Laatu on merkittävässä roolissa elektronimikroskooppien detektorien valmistuksessa
Crytur-yrityksen toimialana on integroidun optoelektroniikan ja optomekaanisten kokoonpanojen suunnittelu, valmistus ja toimitus. Nämä tuotteet perustuvat synteettisiin kiteisiin, jotka yritys valmistaa itse. Koska Cryturin toimittamat tuotteet ovat erittäin vaativia mitta- ja muototarkkuuden suhteen, yritys käyttää huippulaatuisia Mitutoyon mittauskoneita ja -laitteita.
www.mitutoyo.eu
Crytur-yritys sijaitsee Turnovissa Tšekin tasavallassa alueella, jota kutsutaan Böömin paratiisiksi. Kauniin luonnon ja historiallisten muistomerkkien lisäksi alue on tunnettu puolijalokiviesiintymistään. Akaatit, jaspikset, ametistit ja vuorikiteet ovat jäänteitä permikauden ja hiilikauden aikaisesta vulkaanisesta toiminnasta.
Cryturin asiantuntijat yrittävät jäljitellä näitä luonnollisia prosesseja ja tuottaa synteettisiä kiteitä teknisiin sovelluksiin. Synteettisiä granaatteja ja perovskiittejä käytetään aktiivisena väliaineena lasereissa, röntgenkuvantamisessa ja elektronimikroskopiassa. Lyijy-volframaatti -kiteet ovat skintillaatiokiteitä, joita käytetään energiamäärältään korkeissa fysiikan kokeissa. Cernissä (Euroopan hiukkasfysiikan tutkimuskeskuksessa) tämän tyyppiset kiteet olivat merkittävässä roolissa esimerkiksi silloin, kun uuden alkeishiukkasen (Higgsin bosonin) löytö varmistettiin vuonna 2012. Vaikka Crytur ei valmistanutkaan Cernin juuri tässä kyseisessä projektissa käyttämiä lyijy-volframaatti -kiteitä, kaikki Cernissä tehtävät uudet tärkeät kokeet perustuvat tällä hetkellä tuhansiin tällaisiin Turnovissa valmistettuihin kiteisiin.
Yritys valmistaa myös safiiriprofiileja, joita käytetään esimerkiksi lämpöparien suojakoteloihin lasiteollisuudessa ja petrokemiassa. Tuotevalikoimaan sisältyy myös ohuita kerroksia sisältäviä optisia elementtejä: toiminnalliset kerrokset lisätään optisille pinnoille käyttäen tyhjiöhöyrystystä.
Komponenteista kokonaisiin kokoonpanoihin
Suurin osa nykyisestä valmistuksesta muodostuu kuitenkin elektronimikroskooppien detektoriyksiköistä. Detektorit, erityisesti takaisin heijastuvia elektroneja ja sekundaarisia elektroneja mittaavat detektorit, kuuluvat mikroskoopin tärkeimpiin elementteihin. Ilman niitä tarkkoja nanometrialueen yksityiskohtia ei voida esittää.
”Crytur toimii yhteistyössä tšekkiläisten ja ulkomaalaisten elektronimikroskooppien valmistajien kanssa”, sanoo Jan Bitman, Cryturin markkinointipäällikkö. ”Cryturin valmistamia huipputason detektoreja ei toimiteta ainoastaan laboratorioinstrumentteihin, vaan niitä käytetään paljon myös elektronimikroskoopeissa teollisuudessa laadunvarmistukseen mikrosirujen valmistuksessa. Voidaan liioittelematta sanoa, että puolijohdeteollisuudessa toimiville asiakkaillemme valmistamamme huipputason detektoriyksiköt ovat yksi harvoista suorista tšekkiläisistä sormenjäljistä varsinaisessa mikrosirujen valmistuksessa”, hän lisää.
Uudet vaatimukset laadunvarmistuksessa
Cryturin tuotevalikoimaan lisätyt kompleksiset optoelektroniset ja optomekaaniset kokoonpanot ovat tuoneet uusia vaatimuksia laadunvalvontaan. ”Valmistettavat osat ovat erittäin tarkkoja ja niiden on sovittava yhteen tarkalleen. Kun puhumme erittäin tarkoista mitoista ja toleransseista, puhumme kymmenistä mikrometreistä, ja muoto- ja asemointitoleranssien kohdalla puhumme alle mikronin arvoista”, sanoo Gabriela Tausig, Cryturin laadunhallintapäällikkö. Koska Cryturin on mitattava tarkasti jokainen osa ja tarkistettava oikea kokoonpano, Crytur on ostanut suuren määrän mittauskoneita ja -laitteita Mitutoyolta.
Koordinaattimittauskoneet
Koordinaattimittauskoneet ovat laadunvalvonnan perusta tuotannossa. Ensimmäisinä ovat STRATO-Apex koordinaattimittauskoneet kahdessa koossa, eli STRATO-Apex 574 ja STRATO-Apex 9106. Nämä ovat huipputason koneita, joiden rakenne on siltatyyppinen. Kaikilla akseleilla käytetään ilmalaakereita ja erittäin tarkkoja ja lämpölaajenemiseltaan alhaisia mittasauvoja. Pienemmän STRATO-Apex 574 -mallin liikealue on 500 × 700 × 400 mm kun taas kookkaampi STRATO-Apex 9106 pystyy mittaamaan kappaleita, joiden mitat ovat 900 × 1000 × 600 mm. Molempien koneiden asteikkojen resoluutio on 0,02 µm.
Yrityksellä on kaksi kumpaakin näistä koneista kahdessa mittauslaboratoriossa.
Muihin laitteisiin kuuluvat CNC-toimiset koordinaattimittauskoneet CRYSTA-Apex S 574 ja CRYSTA-Apex V 544, jotka on tarkoitettu pienien ja keskikokoisten kappaleiden mittaukseen. Kokoonpanon täydentävät kaksi CRYSTA-Plus M 443 -konetta, joka on kompakti manuaalinen ja helppokäyttöinen mittauskone pienille kappaleille.
Muu mittaustekniikka
Mitutoyo ROUNDTEST RA-2200 CNC ja ROUNDTEST RA-1600 kuuluvat myös tärkeisiin mittausinstrumentteihin. Nämä laitteet pystyvät mittaamaan ympyrämäisyys- ja samankeskisyyspoikkeamia erittäin tarkasti. Ensimmäinen näistä on varustettu toiminnolla, joka keskittää mitattavan kappaleen automaattisesti ja toinen keskitetään manuaalisesti DAT (Digimatic Adjustment Table) -ohjaustoiminnon avulla. Molemmilla tavoilla on omat etunsa: automaattinen keskitys on nopeampaa, mutta toisaalta manuaalisella keskittämisellä voidaan suorittaa erittäin kompleksisia mittaustehtäviä.
Joitain kiillotettuja pintoja ei voida mitata käyttäen mekaanisia mittapäitä, koska tämä voisi ääritapauksissa naarmuttaa niitä. Tästä syystä Cryturilla on käytössään kaksi videomittauskonetta Quick Vision Active QVT1-L404. Nämä instrumentit tarjoavat motorisoidun zoomauksen, monipistevalaistuksen ja tehokkaan tietojen analysointiohjelmiston. Sen mittausalue on 400 × 400 × 200 mm ja sen resoluutio on 0,1 µm. Quick Scope QS-250 Z (200 × 250 × 100 mm) on yksinkertaisempi manuaalitoiminen videomittauskone pienille litteille kappaleille - ja Cryturilla on käytössään kaksi tällaista instrumenttia.
Yrityksellä on viisi TM-1005B -mittausmikroskooppia, joilla voidaan mitata pienten kappaleiden mittoja, kulmia ja muotoja. Nämä ovat monokulaarisia mikroskooppeja, joissa on kaksi objektiivia ja ledivalaistus.
Crytur käyttää myös Mitutoyon käsimittauslaitteita: työntömittoja, mikrometrejä jne. Nämä kaikki tarjoavat digitaalisen tiedonsiirtomahdollisuuden. ”Markkinoilla saattaa olla halvempia mittalaitteita kuin Mitutoyon tuotteet, mutta meidän on oltava varmoja, että käyttämämme laitteet ovat huippulaadukkaita, mittaavat tarkasti ja luotettavasti koko käyttöikänsä ajan”, sanoo Gabriela Tausig syistä, miksi he valitsivat Mitutoyon.
Ohjelmisto mittauskoneisiin ja -laitteisiin
Crytur ei harrasta massatuotantoa. Yksittäiset ja pienet tuotantoerät käsittävät tavallisesti vain kymmeniä yksikköjä. Tästä syystä Gabriela Tausig arvostaa paljon ohjelmistoa, joka tulee mittauskoneiden ja -laitteiden mukana: ”Käyttämällä MCOSMOS-ohjelmistoa yhdessä itsenäisen MiCAT Planner -ohjelmointiympäristön kanssa voimme mukavasti ja nopeasti valmistella mittausproseduurit suoraan kappaleen, mallin tai piirustuksen perusteella. Yhteensopivuus laitteiden ja laitetyyppien kesken on myös tärkeä tekijä. Lisäksi meillä on MeasurLink-ohjelmisto mittaustulosten tilastolliseen arviointiin (SPC). Sen etuna on, että voimme syöttää dataa CMM-koneista, ympyrämäisyydenmittauslaitteista tai mistä tahansa muusta mittauslaitteesta ja arvioida koko prosessin stabiiliutta ja toistettavuutta.” Tilastollinen prosessinohjaus (SPC, Statistical Process Control) mahdollistaa mittausdatan reaaliaikaisen arvioinnin ja valmistusprosessien trendien seuraamisen. Tämän ansiosta on mahdollista reagoida heikkeneviin parametreihin ajoissa ja tällä tavalla vähentää tuotantohävikkiä. Tämä myös parantaa tuotantotehokkuutta.
Mitutoyo takaa laadun myös loppuasiakkaille
Crytur arvostaa Mitutoyon mittauskoneiden ja -laitteiden erittäin hyvää hinta-laatusuhdetta. Tämä olikin ensimmäinen syy, miksi yritys päätti käyttää tätä merkkiä. Mutta tässä ei ole kaikki. ”Meillä on upea yhteistyösuhde ja aina kun meillä on työ, jonka kanssa emme tiedä mitä tehdä, Mitutoyon asiantuntijat ovat valmiita auttamaan. He pystyvät auttamaan palvelun, kalibroinnin sekä kaikkien mahdollisten virhetilanteiden kanssa. Ja heidän vasteaikansa on hyvin lyhyt”, sanoo Gabriela Tausig, lisäten: ”Myös se on tärkeää, että Mitutoyon tuotemerkki toimii laadun takeena myös kaikkein vaativimmille asiakkaillemme.”
”Jos haluaa johtaa markkinoita, on käytettävä parasta saatavana olevaa mittausteknologiaa. Otetaanpa esimerkiksi piikiekkojen valmistus puolijohdeteollisuudessa. Vian löytäminen siitä on kuin etsisi muurahaista isossa kaupungissa. Ja sinulla on vain kymmenen sekuntia aikaa löytää se. Silloin kun on saavutettava tämän tasoinen tunnistustarkkuus, ei ole mahdollista aliarvioida pienintäkään tekijää detektorien valmistuksessa”, kommentoi lopuksi Jan Bitman.
Kuvat:
1. Cryturin valmistamia: synteettiset kiteet
2. Sulatusuunit, joissa synteettisiä kiteitä valmistetaan
3. STRATO-Apex 9106 -koordinaattimittauskone
4. ROUNDTEST RA-2200 CNC
5. Quick Vision Active QVT1-L404 -videomittauskone
6. TM-1005B -mittausmikroskooppi
