全球半導體市場正在飛速增長。像Ramgraber公司這樣的，生產(chǎn)晶圓生產(chǎn)過程中所需特種設備的廠家也在這樣的市場增長過程中受益匪淺。之所以如此，是因為它們有著很強的生產(chǎn)制造能力，其中哈默C 400 U五軸加工中心就扮演著重要的角色。
在許多工業(yè)行業(yè)的技術進步中芯片都起著至關重要的作用。而微型芯片的生產(chǎn)制造有著很高的精度要求，也需要大量的專業(yè)技術知識。
位于慕尼黑南部霍夫定的Ramgraber公司是一家半導體設備制造商。該公司為數(shù)不多的系列產(chǎn)品中就包括了清洗-干燥離心機?！皻w根結(jié)底這只是一臺硅晶片清潔機?！?從2021年起就擔任總經(jīng)理的Holger Koch說道。
晶圓在旋轉(zhuǎn)清洗-干燥機中用超純水進行沖洗，使其達到規(guī)定的電導率，然后旋轉(zhuǎn)脫水、用熱氮烘干。烘干后的晶圓被一片片單獨分開，由運送裝置運送到下一工位?！叭缓笮酒圃焐掏ㄟ^清洗、刻蝕、鍍膜等工藝技術生產(chǎn)芯片。最后，利用激光技術將整個晶圓切割成數(shù)千個微芯片?！盞och簡單解釋了微芯片的生產(chǎn)過程。
而現(xiàn)在擺在Koch面前的難題是，客戶要求的是一個模塊化的“Wet Benches”，翻譯成中文就是“無塵化學處理工作臺”，一套能夠完成晶圓清洗、刻蝕和鍍膜的半自動和全自動生產(chǎn)系統(tǒng)。這樣的加工設備在半導體、醫(yī)療和可再生能源領域中都有著廣泛的需求。設備的生產(chǎn)制造周期時間很長，通常都需要幾個月的時間。目前，安裝工們正在測試一系列安裝在白色清洗槽上方的晶圓輸送系統(tǒng)：可編程邏輯控制器（PLC）控制著整個晶片生產(chǎn)過程的運輸系統(tǒng)。
晶圓運輸裝置的機械系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)的設計、軟件程序的編寫都是Ramgraber公司獨自完成的。而且Ramgraber公司還有很強的生產(chǎn)制造能力：“從理論上講我們自己就可以生產(chǎn)制造輸送系統(tǒng)所需的所有零部件。但我們還想通過外包公司承擔一些不銹鋼零部件的生產(chǎn)加工問題或者電氣控制柜的制造問題為我們提供幫助、提高產(chǎn)能。”Koch補充說道。
Ramgraber公司生產(chǎn)制造的一臺重要切削加工設備：清洗-烘干機（左圖）幾乎可以一次完成清洗烘干任務；清洗-烘干機的轉(zhuǎn)子（右圖）可以運送多塊硅晶片
Part 1
五軸加工技術
Ramgraber公司的加工設備也是多種多樣的，其中就有2019年從哈默公司購入的C 400 U型加工中心。在購買了這臺加工設備之后，Koch就決心進入五軸加工技術領域。他說：“這將使我們幾乎能夠在一次裝夾中完成整個零件的全部切削加工任務，從而大大縮短零件的生產(chǎn)時間?！?/span>
為了能夠充分發(fā)揮五軸加工中心的生產(chǎn)能力，Koch仔細考察了五軸加工中心所需的刀具及其供應商。他說：“我們仔細查看了生產(chǎn)廠家的加工設備?！蓖ㄟ^聽到的噪音判斷是否源于新購買的哈默五軸加工中心。在做出最終決定之前，他對刀具的可用性和加工精度給予了非常高的關注度?！扒邢骷庸さ木纫_到0.01mm，有時甚至只允許有μm級的公差。在購買C 400 U五軸加工中心之前我們很難實現(xiàn)這樣嚴格的公差要求。幸運的是，今天的情況完全不同了，只需一次性編寫好數(shù)控加工程序就能始終如一地得到理想的切削加工精度。”Koch說道。
哈默公司的售后服務理念也讓Koch十分滿意：“一旦五軸加工中心出現(xiàn)了問題我們就會收到一整套備件。技術服務人員也會在24小時之內(nèi)到達現(xiàn)場、更換損壞零件，帶走多余的備件。這使我們能夠最遲在第三天就能再次啟動五軸加工中心了。”Koch說道。
Part 2
多才多藝
從傳動齒輪到清洗池、直至偶爾使用的工藝裝備，Koch詳細地介紹了哈默五軸加工中心所承擔的切削加工任務。與此相應的是這些不同切削加工零件所用的原材料：其中50%左右的是不同的塑料材料，例如PTFE聚四氟乙烯材料、PVDF聚偏氟乙烯材料、PP聚丙烯材料、PEEK聚醚醚酮材料和少量的PVC聚乙烯材料。另外，這臺五軸加工中心還切削加工不同的不銹鋼、鈦合金和鋁合金材料零件，例如箱體或者軸承座等等。即使在新冠病毒大流行期間Koch也讓這臺五軸加工中心不停地運轉(zhuǎn)，多多生產(chǎn)晶圓加工設備所需的零部件以避免延遲供貨。
Ramgraber公司有時利用C 400 U五軸加工中心切削加工金屬材料的自動化清洗池蓋（左圖），有時切削塑料材料的清洗-烘干機清洗池零件（右上圖）、或者是自動化入庫系統(tǒng)的菱形塑料件（右下圖）
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“如果我沒有及時收到某個零件時我就會用已有的原材料自己加工。這初看起來似乎不經(jīng)濟合理，但細想一下，這就意味著我能按時交付一臺價值幾十萬歐元的設備?！盞och解釋說道。
在緊急情況下，Koch還可以在盡可能短的時間里派出自己的技術服務人員并攜帶客戶需要的備件及時到達現(xiàn)場——這完全歸功于C 400 U型五軸加工中心，因為它能夠完成Ramgraber公司所有零部件的切削加工。
“晶圓生產(chǎn)設備的價值在于它工作時間的多少以及它們故障停機時間的長短。因此，我們的最終目標就是讓它們最快地恢復生產(chǎn)能力。”Koch總結(jié)說道。
