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首頁 商情/ 研究報告 全鑫精密 - 液靜壓技術強化硬脆材及更高效率的傳動軸研磨方案
全鑫精密 - 液靜壓技術強化硬脆材及更高效率的傳動軸研磨方案
工具機
2022.12.19
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第三代半導體為了解決高電壓產生的高溫問題,採用硬度更高的碳化矽作為晶圓的材質,提升晶片的良率與品質。針對高硬度與厚度極薄的晶圓工件,在目前市面上研磨的工具設備,除了高精度的要求之外,運作的穩定度更為要求。液靜壓軸承因具有低摩擦、高剛性、壽命長等優點故廣泛應用於工具機主軸、加工機導軌等重負載的領域,且具備極高的制震能力,能為新世代晶圓設備廠,提供更高效穩定的加工技術。

全鑫精密工業憑藉10餘年以上經驗及技術,研發出「液靜壓」相關元件的應用,包括主軸、工作臺、滑軌等等。2021年自力研發,推出線速度最高能達到120m/s的直結式液靜壓高速主軸,開發應用於磨床設備上,並於2021年12月取得新型第M620627號專利證書,全鑫液靜壓磨床提供汽機車產業、半導體產業、航太產業等高穩定需求的產業,針對車軸、陶瓷真空吸盤或載具、晶圓等物件的加工需求。

2015年全鑫精密成立初期,特別聘請液靜壓有研發經驗超過十多年的技術主管加入團隊,將液靜壓主軸中,油路與冷卻進行重新規劃設計,研發出一個最有效率的油路冷卻循環系統,使軸承受到熱變形的干擾達到最小,之後也陸續應用於其他液靜壓技術的工作台以及滑軌等元件。

 

液靜壓的優點在於,運用液壓油隔離包覆於兩個軸承間,設備運作時,兩個軸承間沒有直接接觸進而產生的磨耗與振動問題,因此液靜壓的工作台荷重可以達到10000公斤,制震效果更好;加上液壓的可工作壓力更大,應用於磨床工作時,其高剛性可滿足重切削以及加工過程中的穩定高精度,能滿足第三代半導體常見的碳化矽(SiC)材料及氮化鎵(GaN),或是晶圓載具、陶瓷真空吸盤等硬脆材質物件進行加工,精度維持在2μm內,是最適合半導體加工應用的工具機技術。

 

全鑫GRC臥式轉台平面磨床,運用液靜壓的主軸與旋轉工作台技術,靜態剛性大於400kgf/μm,φ600盤面負重可達10000kg。工作臺以旋轉方式運行,與傳統往復式磨床的工作方式不同,除了能減少加工移動行程,對於圓形或是環形物件,可進行各種特殊研磨工作,例如中凸、中凹、多階研磨等,是最有效率的作動方式。

 

Grintimate GRC-060 Ceramic Vacuum Chuck
Grintimate GRC-060 多孔陶瓷真空吸盤
 

 

隨著全球進入5G、電動車時代,十大科技產業亦將迎來全新第三代半導體的時代、氮化鎵(GaN)與碳化矽(SiC)等寬能隙半導體。但碳化矽硬度極高(僅次於鑽石),除了生產技術困難,在研磨與拋光等加工製程難度也相對較高,具備生產製造能力之廠商非常少,形成寡占市場。因此,全鑫精密推出全台唯一超高精密液靜壓立式減薄機,希望透過此次投入以強化台灣在第三代半導體製程能力,並在業界佔有一席之地,獲得與國內外知名大廠合作之機會。全鑫的液靜壓主軸具備高剛性、高精度之特性,可取代軸承主軸的磨耗震動、及氣浮主軸的高價和無法處理過壓量大等加工的缺點,在研磨石英、藍寶石、碳化矽等硬脆材質有其優異且穩定之表現。「單點失效,即全部失效」用來形容半導體產業一點也不為過,半導體供應鏈的許多環節是相當脆弱的,運用全鑫液靜壓高穩定性、高壽命之特性,加上冷卻與排屑的精密機構設計,可大幅降低研磨不良率,優化製造生產流程成為全鑫研發晶圓減薄機市場最大的優勢。

 

全鑫的另一項優勢,就是將液靜壓技術運用在機台上並將其發揮到最大功用,全鑫CTS-100寬砂輪液靜壓外圓磨床專用機,應用液靜壓高荷重的特性,直接裝載300mm寬砂輪,採用直進方式一次性進刀,可同時完成最多15階差工件磨削,獲得穩定、有效率、可靠的加工品質,大幅提升整體加工生產效率;進刀滑軌採用液靜壓滑軌,可改善在既有荷載下之遲滯現象,使該軸向獲得較佳的移動精度及較大的承載剛性;工件頭座與尾座伺服馬達同步雙驅功能,可避開傳統研磨帶動環與工件干涉,至少能節省兩、三倍的時間。

 

Grintimate CTS-100 Grinding Wheel Dressing​​​​​​​
Grintimate CTS-100
寬砂輪修砂​​​​

 

 

全鑫精密提到,我們有客戶廠內使用德國軋輥磨床,上面就是搭載液靜壓主軸,當故障發生時,客戶最困擾的就是售後維修的問題,每次都須將主軸寄回德國原廠進行問題分析及修復,不僅維修等待時間冗長且維修費用極高,客戶甚至要花費高額成本購買主軸備品,以利進行主軸替換,後來客戶找到全鑫,我們不僅協助客戶提供售後維修的服務,並為其客製化開發液靜壓主軸,運作精度並能達到客戶加工標準,不僅為客戶省下高額成本,且大大縮短停機時間。

 

全鑫的液靜壓設備一條龍自製、研發、生產,全機零部件整合度高,備料充裕且售後服務快速,液靜壓技術更為成熟,與日本、德國技術並駕齊驅;無論從技術成熟度、專業度,以及售後維修的整備與速度,絕對是全球液靜壓科技的頂尖品牌,帶給客戶最完美的液靜壓科技全方位解決方案。

 

關於全鑫精密

https://www.grintimate.com/

 

全鑫精密擁有獨家液靜壓軸承技術,提供高精度、高品質、低耗損之高精密磨床,協助客戶提高生產效率與品質,進而提升市場競爭力,結合整廠規劃、專機開發、技術支援、交鑰匙工程,提供客戶最佳解決方案。
強大的機、電、應用技術研發團隊,提供客戶最先進的研磨設備,廣泛應用在汽機車產業、半導體產業、與航太產業等。
在高品質與高精度的要求下,全鑫在原有的敦實基礎上積極創新、推進技術,致力於提供各產業最好的液靜壓磨削及最完善的次微米加工方案,不僅在磨床領域建立新的標竿,快速反應市場需求,亦聯手全球優質的零配件供應商,持續為客戶提供高端的產品與客製化的服務。​​​​