Jakość kluczowym aspektem w produkcji detektorów do mikroskopów elektronowych
Firma Crytur zajmuje się projektowaniem, produkcją i dostarczaniem zintegrowanych zespołów optoelektronicznych i optomechanicznych. Podstawowymi elementami tych produktów są kryształy syntetyczne, które firma wytwarza we własnym zakresie. Ponieważ produkty dostarczane przez Crytur są bardzo wymagające pod względem dokładności wymiarów i kształtu, firma korzysta na co dzień z najwyższej klasy maszyn i przyrządów pomiarowych marki Mitutoyo.
www.mitutoyo.eu
Siedziba firmy Crytur znajduje się w Turnovie w regionie zwanym Czeskim Rajem. Oprócz pięknej przyrody i zabytków historycznych, miejsce to znane jest również ze złóż kamieni półszlachetnych. Agaty, jaspisy, ametysty czy kryształy górskie stanowią pozostałości po aktywności wulkanicznej z okresu permsko-karbońskiego.
Eksperci z Crytur starają się naśladować naturalne procesy, wytwarzając kryształy syntetyczne do zastosowań technicznych. Syntetyczne granaty i perowskity są wykorzystywane jako media aktywne w laserach lub w obrazowaniu rentgenowskim i mikroskopii elektronowej. Z kolei kryształy wolframianu ołowiu to kryształy scyntylacyjne stosowane w eksperymentach z zakresu fizyki wysokich energii. W Europejskim Ośrodku Badań Jądrowych (CERN) tego typu kryształy w znacznym stopniu przyczyniły się np. do potwierdzenia istnienia nowej cząstki elementarnej - bozonu Higgsa w 2012 r. Choć Crytur nie produkował kryształów wolframianu ołowiu dla CERN na potrzeby tego konkretnego projektu, wszystkie nowe, kluczowe eksperymenty w tym ośrodku są obecnie realizowane w oparciu o kryształy z Turnova.
Firma produkuje także profile szafirowe, które są wykorzystywane m.in. jako ochronne osłony termopar dla przemysłu szklarskiego lub petrochemii. Oferta obejmuje także elementy optyczne z cienkimi warstwami funkcjonalnymi, które są nanoszone na powierzchnie optyczne metodą odparowania próżniowego.
Od komponentów do kompletnych zespołów
Obecnie jednak największą część produkcji stanowią jednostki detekcyjne wykorzystywane w mikroskopii elektronowej. Detektory, zwłaszcza te przeznaczone do rejestracji elektronów wstecznie rozproszonych (BSE) oraz elektronów wtórnych (SE), są jednymi z kluczowych elementów mikroskopu - bez nich niemożliwe jest obrazowanie struktur z rozdzielczością nanometryczną.
„Crytur współpracuje z czeskimi i zagranicznymi producentami mikroskopów elektronowych” – mówi Jan Bitman, menedżer ds. marketingu w Crytur. „Wysokiej klasy detektory produkowane w Crytur są dostarczane nie tylko do instrumentów laboratoryjnych, ale są również szeroko stosowane w przemysłowych mikroskopach elektronowych do kontroli jakości w produkcji mikroczipów. Nie będzie przesadą stwierdzenie, że wysokiej klasy jednostki detekcyjne produkowane dla sektora półprzewodników to jeden z niewielu przykładów bezpośredniej obecności czeskich technologii w procesie wytwarzania mikroczipów” – dodaje.
Nowe wymagania w zakresie kontroli jakości
Rozszerzenie gamy produktów Crytur o złożone zespoły optoelektroniczne i optomechaniczne przyniosło nowe wymagania w dziedzinie kontroli jakości. „Produkowane części są bardzo precyzyjne i muszą być do siebie idealnie dopasowane. Kiedy mówimy o bardzo dokładnych wymiarach i tolerancjach, mamy na myśli wartości rzędu kilkudziesięciu mikrometrów, a w przypadku tolerancji kształtu i położenia mówimy o wartościach poniżej jednego mikrona” – mówi Gabriela Tausig, dyrektor ds. zarządzania jakością w Crytur. Potrzeba dokładnego pomiaru każdej części i sprawdzenia poprawności montażu sprawiła, że Crytur posiada imponujący park maszyn i urządzeń pomiarowych marki Mitutoyo.
Współrzędnościowe maszyny pomiarowe
Współrzędnościowe maszyny pomiarowe (CMM) stanowią podstawę kontroli jakości w procesach produkcyjnych. Crytur wykorzystuje głównie modele STRATO-Apex w dwóch rozmiarach: STRATO-Apex 574 i STRATO-Apex 9106. Są to urządzenia klasy high-end o konstrukcji portalowej, z poduszkami powietrznymi na wszystkich osiach i precyzyjnymi liniałami pomiarowymi o niskiej rozszerzalności cieplnej. Mniejsza maszyna STRATO-Apex 574 posiada zakres przesuwu 500 × 700 × 400 mm, większa STRATO-Apex 9106 może mierzyć części o wymiarach do 900 × 1000 × 600 mm, a obie charakteryzują się rozdzielczością 0,02 µm.
Cytur posiada w sumie cztery takie współrzędnościowe maszyny pomiarowe, po dwie maszyny w dwóch laboratoriach pomiarowych. Pozostałe wyposażenie obejmuje współrzędnościowe maszyny pomiarowe CNC CRYSTA-Apex S 574 i CRYSTA-Apex V 544, przeznaczone do pomiaru małych i średnich części. Park maszynowy uzupełniają dwie manualne współrzędnościowe maszyny pomiarowe CRYSTA-Plus M 443 – kompaktowe, manualne maszyny do mniejszych detali, cechujące się prostą obsługą.
Pełna gama technologii pomiarowych
Do czołowych instrumentów pomiarowych należą również systemy pomiarowe do pomiaru parametrów geometrii okrągłych przedmiotów Mitutoyo ROUNDTEST RA-2200 CNC oraz ROUNDTEST RA-1600. Przyrządy te potrafią bardzo dokładnie mierzyć odchyłki okrągłości lub współosiowości. Pierwszy z nich wyposażony jest w funkcję automatycznego centrowania mierzonej części, drugi centrowany jest ręcznie za pomocą funkcji naprowadzania DAT (Digimatic Adjustment Table). Oba podejścia mają swoje zalety: automatyczne centrowanie jest szybsze, z kolei centrowanie ręczne pozwala na realizację nawet bardzo złożonych zadań pomiarowych.
Niektóre polerowane powierzchnie nie mogą być mierzone za pomocą sond mechanicznych, ponieważ mogłoby to doprowadzić do ich uszkodzenia. Z tego powodu Crytur korzysta z dwóch systemów do pomiarów wizyjnych Quick Vision Active QV 404. Systemy wizyjne Mitutoyo posiadają programowalny, zautomatyzowany zoom, oświetlenie wieloźródłowe i bardzo wydajne oprogramowanie do analizy danych. Zakres pomiarowy wynosi 400 × 400 × 200 mm, a rozdzielczość 0,1 µm. Prostszym systemem wizyjnym do mniejszych, płaskich części jest Quick Scope QS-250 Z (200 × 250 × 100 mm) – Crytur posiada dwa takie urządzenia.
Firma dysponuje również pięcioma mikroskopami pomiarowymi TM-1005B do określania wymiarów, kątów i kształtów małych części. Są to mikroskopy jednookularowe z dwoma obiektywami i oświetleniem LED.
Crytur posiada również inne urządzenia i przyrządy pomiarowe Mitutoyo: suwmiarki, mikrometry i inne ręczne narzędzia kontrolno-pomiarowe. Wszystkie posiadają wyjście cyfrowe. „Na rynku są dostępne tańsze przyrządy niż produkty Mitutoyo, ale dla nas kluczowa jest pewność niezawodnego i precyzyjnego wykonywania pomiarów przez cały okres eksploatacji urządzeń” – mówi G. Tausig, podkreślając powody wyboru marki Mitutoyo.
Oprogramowanie dla maszyn i urządzeń pomiarowych
Crytur nie zajmuje się produkcją masową. Indywidualnie zamawiane i małe partie produkcyjne liczą zazwyczaj zaledwie kilkadziesiąt sztuk. G. Tausig bardzo ceni więc oprogramowanie maszyn i urządzeń pomiarowych Mitutoyo: „Oprogramowanie MCOSMOS w połączeniu ze środowiskiem do programowania off-line MiCAT Planner pozwala nam wygodnie i szybko przygotowywać procedury pomiarowe w oparciu o detal, model lub rysunek. Ważnym aspektem jest również kompatybilność między różnymi typami urządzeń. Dodatkowo posiadamy oprogramowanie MeasurLink do statystycznej kontroli procesu (SPC), dzięki któremu możemy wprowadzać dane z maszyn CMM, okrągłościomierzy czy jakichkolwiek innych urządzeń pomiarowych i oceniać stabilność oraz powtarzalność całego procesu”. Statystyczne sterowanie procesem (SPC) umożliwia dokładną analizę danych pomiarowych w czasie rzeczywistym oraz monitorowanie trendów w procesach produkcyjnych. Wdrażanie SPC pozwala na szybką reakcję na pogarszające się parametry produkcji, minimalizując liczbę wadliwych produktów i jednocześnie zwiększając efektywność oraz wydajność procesu produkcyjnego.
Mitutoyo to gwarancja jakości również dla użytkowników końcowych
Crytur docenia bardzo dobry stosunek ceny do jakości maszyn i urządzeń pomiarowych Mitutoyo. Był to główny powód, dla którego firma zdecydowała się na wybór tej marki, ale nie był to powód jedyny. „Nasze relacje układają się znakomicie. Zawsze, gdy stajemy przed złożonym wyzwaniem pomiarowym, możemy liczyć na merytoryczne wsparcie inżynierów Mitutoyo. Zapewniają nam profesjonalny serwis, kalibrację oraz sprawne usuwanie ewentualnych usterek przy zachowaniu bardzo krótkiego czasu reakcji. Co istotne, renoma marki Mitutoyo stanowi dla naszych wymagających klientów dodatkowe potwierdzenie najwyższych standardów jakości”, podkreśla G. Tausig.
„Budowanie pozycji rynkowego lidera wymaga dostępu do najbardziej zaawansowanych technologii metrologicznych. Spójrzmy na produkcję płytek krzemowych: wykrycie na nich defektu można porównać do odnalezienia mrówki w ogromnej metropolii, w zaledwie dziesięć sekund. Aby zagwarantować tak ekstremalną precyzję detekcji, w procesie wytwarzania naszych urządzeń nie możemy pozwolić sobie na najmniejszy kompromis” – podsumowuje J. Bitman.
Zdjęcia:
1.Syntetyczne kryształy produkowane przez Crytur
2. Piece do hodowli kryształów syntetycznych
3. Współrzędnościowa maszyna pomiarowa STRATO-Apex 9106
4. Urządzenie do pomiaru kształtu ROUNDTEST RA-2200 CNC
5. Wizyjny system pomiarowy Quick Vision Active QV 404
6. Mikroskop pomiarowy TM-1005B
