Igaüks, kes on tegelenud vahvlite{0}}käitlemise võitäpsed liikumissüsteemidon ilmselt kuulnud fraasi "graniidil õhku kandv õhk" loopivat ilma suurema selgituseta, miks see konkreetne kombinatsioon pooljuhtseadmetes nii sageli esineb. See ei ole esteetiline valik ega pärandharjumus - see on üsna tahtlik vastus konkreetsele inseneriprobleemile: kuidas liigutada nanomeetri-taseme positsioneerimise korratavusega lava ilma süsteemi hõõrdumist, kulumist või vibratsiooni tekitamata?
Põhiprobleem mehaaniliste laagritega
Tavalised veereelemendid-või lineaarlaagrid töötavad füüsilise kontakti - teel jooksvate kuulide või rullide kaudu. See kontakt, olenemata sellest, kui hästi on töödeldud, tekitab hõõrdumist, tekitab aja jooksul tahkete osakeste kulumist ja edastab mikro-vibratsiooni lavale iga kord, kui pall ületab raja ebatäiuslikkuse. Enamikus tööstuskontekstides pole see{5}}probleem. Pooljuhtlitograafias, vahvlite kontrollimise või metroloogia seadmetes, mis töötavad sub-mikroni- või nanomeetrilise tolerantsiga, on see tõeline piirang, sest laagri enda müratase võib olla suurem kui funktsioon, mida proovite mõõta või positsioneerida.
Kuidas õhklaagrid seda lahendavad
Õhklaager asendab füüsilise kontakti õhukese, pidevalt rõhu all oleva õhukilega -, tavaliselt mõne mikroni paksune - liikuva elemendi ja selle juhiku vahel. Kuna puudub füüsiline kontakt, puudub hõõrdumine traditsioonilises tähenduses, kulumisest ei teki tahkeid osakesi ega kleepuvat{3}}libisemist väga madalatel kiirustel (mis on tohutult oluline etappide puhul, mis peavad peene positsioneerimise ajal roomama väga väikeste sammudega). Kompromiss seisneb selles, et õhklaagrid nõuavad palju tasasemat ja ühtlasemat juhtpinna pinda kui mehaanilised laagrid, kuna õhukihi paksus on vaid paar mikronit -, mis tahes lainelisuse või tasasuse kõrvalekalle juhikus ilmneb otseselt positsioneerimisveana või halvemal juhul kokkupuute ohuna, kui kile lokaalselt kokku kukub.
Miks on graniit valitud juhtmaterjal?
See on koht, kus graniidi omadused muutuvad otseselt oluliseks, mitte lihtsalt üldiseks turunduspunktiks. Õhklaagri juhik vajab:
Sub-mikronilist tasasust pikkadel vahemaadel - graniidist saab üle kanda kuni -mikronise tasasuse tolerantsuseni kogu juhtteede pikkuste ulatuses, mida oleks oluliselt raskem ja kulukam saavutada järjepidevalt valatud või töödeldud metallis, eriti mitme -meetriste pikkuste puhul, mis on üha tavalisemad suurtes-seadmetes.
Pikaajaline-mõõtmete stabiilsus - õhklaagrite süsteem on aastatepikkuse kasutuse jooksul, mitte ainult paigaldamise päeval, ainult nii hea, kui on selle juhttee tasane. Graniidi vastupidavus sellisele sisepinge lõdvestumisele, mis valumetalli aja jooksul mõjutab, tähendab, et juhtrajal on väiksem tõenäosus aeglase lainelisuse tekkeks, mis muidu nõuaks perioodilist uuesti-lappimist või asendamist.
Vibratsioonisummutus - Graniidi loomulikud summutusomadused aitavad absorbeerida kõrgsageduslikku-jääkmüra õhukiles endas, mis on oluline litograafia- ja kontrollseadmetes kasutatavate ülipeente positsioneerimissilmuste jaoks.
Mitte-magnetilised omadused - on kriitilised kõigis süsteemides, mis kasutavad läheduses magnetilisi lineaarmootoreid või tundlikke elektromagnetandureid, kuna magnetiline juhttee materjal tekitaks välja moonutusi, mida mehaanilised või optilised asendiandurid peaksid kompenseerima.
Kus see päris varustuses kajastub
Graniidist õhklaagrite etapid ja juhikud on levinud:
Vahvlite kontrollimise ja metroloogia tööriistad, kus XY astmed peavad paigutama vahvli optilise või elektronkiire anduri alla, mille korratavus on tunduvalt alla mikroni
Fotolitograafia{0}}külgnevad seadmed, kus lava tasasus ja stabiilsus piiravad otseselt ülekatte täpsust
Lameekraani kontrollisüsteemid, mis kasutavad üha enam suures{0}}formaadis graniidist juhikuid, et katta meetermõõdustikus-
Täppislasertöötlusseadmed (sealhulgas femtosekundilised ja pikosekundilised lasersüsteemid), kus kiire positsioneerimise täpsus sõltub lava hoidmisasendist ilma triivimiseta pikkade töötlemistsüklite ajal
Koordineerida mõõtemasinaid ja profiilimõõtmissüsteeme, kasutades õhu{0}}laagrite spindleid või lineaarseid astmeid hõõrdumise-vaba liikumise tagamiseks skaneerimise ajal
Mida ostjad peaksid tegelikult kontrollima
Graniidist õhklaagri juhiku või aluse hindamisel ei ole paberi tasapinnalisus kogu lugu. Tarnijalt tasub küsida konkreetselt:
Tasasuse tolerants ja selle kontrollimine - ideaaljuhul laserinterferomeetria või suure-täpse elektroonilise nivoo abil jälgitava mõõtmise abil, mitte ainult üldise väitega "täppismaast".
Graniidiallika terade konsistents - jämedam või ebaühtlane tera struktuur võib tekitada pinna mikro-skaala varieerumist, mis on silmale nähtamatu, kuid ilmneb mürana õhklaagri töös.
Pinna viimistlus (karedus), mitte ainult tasasus - juhik võib olla makro mõttes tasane, kuid sellel on siiski kareduse profiil, mis mõjutab õhukile konsistentsi mikroni skaalal.
Keskkonna stabiilsust tootmise ajal - kontrollimatu temperatuuriga töökojas-läbitud juhtrada on nanomeetrite-külgnevate tolerantside juures raskem garanteerida kui kontrollitud temperatuuri-keskkonnas valmimisel, põhjustel, mis on otseselt seotud soojuspaisumisega.
Suurem pilt
Graniitjuhikute õhklaagrid ei ole uudsus -, need on üsna küps, hästi-arusaadav lahendus konkreetsele probleemile: hõõrdumise ja mehaanilise müra kõrvaldamine süsteemidest, kus tolerantsi eelarve ei jäta kummalegi ruumi. Kuna vahvlite suurused, paneelide suurused ja kontrolli eraldusvõime nõuded karmistavad, muutuvad nõuded graniidist juhikule endale - tasapinnale, tera konsistentsile, mõõtmete stabiilsusele - koos nendega järjest rangemaks.
Kui määrate graniidist õhklaagri juhiku või aluse pooljuht-, kontrolli- või lasertöötlusrakenduse jaoks, vaatame hea meelega koos teie insenerimeeskonnaga läbi tasasuse tolerantsi, tera spetsifikatsiooni ja kontrollimetoodika enne projekti lõpuleviimist.