本期我们要介绍的是石英玻璃多面棱镜的加工案例,石英玻璃多面棱镜是应用在光刻机投影物镜中的精密部件。
光刻机是制造芯片的核心装备。它采用类似照片冲印的技术,把掩膜版上的精细图形通过光线的曝光印制到硅片上,再通过刻蚀、检测,完成芯片的制造。
以iPhone 14 Pro搭载的A16芯片为例,其制程只有4nm,要在一颗如此小的芯片上用光线刻画出精密复杂的电路图形,就需要对光线的能量、形状进行极其精准的控制。因此,光刻机中,在掩膜版和晶元之间会设置一组由几十块镜片组成的光学组件——投影物镜,来对刻蚀光进行进一步的修型,同时补偿各种光学误差,以确保印刻在晶元表面的电路图形精确无误。石英玻璃多面棱镜就是光刻机投影物镜中的精密部件之一。今天,我们就来揭秘石英玻璃多面棱镜高质量加工的解决方案,请往下看!
1加工难点
石英玻璃多面棱镜作为应用在光刻机投影物镜中的精密部件,对精度的要求十分严苛。当客户使用传统加工方案对石英玻璃多面棱镜进行加工时,易崩边,加工后的多面棱镜表面粗糙度差,无法达到要求,导致工件容易报废;且抛光余量大,使得加工成本大大增加。
2加工方案
对此,汇专采用的加工方案是使用直线轴重复定位精度达4μm、旋转轴重复定位精度达5角秒的超声绿色五轴联动加工中心ULV200-5AXIS对多面棱镜进行加工,机床配置自主研发的HSK-E32超声主轴,加工过程中使用超声辅助加工技术,从而实现提升加工效率、延长刀具寿命、改善工件表面质量。
设备参数及特点:
X/Y/Z轴加工行程250x250x250mm,A/C轴±125°/360°
X/Y/Z轴定位精度5μm,重复定位精度4μm
A/C轴旋转定位精度8角秒,重复定位精度5角秒
A/C轴配置直驱转台,传动无背隙,精度高、动态性能更佳
工作台直径200mm,最大负载可达30kg
配置汇专HSK-E32超声主轴,最高转速达36,000rpm
一体式床身铸件设计,刚性高,精度更稳定
具备五轴联动、RTCP刀尖跟随功能
标配高精密光栅尺,实现全闭环控制
标配西门子840D sl系统
适用于硬脆材料(蓝宝石、玻璃、陶瓷等)、碳纤维复合材料、金属材料及其他难加工材料的加工
3加工效果
使用汇专加工方案后,多面棱镜的加工表面粗糙度均匀,可达镜面级,Sa<70nm,极大地降低了表面抛光后尺寸的控制难度,达到工件加工表面精度的要求,客户对本次加工效果也表示满意!