジニアが何を指定する必要があるかについて説明します。{0}
高速動作がベースの制限要因になる理由-
ステージが加速するとき、ステージは単独で動くわけではありません。反力はベースに直接伝わり、そこにある弱点が振動、ドリフト、精度の低下として工具に返されます。動きが速くなり、許容誤差が厳しくなるほど、システム全体がその下の基盤に依存するようになります。
したがって、マシンベースは複数のジョブを同時に実行する必要があります。移動荷重によるたわみに耐えるのに十分な剛性、振動を伝えるのではなく吸収するのに十分な重さと密度、環境が変化したときに形状を維持できるほどの熱安定性、そして基準面として機能するのに十分な平坦で滑らかなものが必要です。ベースがこれらのテストのいずれかに不合格になると、マシンの残りの部分がどれほど優れていても、そのベースに取り付けられているすべてのパフォーマンスが制限されます。
なぜ御影石が機械ベースとして使われるのか
花崗岩は、従来の代替品よりもこれらの要件をより完全に満たすため、精密工学分野での地位を獲得しました。高密度により優れた振動減衰が得られるため、高速ステージやスピンドルによって発生する高周波の外乱は増幅されるのではなく吸収されます。-熱膨張が低く、熱慣性が高いため、周囲温度が変化しても形状がゆっくりと変化するだけであり、長い測定サイクルやプロセスサイクルにわたって形状が安定した状態に保たれます。
鋳鉄とは異なり、花崗岩は錆びず、塗装も必要なく、鋳物の老化に伴って時間の経過とともに解放される内部応力を持ちません。ポリマーコンクリートとは異なり、はるかに細かい表面仕上げを保持し、真の基準平坦度までラッピングすることができます。また、非磁性であることは、ツールに高感度のセンサーが組み込まれている場合に重要であり、コンポーネントをクランプしたときにバリやへこみが発生することもありません。
エアベアリングと花崗岩: 自然な組み合わせ
エア ベアリングにより、移動ステージとそのガイドウェイの間の機械的接触が排除され、摩擦、スティックスリップ、ローリング システムやスライディング システムの寿命を制限する摩耗が排除されます。{0}その代わりに、エアベアリングの性能はその上に浮かぶ表面と同程度であるため、エアベアリングには平坦で硬く、寸法的に安定したガイドウェイが必要です。精密御影石はその要件を直接満たします。
これが、花崗岩とエア ベアリングが一緒に指定されることが多い理由です。花崗岩のベースは、ミクロン単位で測定される平坦度までラップ仕上げすることができ、エア ベアリング ガイドウェイや構造ベッドとして使用できます。これにより、ステージに滑らかで安定した走行面が与えられ、同時に機械に剛性が高く、十分に減衰された基礎が形成されます。-その結果、機械式ガイドウェイではなかなか達成できない位置安定性と、高加速時でもスムーズな動作が実現します。
半導体装置
半導体ツールは、測定可能なものの限界に位置しています。ウェーハ ステージ、リソグラフィ位置決めシステム、計測プラットフォームは、高速移動中にナノメートル レベルの安定性を維持する必要があります。多くの場合、ベースがその安定性に最も大きく寄与します。{1}}平らにラップされ、エアベアリングガイドウェイが取り付けられた緻密な花崗岩のベッドは、これらのプロセスに必要な振動減衰と熱の静穏を提供します。また、その非磁性で寸法的に安定した性質は、工具が動作するクリーンな環境に適しています。-
プリント基板ボール盤
高速 PCB 穴あけ機は、スピンドルを極めて高い回転速度で駆動し、作業面上で 1 時間に何千回も移動させます。主なリスクはドリル自体ではなく、安定性の低いベースによって蓄積される共振であり、これは穴の位置誤差や工具寿命の短縮として現れます。{2}}硬く、よく減衰された構造の花崗岩の機械ベッドは、素早い動きでもスピンドル軸を安定に保つため、精度を犠牲にすることなく機械をより速く動作させることができます。-
ペロブスカイトコーティング機
ペロブスカイトやその他の薄膜プロセス用のコーティング装置は、大きな基板全体に均一な層を堆積する必要があり、均一性はコーティング ヘッドを一定の高さと速度に維持することに依存します。{0}熱ドリフトと振動は両方ともその距離を妨げます。花崗岩のベースは、蒸着ギャップを一定に保つために必要な熱安定性と減衰を提供し、パネル全体の膜厚の均一性を直接的に改善します。
フェムト秒レーザーとピコ秒レーザー
超高速レーザー加工は、焦点が非常に狭い作業範囲内で安定した状態を維持する必要があるため、集束ビームを極めて正確に位置決めすることに依存します。構造上の振動があると、有効スポットがぼやけ、カットのエッジ品質が低下します。エア ベアリング ステージを備えた花崗岩のプラットフォームは、ビームが高速で移動しているときでも焦点を安定に保ちます。そのため、超高速レーザー システムは高精度の花崗岩上に構築されることが多いのです。-
産業用CTおよびAOI検査
産業用 CT スキャナと AOI 光学検査システムは、第一に測定器であり、第二に機械です。振動やドリフトは測定誤差として直接記録されるため、その精度はセンサーとサンプル間の相対運動が完全に制御されているかどうかに依存します。花崗岩のベースと花崗岩の回転軸または移動軸により、これらのシステムに温度や時間によって変化しない計測グレードの基準が与えられ、これまで以上に小さな特徴を自信を持って解析できるようになります。{2}}
カスタム花崗岩ベースで指定するもの
これらの用途は大きく異なるため、ベースが標準カタログ項目になることはほとんどありません。を指定する場合カスタム精密花崗岩ベースエンジニアは、作業面の平坦度や表面仕上げ、剛性と減衰に必要なサイズと厚さ、取り付けインサートやネジ穴の位置と種類、表面の一部がエア ベアリング ガイドウェイとして機能するかどうかを定義する必要があります。{0}}また、これらの要件が材料グレードとラッピング許容差を決定するため、動作環境とアプリケーションが保持する必要がある精度を記述するのにも役立ちます。
エア ベアリング ガイドウェイは、後から追加するのではなく、ベースと一緒に設計することで特にメリットが得られます。{0}}ガイドウェイの平面度とベースの形状が一体として制御される場合、ステージとその基礎は単一のシステムとして機能し、機械の性能はアセンブリではなく設計によって制限されます。
UNPARALLELED がこれらの基盤を構築する方法
UNPARALLELED は、半導体、検査、レーザー、一般自動化機器用の高密度精密御影石ベース、ベッド、ガイドウェイを製造しています。{0}すべてのコンポーネントは厳選された高密度の花崗岩から作られ、必要な平坦度になるまで機械加工および手作業で研磨され、工場から出荷される前に追跡可能な計測技術で検証されます。-
私たちは、ベースが後でアップグレードできないマシンの一部であることを理解しているため、ベースを他のすべての構築の基準として扱います。から精密御影石定盤エア ベアリング ステージを中心に設計されたカスタム ベースを完成させるためのガイドウェイなど、{0}}当社はお客様の図面と精度目標に基づいて作業し、機械の他の部分が信頼できる基盤を提供します。
申請書をお送りください
あなたの装置が高速移動中の保持精度に依存している場合、その機能、達成する必要のある精度、およびその取り付け方法を教えてください。お客様の用途に適した花崗岩のグレード、平坦度仕様、ベース設計を推奨し、その性能を長年維持するために構築されたカスタムの精密花崗岩基礎をお見積りします。