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半導體真空系統部件工藝質量提升

半導體真空系統部件工藝質量提升

2025/12/17 10:23:58

真空系統部件的幾何精度直接決定了半導體設備的真空保持能力、密封可靠性及運動部件的長期穩定性。其尺寸與形位公差的微小偏差可能導致氣體泄漏、顆粒產生或部件卡滯,嚴重影響機臺正常運行時間與半導體晶圓生產良率。

當前真空系統核心部件(包括真空閥桿、密封軸件、腔體等)在精密加工與處理工序后,在關鍵二維尺寸與形位公差檢測方面面臨的瓶頸。

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當前依賴工具顯微鏡、投影儀、千分尺及手動三坐標測量機(CMM)的檢測方式,存在明顯不足:

  • 效率與通量低下:手動逐點測量、對焦、取數的方式耗時極長,尤其是多截面、多參數的檢測需求,已成為制約生產節拍與大規模抽檢的瓶頸。

  • 人為誤差與一致性差:操作人員對焦、采點的判斷差異直接影響重復性與再現性,難以保證測量結果的客觀統一,不利于工藝能力的精準評估。

  • 數據維度孤立:傳統工具通常只能獲取單個尺寸的數據,難以在一次裝夾中快速、完整地獲取一個部件上所有關鍵二維尺寸(如多個截面的直徑、圓度、間距)并建立其相互關系。

光子精密QM系列閃測儀作為國產新一代二維影像測量系統,采用2000W像素高分辨率鏡頭與大視野高精度成像技術,結合智能圖像處理算法,可一次性快速獲取工件整個表面的二維輪廓數據,其技術特性精準針對上述痛點。

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1. 車削與磨削工序后的快速全尺寸與形位公差檢測:
對于車削或磨削完成的閥桿、軸件,傳統方式需在不同儀器間流轉,多次裝夾,分別測量直徑、長度、圓度。QM閃測儀通過其大視野高分辨率鏡頭,一次拍照即可覆蓋多個工件的關鍵區域。其智能軟件自動識別工件輪廓,并依據預設程序,在數秒內同時完成最多1000個指定截面的直徑、圓度測量,各臺階高度、溝槽尺寸的測量,以及基于不同截面圓心計算的同心度評估。不僅將檢測分鐘甚至小時級縮短至秒級,更確保了所有尺寸基于同一基準和裝夾狀態,數據關聯性更強,能更真實地反映部件的綜合精度。

2. 精密部件(如密封軸件)的批量終檢與質量篩分:
在密封軸件等大批量生產場景下,全檢或高比例抽檢是保障質量底線的手段。QM閃測儀的“一鍵測量”與“程序化全自動運行” 特性在此發揮極大優勢。操作員僅需將工件放入載物臺大致位置,設備即可自動完成定位、拍照、測量、判斷、數據輸出全過程。其0.5μm的重復精度保證了批量檢測的可靠性,高效攔截不合格品,防止其流入裝配環節,實現質量門控的智能化與無人化。

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3. 表面處理前后的關鍵尺寸驗證與缺陷普查:
在部件進行鍍層、氧化等表面處理前后,需要驗證處理工藝是否引入了尺寸變化或表面缺陷。QM閃測儀通過其高對比度的多角度照明系統,可以清晰凸顯工件表面的微觀紋理與邊緣。通過處理前后對同一工件執行相同的自動化測量程序,可以精確量化鍍層導致的直徑微小增厚。同時,通過大視野與高精度的雙視野拼接,可以快速對密封配合面等關鍵區域進行尺寸檢測。

4. 密封性能的間接評估與裝配前預驗證:
密封性能雖需專用檢漏儀測試,但其幾何基礎是前提。QM閃測儀可對構成密封系統的配對部件進行快速測量與虛擬裝配分析。例如,通過精確測量密封槽的寬度、底部圓角半徑,并與密封圈的截面尺寸進行比對,可以提前評估壓縮率是否在設計范圍內。

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面對半導體設備對真空系統可靠性日益嚴苛的要求,提升其核心部件的幾何精度檢測能力是確保整機性能的基礎。QM系列閃測儀以其核心優勢,為高效、精準地管控真空閥桿、密封軸件及腔體部件的二維尺寸與形位公差提供了解決方案。直接應用于車削、磨削及表面處理后的關鍵工序檢測,并可通過數據驅動工藝優化與預防性質量控制。


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王靜
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