Основний бізнес компанії M-O-T Mikro- und Oberflächentechnik GmbH у Саарбрюкені полягає у виробництві обладнання для виготовлення мікрочіпів. На шляху до максимальної самостійної виготовлення пластикових частин, необхідних для цього, компанія значно просунулася завдяки використанню фрези MAPAL NeoMill-Diamond-FlyCutter.
Компанія M-O-T Mikro- und Oberflächentechnik GmbH, заснована у 2001 році, з 2011 року входить до складу групи компаній Woll і доповнює спектр універсального виробника спеціальних машин виробництвом вологих хімічних процесів для галузей мікросистем і напівпровідників. З майже 30 співробітниками цей спеціаліст повністю інтегрований у групу, що також помітно в просторі: M-O-T займає три приміщення посеред виробничого залу Woll.
У цій сфері деякі речі відрізняються від інших, особливо від виробництв, орієнтованих на обробку металів. Вуличне взуття тут не дозволяється, і постійно підтримується легкий надлишковий тиск. Виробництво, хоча і не відбувається в чистій кімнаті, проте проходить у чистому приміщенні, як пояснює керівник виробництва Майк Яків. Принесені забруднення можуть змінювати значення в точно працюючих установках і тим самим загрожувати процесу. У клієнтів виробництво пізніше відбувається в чистих кімнатах.
Окрім вбудованої електроніки, установки практично повністю складаються з пластику і є модульними для окремих процесів, які поетапно необхідні в виробництві напівпровідників. На передній частині розташовані процесорні осередки, в які закладаються кремнієві пластини для обробки. Позаду машини знаходяться резервуари з необхідними рідинами, переважно кислотами, основами та розчинниками.
За потреби можливе також гальванічне покриття. Залежно від випадку застосування обробка поверхні відбувається на індивідуально спроектованих установках M-O-T до або після експонування пластин. За допомогою закуплених компонентів фотолітографія також може бути безпосередньо інтегрована в установку.
Пластики в залежності від сфери застосування
Для виготовлення контейнерів для процесів і зберігання хімікатів M-O-T зазвичай використовує плити, які зварюються термічним з'єднанням. При цьому використовуються різні пластики, вибір яких залежить від відповідних хімікатів і температури процесу. Найчастіше використовується PP або PVC, але в деяких випадках також можуть знадобитися високо термостійкий PEEK або абсолютно кислотостійкий PVDF. Коли поєднуються різні екстремальні вимоги, часто PTFE є найкращим вибором, також відомим як Тефлон.
Кількість побудованих установок за останні роки різко зросла. Якщо у 2021 році їх було ще п’ять-шість на рік, то сьогодні M-O-T постачає 20-30. Однак існують коливання залежно від ринкової ситуації, яка, в свою чергу, залежить від розвитку на глобальному ринку напівпровідників. Крім того, установки стають все більш складними. Виробництво спочатку переважно працювало з постачальниками. Те, що відповідальність у M-O-T з 2022 року покладена на власне виробництво, також пов’язано з проблемами якості через постачені частини: на готових установках неодноразово виникали протікання.
Спосіб, яким M-O-T обробляє свої пластикові плити, спочатку здається кумедним: машина походить з моделювання, інструмент був розроблений для фрезерування алюмінію, а охолоджуючий змащувальний засіб (КСС) насправді є дезінфікуючим засобом. Проте для цілей виробника обладнання з Саарбрюкена ця незвичайна комбінація є цілком доцільною.
Після року пошуків NeoMill-Diamond-FlyCutter приносить рішення.
Як машину було обрано відкритий портальний фрезер T-Rex виробництва CNC-Step. Для кріплення інструментів використовується невеликий інтерфейс SK30, на вакуумному столі можна закріпити деталі розміром до 1.000 x 1.000 мм. Складнощі виникли під час пошуку відповідного інструменту для запланованих обробок, де головним чином йдеться про високу якість поверхні. Майк Яків повідомляє: «Ми не були задоволені якістю, яку досягли на початку. Я рік шукав відповідну фрезу, але ніхто не міг запропонувати нам щось дійсно підходяще для обробки поверхні. На AMB 2024 у Штутгарті я знайшов рішення у MAPAL, де був фрезер з нашим кріпленням.»
Разом з техніком з застосування Klaus-Dieter Leick з MAPAL було вивчено, що є найкращим рішенням, яке можна реалізувати на наявному верстаті.
Вибір припав на NeoMill-Diamond-FlyCutter з діаметром фрези 63 мм. «Ми спочатку розробили цей інструмент для обробки алюмінієвих деталей в електронній промисловості, де йшлося про те, щоб у площинній обробці досягти максимально досконалих поверхонь», - повідомляє Леандер Болц з управління компонентами MAPAL.
Виробник інструментів з Аалена відразу ж був впевнений, що це вдасться також з пластиком, тим більше, що інструмент спочатку був призначений для критичних машинних концепцій, таких як маленькі шпинделі та вакуумне затискання.
Завдяки своїй спеціальній геометрії ріжучих крайок легкий тризубий фрезер зменшує різальний тиск і швидко видаляє стружку з області обробки. Низький різальний тиск вже був вирішальним фактором при фрезеруванні алюмінієвих поверхонь. Завдяки відповідному вибору ріжучого матеріалу MAPAL може адаптувати інструмент до різних матеріалів.
M-O-T дуже задоволена використанням NeoMill-Diamond-FlyCutter, який виявився справжнім переворотом у обробці поверхонь. Коли фрезерний верстат було придбано, виробники спочатку думали лише про обробку дверей для корпусів. Поступово почали з'являтися все більше компонентів з власного виробництва. Тепер M-O-T повністю самостійно виготовляє підкладкові резервуари для необхідних хімікатів і в майбутньому планує також виробляти процесні осередки власними силами.
Особливі компоненти, такі як процесні ванни з тефлону, продовжують виготовлятися зовнішніми постачальниками. Для планового фрезерування плит M-O-T використовує NeoMill-Diamond-FlyCutter. Для бокової обробки та шліфування контурів використовується ще один інструмент від MAPAL - PKD-циліндричний фрезер.
Продовжується оптимізація.
Зовсім не на фініші бачить себе відділ Майка Якоба. З охолоджувальною мастилом ще потрібно експериментувати, щоб оптимізувати якість поверхні та зберегти інструмент. Особливо обробка жорсткого і крихкого PVDF іноді пошкоджувала PKD-різці NeoMill-Diamond-FlyCutter. Однак M-O-T має значні обмеження при виборі охолоджувальної мастила.
Олія не підходить, щоб не допустити забруднень в установці, які, наприклад, можуть впливати на pH-значення або інші параметри процесу. З цієї причини також не повинно бути металевих стружок у виробничій зоні M-O-T. Оскільки вона дуже швидко випаровується, для охолодження було обрано ізопропанол. Однак через значне неприємне запаху його можна використовувати на верстаті лише обмежено.
Пластики також ставлять особливі вимоги до охолодження, як розповідає Робін Коллман, який відповідає за обробку фрезами в M-O-T: «Пластик поглинає менше тепла, ніж алюміній, тому його не можна швидко відводити від деталі. Стружка може зливатися або злипатися, що створює більше тиску і потенційно пошкоджує ріжучу кромку. Також якість поверхні тоді не така хороша, як ми її бажаємо.» Під час обробки за один прохід знімається 0,3 мм. В залежності від матеріалу та класу якості, припуск може становити до 1 мм.
Щоб під час обробки не створювати занадто багато тепла, M-O-T наразі працює зі швидкістю різання 6000 об/хв та подачею 1200 мм/хв. Таким чином, виробники значно нижчі за початкові значення, запропоновані MAPAL, які вже були нижчими, ніж для обробки алюмінію. Щоб оцінити, який вплив має охолодження ізопропанолом на тривалість життя ріжучої кромки, ще не було зібрано достатньо досвіду.
Паралельно M-O-T розпочала випробування нового охолоджуючого засобу на водній основі. У рамках випробувань виробники також хочуть протестувати вищі швидкості різання.
Тим часом наступний крок оптимізації успішно випробувано: M-O-T протестувала більшу версію NeoMill-Diamond-FlyCutter з діаметром фрези 100 мм і замовила інструмент. Зміна можлива в модульній системі без значних зусиль, оскільки всі діаметри фрез, які пропонує MAPAL, від 63 до 160 мм монтуються на один і той же патрон. Це чітко показує, що MAPAL підтримує застосування не лише з відповідним інструментом, але й у постійному обміні з клієнтом розробляє нові підходи до підвищення продуктивності.
Контакт:
