정밀 적용을 위해 특정 총 표시 런아웃(TIR)이 있는 가열판을 지정하는 방법은 무엇입니까?

옵티컬 본딩이나 반도체 웨이퍼 가공을 위한 가열판은 "평탄"할 뿐만 아니라 수 마이크론 이내의 평탄해야 합니다. 이에 대한 사양 언어는 총 표시 런아웃입니다. 도면에 올바르게 표시하는 것이 전체 제조 공정을 결정합니다. 잘못 정의된 평탄도는 고르지 않은 접촉, 뜨거운 영역 및 불량 부품을 제공할 수 있습니다. 잘 지정된 TIR은 전체 작업 영역에 걸쳐 가열판에서 균일한 열 전달을 제공합니다. 이는 정밀도가 가장 중요한 곳에서는 반드시 필요한 부분입니다. 가열판에 TIR 또는 총 표시 런아웃이 있습니까? 총 표시 런아웃은 정의된 영역에서 부품이 회전하거나 스캔될 때 다이얼 표시기에 의해 결정되는 표면 높이의 최대 변동입니다. 평평한 가열판의 경우 TIR은 실제로 평탄도와 평행도를 함께 측정하는 척도입니다. 표시기는 기준점을 기준으로 0으로 설정된 다음 플레이트의 작업면 위로 이동됩니다. - 최고점 또는 최저점 - 변화가 기록됩니다. TIR 값은 명시된 측정 범위 전체에서 최고 판독값과 최저 판독값의 차이입니다. 직경 300mm 플레이트 전체에서 TIR < 0.025mm(25마이크로미터)라는 기준은 표면의 어떤 지점도 기준 평면에서 ± 0.0125mm 이상 떨어져 있지 않음을 의미합니다. 초정밀 애플리케이션에서는 0.010\\;mm 또는 심지어 0.005\\;mm의 TIR 값이 필요할 수 있습니다. 필요한 TIR은 처리 대상 물체의 두께 공차 또는 라미네이팅 또는 접착 공정에 필요한 간격 제어에 따라 결정되는 경우가 많습니다. 더 얇고 민감한 부품(예: 반도체 웨이퍼, 광학 유리)에는 더 좁은 TIR이 필요합니다. 가열판에 대한 엄격한 TIR을 얻는 것이 어려운 이유 가열판은 단순한 금속판이 아닙니다. 가열 요소용 홈에 주조-또는 고정-되어 제공되거나 카트리지 히터용으로 드릴링되어 있습니다. 열전대 웰, 장착 구멍 및 냉각 채널이 있을 수 있습니다. 내부 장력은 생산 공정 - 기계 가공, 용접, 열처리로 인해 발생합니다. 플레이트가 작동 온도까지 가열되면 이러한 장력이 해제되어 변형이 발생합니다. 상온에서 편평한 플레이트는 150C에서 0.1mm 이상 휘어질 수 있습니다. 실제로 평탄도는 가열 플레이트의 온도에 따른 특성입니다. 따라서 TIR만으로는 지정하기에 충분하지 않습니다. 측정이 이루어지는 온도를 지정해야 합니다. 정밀 가열 플레이트는 주변 온도(작동 온도에서 허용되는 드리프트가 알려짐)에서 측정되거나 예상 작동 온도에서 측정된 TIR로 지정되어야 합니다. 정밀 TIR을 얻기 위한 공정 단계 0.025mm 미만의 TIR 표준을 달성하려면 신중한 일련의 제조 활동이 필요합니다.{41}} 응력 완화 블랭크 재료 정밀 가공 전에 일반적으로 알루미늄 합금(예:. 6061-T6 또는 7075) 또는 강철(예: 연강 또는 스테인리스)과 같은 원자재의 응력이 제거되어야 합니다. 압연이나 압출로 인해 -받은 바 또는 플레이트 스톡의 잔류 장력이 흔히 발생합니다. 이러한 긴장은 담그고(알루미늄의 경우 340C, 강철의 경우 600C에서 2{57}}4시간) 느린 냉각을 통해 완화될 수 있습니다. 이 프로세스가 없으면 후속 가공에서 응력장의 불균형이 발생하고 히터에 전원이 공급될 때 플레이트가 변형됩니다.. 2. 히터의 거친 가공 및 내장 플레이트는 순 치수에 가깝게 거칠게 가공됩니다. 가열 요소는 배치됩니다(예: 히터에 주조하기 위해 모래 주형에 주조하거나-가공된 홈에 압착). 이 단계에서는 히터 외장과 플레이트 재료 사이의 열팽창 차이로 인해 새로운 압력이 발생합니다. 정밀한 TIR 적용을 위해 히터는 종종 별도의 알루미늄 코어에 주조되고 다시 응력-최종 표면 처리 전에 완화됩니다.. 3. 포스트-조립 열 응력-완전 가열 요소가 완전히 이식되거나 고정되면 전체 플레이트 어셈블리에 또 다른 응력 완화 열 주기가 제공됩니다. 이것은 중요합니다. 이 사이클에서 요소 자체는 지정된 사용 온도보다 높은 온도로 가열되고, 생성된 열은 인위적으로 어셈블리를 노화시키고 차등 장력을 완화시킵니다. 이를 "열 사이클링" 또는 "사전-안정화"라고도 합니다.. 4. 정밀한 연삭 작업 표면은 대형-표면 연삭기 또는 이중 디스크 연삭기로 연삭됩니다. 연삭은 재료의 마지막 0.2~0.5mm만 제거하고 0.8μm 이상의 표면 마감(Ra)과 기계 용량에 가까운 평탄도를 생성합니다. 규제된 설정에서 최신 표면 연삭기는 TIR을 생성할 수 있습니다.<0.010 mm for plates up to 600 mm in diameter. 5. Optional Final Lapping Lapping is essential for TIR specs tighter than 0.010 mm (i.e., <0.005 mm over 200 mm). Lapping employs a fine abrasive slurry between the plate and a precise flat lapping plate. It is a long procedure but near-optical flatness can be obtained. Semiconductor hot chucks or optical bond platen are often required to have lapped surfaces. Engineering Drawing – TIR Specification To effectively acquire a heating plate that meets the accuracy requirements, the TIR specification must be unambiguous and thorough. A typical callout on a drawing might be: The Total Indicated Runout (TIR) of the working surface shall not be greater than 0.020 mm as measured to ASME Y14.5M-1994. The measurement shall be made with the plate stabilised at 100 °C ± 5 °C over the whole working surface as described by diameter D. "No local deviation greater than 0.010 mm over any 25 mm square area is permitted." Key elements: The TIR limit. The measurement standard (ASME Y14.5 or ISO 1101).. . • Measurement temperature (room temperature, operating temperature or both). The TIR zone applicable (for example, "over the whole working surface" or "in the central 80% of the plate"). Any other "local flatness" requirement (e.g., waviness control) Never give a TIR without the temperature. A flat plate at room temperature may no longer be flat at 150 °C. For sensitive applications the manufacturer should be compelled to submit a flatness map at both ambient and operating temperature. Matching TIR to Application The TIR required must be defined by the thickness tolerance and compliance of the part being machined. Thick, inflexible parts (e.g. metal sheets >3mm) – 항목이 적합하거나 열 페이스트가 간격을 메우기 때문에 500mm에 대해 0.05-0.10mm의 TIR이 허용될 수 있습니다. 얇고 유연한 필름 또는 웨이퍼(<0.5mm) - TIR must be <0.025mm. • Common TIR for semiconductor wafers produced on a vacuum chuck is <.010 mm. Optical contacts (no adhesive) – <0.005 mm TIR (lapping necessary). Laminating with rigid substrates - TIR <0.020 mm over the laminate area to avoid voids. Verification Procedures TIR needs to be verified by the buyer or end user upon receipt. A easy way is to utilise a dial test indicator on a surface plate. The heating plate is supported by three supports of precise height adjustment calibrated to a reference plane. The indicator is walked in a grid-like manner. For larger plates (>500mm) 좌표 측정기(CMM) 또는 레이저 간섭계를 사용하면 더 정확한 데이터를 얻을 수 있습니다. 작동 온도에서 측정된 TIR로 플레이트가 지정된 경우 제어된 가열 테스트를 수행해야 합니다. 플레이트는 서비스 설정점에 맞춰 전원이 공급되고 안정화되도록 허용되며(보통 30{4}}60분) TIR은 내열 표시 또는 비-레이저 변위 센서로 기록됩니다. 표시 스탠드의 열팽창에 대한 보정이 필요합니다. TIR 사양의 일반적인 실수-지정 - TIR 지정<0.005mm when the application only needs 0.05mm increases expense unnecessarily (lapping is expensive). Forgetting temperature - A TIR without a defined measuring temperature is unclear. A manufacturer may deliver a room temperature flat plate that bows in service to an unacceptable degree. Mounting Holes Ignored - The TIR standard should indicate if the measurement includes the area right above the fastener holes or if such areas are omitted. Overtightening of bolts leads to local distortion of the surface. There should be specific torque values for mounting shown on the drawing. No local flatness control - A plate can meet a global TIR of 0.025 mm and still have a sharp 0.020 mm hump over a 10 mm circle - a "waviness" concern. This is offset by further calls for "flatness over any 25 mm square". Cost Impact on TIR of Tightening The TIR specification and the manufacturing cost are not linearly related. A stress relieved plate stock can be milled by standard methods to a TIR <0.05 mm plate requiring little grinding. If the TIR is less than 0.025 mm, special cycles of grinding and stress alleviation are necessary. At TIR <0.010 mm, lapping and numerous cycles of thermal stabilisation are necessary, increasing or triple the cost. Thus, the engineer designing the plate should pick the least permissible TIR based on process physics, then add a little safety margin, but not specify a needlessly tight tolerance. Material Selection Aluminium (6061 or 7075) is the most frequent heating plate material because of its excellent thermal conductivity and ease of machining. Aluminium, however, has a rather high coefficient of thermal expansion (23 µm/m·K) and poor rigidity. Large aluminium plates (e.g. 600 mm diameter) will sag under their own weight unless they are adequately supported. For very tight TIR requirements, steel (16 µm/m.K) or aluminum-silicon carbide composites can be employed although they are heavier or more expensive. Summary : The Drawing as Contract for Performance Properly specifying the total suggested runout of the heating plate assures that the platen will really accomplish its job of providing uniform contact and heat, and that the manufacturing process is capable of meeting that spec. A drawing is a performance contract and the precise standards must be explicitly defined. The engineer gives the manufacturer a clear goal by defining the TIR limit, the measurement temperature, the area where the application is to be used and any local flatness requirements. The outcome is a heated plate that is predictable in the precision application -- be it glueing optical lenses, manufacturing semiconductor wafers or laminating flexible circuits. Flatness is not a luxury in such job. It is a process enabler.