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半导体设备零件加工,你是否也遇到过这些困扰?

半导体市场正经历高速成长,设备厂与零件供应商每天都面对越来越严苛的要求。零件范畴大致可分成三大类型:处理设备零件(晶圆夹具、腔体、气体分配系统、温度控制元件等)、检测设备零件(探针卡、测试座、光学元件支架、精密定位零件等)、封装设备零件(模具、导线架、散热器、连接器等)。不同类型的零件形状与加工方式差异极大,生产形态也横跨原型开发、小批量生产到量产。

面对如此高质量标准的高混合小批量生产的行业特性下,CAM 编程人员每天面对的挑战也格外集中:

  • 孔数庞大、排序复杂:以检测设备领域常见的探针卡为例,单一零件孔数可能高达 4万孔以上、孔径仅 0.2mm,刀具寿命有限,该如何分组、如何排序钻孔,全靠人工判断极易出错、也极度耗时。
  • 公差与表面品質要求極高:公差要求严格,表面粗糙度动辄需要达到 Ra 0.1–0.4μm,密封面、贴合面更不容许任何刮痕或误差,传统铣削或人工修整难以稳定达标。
  • 洁净度要求严格:加工后的表面不得残留任何金属碎屑、粉尘或冷却液,部分零件甚至规范加工与搬运过程中不得直接以手触碰,稍有不慎就可能导致零件报废。
  • 编程仰赖经验丰富的老师傅:曲面磨削、密封面刮削,程序编写耗时,且高度依赖资深工程师的经验,新人难以快速上手。
  • 换料换线频繁:小批量、多品种的生产模式,代表程序必须不断重新设定,重复性的手动操作拉长了整个交期,也容易增加出错
  • 材料多元、加工难度高:材料涵盖高纯度铝合金、不锈钢、钛合金、陶瓷、特殊合金等,材质特性差异大,所需的刀具与切削参数皆不相同,经验传承不易标准化

也因此,能否稳定产出符合上述标准的高品质零件,关键除了CNC设备之外, CAM 编程软件是否具备足够的多功能性、一致性与可靠性。

为了解决这些痛点,我们推出「自动化半导体包」——建立在 hyperMILL 自动化懒人包( hyperMILL AUTOMATION DUMMIES)之上,针对半导体行业整理成专属集成模组,涵盖 检测、钻孔排序、磨削、刮削 四大加工流程,让编程人员只需简单设定几个参数,即可自动完成过去需要数小时甚至数天的编程工作。


半导体应用案例一|探针卡:4万孔以上的钻孔排序挑战

探针卡属于检测设备范畴的核心零部件,负责在晶圆封装前逐颗检测晶粒是否合格。以实际案例来看:

自动化钻孔方案 (Drilling)

零件規格

超过 42,232 孔
孔直径 D0.2mm

加工挑战

刀具寿命如何管理?
如何分组?
如何排序钻孔?

自动化解决方案

自动处理 2D 画面
自定义刀具寿命
自动分区分组
自动编程排序(由左而右、由上而下加工)

 

面对数万孔位,人工排序不仅旷日费时,更容易分组数量错误而导致刀具损耗风险。透过hyperMILL自动化半导体包,简单的人工设定群组的数量及一个群组内需要多少孔,并选择曲线群组,hyperMILL会跟进群组及孔数自动拆分,进行钻孔编程的自动运算,并自动产生最佳加工顺序,将原本需要数小时到数天的人工排孔工作,缩短至几分钟内完成。


半导体应用案例二|腔体:检测、磨削、刮削,自动一次到位

真空腔体属于晶圆处理设备零件范畴的关键零件,其加工往往需要「检测、磨削、刮削」三道工序紧密衔接,才能同时满足尺寸精度与密封面品质的双重要求。自动化半导体包将这三项工序整合为一致的操作逻辑:

自动化检测方案 (Probing)

hyperMILL自动化检测方案为半导体常见的检测需求,自动化您的检测编程设定。您只需选择想要测量的点、平面、轮廓或曲面,并设定检测策略、模式与公差,系统即可自动完成检测编程,免去逐点手动设定的繁琐过程,让品质管控更快速、更稳定。

功能重点:

  • 设定原点、进行测量
  • 选择点、线、面后自动测量&
  • 支持多轴测量
 

自动化磨削方案 (Jig Grinding)

hyperMILL自动化磨削方案专为半导体零件对表面精度的严苛要求。只需要简单的人工点选,选取需要磨削的曲面,系统即可智能辨识加工区域、自动计算研磨深度,并自动产生轮廓与最适合的加工工艺。轻松完成,品质稳定。

功能重点:

  • 选择需要研磨的曲面即可自动编程
  • 自动计算研磨深度
  • 支持多轴磨削
 

自动化刮削方案 (Hale Machining) 

功能重点:

  • 选择需要刮削的曲面,自动产生中间(平均)曲线
  • 自动编程
  • 支持多轴刮削


hyperMILL自动化刮削加工策略专为表面品质要求极高的零件区域设计,例如需制造出无刮痕、完全密合的密封面。相较传统铣削工艺,此技术在特定应用情境下是更经济实惠的替代方案。只需选择需要刮削的曲面,系统即可自动产生中间(平均)曲线并完成编程,支持多轴刮削,设定简单、易于上手。

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