第1部分:
ROKU-ROKU碌碌产业 高速微细加工机的技术理念:
日本ROKU-ROKU碌碌在日本机床制造商,其制造的高速微细加工机,专注微细孔加工(微钻最小直径0.01mm,最大加工深度D/L=80倍),微型轮廓或零件加工,模具清根清角加工(最小直径R0.01mm),镜面效果加工(Ra0.003um,即3nm),超硬材料切削切削(如钨钢,淬火钢,陶瓷材料等),高硬度材料镜面加工等领域。
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第2部分:加工案例背景分析:
随着这二三年,美国对中国发起贸易战,针对中国芯片行业卡脖子的情况越来越严重,国家层面对芯片的研发重视程度提升,天量资金进入芯片行业,探针卡夹具(含线针夹具)领域作为芯片产业链的一个环节,也受到热捧;
同时受国外技术升级影响,对探针卡测试夹具技术要求越来越高,微孔的直径往更微小方向发展。
目前,碌碌机床测试夹具的微孔直径最小为0.018mm,加工深度一直为10倍径(加工深度为加工直径的10倍),而且两孔间孔壁厚度0.007mm(这是目前挑战过最薄的壁厚尺寸);
受芯片行业某日本客户要求,鄙司新近做了如下测试夹具的微孔试加工:
机床品牌:ROKU-ROKU碌碌
机床型号:KR-400高速微细加工机
主轴转速:HSK-E25规格,40000rpm
检测设备:KEYENCE基恩仕VHX-7000工具显微镜(误差2um)
加工材料:PEEK
微孔直径:Ø0.15mm,加工深度1.5mm,约数量500个;
Ø0.08mm,加工深度0.1mm,约数量500个;
孔壁厚度:ABCD四区的两孔之间的孔壁厚度分别0.01,0.02,0.03,0.04mm;
加工难度:此材料硬脆,容易起毛刺,同时0.08mm微钻实在太小,对机床主轴转速及主轴跳动,刀柄装夹精度等均有很高的要求,而且直径0.08mm的微钻容易磨损;孔壁厚度最小只有0.01mm(10um) ,对机床硬件精度及热变位提出非常苛刻的要求;
试加工目标:本次试加工主要验证微孔直径加工精度,薄壁孔加工是否会出现破壁及精度误差较大的情况!
日本ROKU-ROKU碌碌产业株式会社,作为测试夹具领域沉浸多年的专业制造商,深得此领域的加工精髓,日本、韩国、中国台湾等地高端需求的测试夹具供应商均主力使用ROKU-ROKU碌碌高速微细加工机;
未来2-3年之间,中国本土测试夹具供应商一定会崛起,同时测试夹具的微孔加工精度要求一定大幅提升,目前还处于上升期,现在中国本土的供应商最需要做的是技术沉淀,训练团队,积极迎战来自日本,欧美,韩国,中国台湾等地市场竞争!
第3部分:入口出口处毛刺检测
1,微孔0.146mm入口处的检测报告分析
上面ABCD等4个加工区域尺寸,微孔直径均0.146mm微孔,但从右下角开始往左边计算,ABCD区域的微孔的孔壁厚度分别0.01,0.02,0.03,0.04mm;
从200倍工具显微镜来看效果,微孔0.146mm入口处,只有少量的毛刺,这个加工效果算非常不错。如果从100倍以下的效果来看,几乎是看不到任何的毛刺,在使用ROKU-ROKU碌碌KR-400高速微细加工机,对微钻的加工工艺需要很多细节上的注意;
2,出口处微孔0.08mm的检测报告分析
从100倍工具显微镜来看效果,微孔0.08mm出口处,只有少量的毛刺,这个加工效果算非常不错。
第4部分:微孔直径检测
1,微孔0.15mm入口处直径检测报告
上面微孔0.15mm入口处,本次实验使用国产的0.146mm规格微钻,上面检测为随机检测28孔,微孔直径测量值最小0.1438mm,最大值为0.1470mm; 整体上微孔直径检测精度误差为-2.2到1um之间,加工精度一致性非常好,碌碌高速钻机的加工稳定性非常好!
2,微孔出口处0.08mm直径检测报告
此次测试加工,出口处的微孔直径为0.08mm,本次实验使用日本品牌0.08mm规格微钻(实际上微钻直径检测误差1um内),上面检测为随机检测58孔,微孔直径测量值最小0.0791mm,最大值为0.0832mm; 整体上检测最大精度误差为3.2um(日本基恩仕工业显微镜硬件检测精度误差2um内),加工精度一致性非常好,碌碌高速钻机的加工稳定性非常好!
第5部分:两孔之壁孔厚度检测
1,入口处微孔直径0.146mm两孔壁厚度0.01mm,(实际标准孔壁厚度为0.01mm)检测:
微钻直径0.146mm,上面按0.01mm孔壁厚度来加工,标准壁厚为0.156mm(标准壁厚=微钻直径0.146+加工壁厚0.01mm=0.156mm)。
上面检测报告,显示两孔中心距最小值为0.1550mm(工业显微镜检测误差2um),最大值为0.1619mm,即孔壁厚度从最小值9um到最大值15.9um之间(实际标准孔壁为10um,孔壁误差从0.1-5.9um),而且无一孔破壁的!
2,入口处微孔直径0.146mm两孔壁厚度0.02mm(实际标准孔壁厚度为0.02mm)检测:
微钻直径0.146mm,上面按0.02mm孔壁厚度来加工,标准壁厚为0.166mm(标准壁厚=微钻直径0.146+加工壁厚0.02mm=0.166mm)。
上面检测报告,显示两孔中心距最小值为0.1672,最大值为0.1712mm,即孔壁厚度从最小值0.0212mm到最大值0.0252mm之间(实际标准孔壁为0.02mm,壁厚误差为1.2um--5.2um),而且无一孔破壁的!
3,入口处微孔直径0.146mm两孔壁厚度0.03mm(实际标准孔壁厚度为0.03mm)检测:
微钻直径0.146mm,上面按0.03mm孔壁厚度来加工,标准壁厚为0.176mm(标准壁厚=微钻直径0.146+加工壁厚0.03mm=0.176mm)。
上面检测报告,显示两孔中心距最小值为0.1761,最大值为0.1819mm,即孔壁厚度从最小值0.0301mm到最大值0.0359mm之间(实际标准孔壁为0.03mm,壁厚误差为0.1um--5.9um),而且无一孔破壁的!
4,入口处微孔直径0.146mm两孔壁厚度0.04mm(实际标准孔壁厚度为0.040mm)检测:
微钻直径0.146mm,上面按0.04mm孔壁厚度来加工,标准壁厚为0.186mm(标准壁厚=微钻直径0.146+加工壁厚0.04mm=0.186mm),
上面随机14孔检测报告,显示两孔中心距最小值为0.1885mm,最大值为0.1914mm,即孔壁厚度从最小值0.0425mm到最大值0.0454mm之间(实际标准孔壁为0.04mm,壁厚误差为2.5um--5.4um),而且无一孔破壁的!