简单介绍一下：半导体行业零件小批量机加工的加工工艺

半导体行业零件小批量机加工的核心要求是 超高精度、洁净度、无损伤加工，涉及的零件多为精密结构件（如晶圆承载台、真空夹具、阀门组件、检测治具等），材质以铝合金、不锈钢、陶瓷、钛合金为主，加工工艺需围绕 “微公差、防污染、抗变形” 设计，具体流程如下：

一、 前期准备：工艺与材料选型

图纸与公差解读

半导体零件公差通常要求 ±0.005~±0.02mm，形位公差（如平面度、同轴度）需控制在 0.003mm 以内，需明确关键尺寸（如圆弧槽、定位孔、密封面）的精度等级，优先标注基准面，避免累积误差。

材料选择与预处理

常用材质：6061/7075 铝合金（轻量化、易加工）、304/316 不锈钢（耐腐蚀、高刚性）、氧化铝 / 氮化铝陶瓷（绝缘、耐高温）、钛合金（高强度、低污染）。

预处理要求：材料需进行退火、调质处理，消除内应力；铝合金需阳极氧化，不锈钢需钝化，防止加工后变形或锈蚀。

设备与刀具选型

设备：优先选用 高精度数控加工中心（CNC）、慢走丝线切割、精密磨床，设备定位精度需≤0.002mm；涉及微小特征（如微孔、窄槽）时，需用微型铣床或激光加工机。

刀具：选用金刚石涂层刀具、硬质合金刀具，刀具跳动需≤0.001mm；加工陶瓷等硬脆材料时，需用金刚石砂轮进行磨削加工。

二、 核心加工流程

1. 粗加工：高效去除余量，控制变形

工艺：采用 大切削深度、低进给速度，去除 80%~90% 的毛坯余量，预留 0.1~0.3mm 精加工余量。

关键注意：

铝合金等软质材料需用风冷 + 切削液，避免粘刀；不锈钢需用乳化液降温，防止刀具磨损。

薄壁件（如晶圆夹具）需采用对称切削，减少单边受力导致的变形。

设备：普通高精度 CNC 即可满足小批量粗加工需求。

2. 半精加工：修正形状，细化轮廓

工艺：降低切削深度（0.05~0.1mm），提高主轴转速，初步加工出零件的基本轮廓（如圆弧、台阶、定位孔）。

关键操作：完成后需进行时效处理（如自然时效或低温回火），消除粗加工产生的内应力，避免后续精加工变形。

3. 精加工：保障超高精度与表面质量

工艺：采用 小切削深度（0.01~0.03mm）、高主轴转速（10000~30000r/min）、低进给速度，优先采用顺铣方式，减少刀具 “让刀” 误差。

核心工序适配：

平面 / 台阶面：用精密磨床进行平面磨削，保证平面度≤0.002mm。

圆弧 / 曲面：CNC 联动加工，启用刀具半径补偿，通过试切修正补偿值，确保圆弧轮廓度达标。

微孔 / 窄槽：慢走丝线切割加工，精度可达 ±0.001mm，无毛刺。

表面质量要求：密封面、贴合面的粗糙度需控制在 Ra0.1~Ra0.4μm，需通过抛光、研磨工艺实现。

4. 去毛刺与洁净处理（半导体行业关键工序）

去毛刺：采用 手工研磨、超声波去毛刺、高压水射流 等方式，严禁用砂纸打磨（避免颗粒残留），确保零件边缘无尖角、毛刺（毛刺高度需＜0.005mm）。

洁净处理：

用超纯水 + 专用清洗剂超声清洗，去除切削液、金属碎屑。

在洁净室（Class 1000 及以上） 内进行干燥、包装，防止灰尘污染。

最终零件需满足颗粒度要求（表面粒径＞0.5μm 的颗粒数量＜10 个 / 平方厘米）。

三、 质量检测与验证

检测设备：使用三坐标测量仪（CMM）、二次元投影仪、粗糙度仪、圆度仪 进行全尺寸检测，重点验证关键尺寸和形位公差。

检测流程：

首件 100% 全检，合格后再批量加工。

小批量生产中，每加工 5~10 件抽检 1 件，及时修正加工误差。

特殊验证：涉及真空密封的零件，需进行氦泄漏检测；耐高温零件需进行高低温循环测试，验证尺寸稳定性。

四、 小批量生产的工艺优化要点

工装夹具：定制简易真空吸盘、定位治具，提高重复定位精度，减少装夹时间。

程序复用：保存同类零件的 CNC 加工程序，后续生产直接调用，降低编程成本。

成本控制：优先采用通用刀具，避免定制专用刀具；合理规划毛坯尺寸，减少材料浪费。