7nm 칩 제조 공정이 주류가 되었고, 항공 엔진 날개 곡면 공차 요구가 0.001mm에 가까워졌을 때, 선전 중도 기기 주식유한공사가 개발한 고정밀 나노급 3좌표 측정기 (CMM) 는 이미 단순한 품질 검측 설비에서 공정 안정성, 제품 양률을 결정하는 핵심 지지로 업그레이드되었다.국내에서 기하량 정밀기기의 핵심기술을 보유한 기업으로서 중도기기는 최근 20년간의 연구개발과 축적을 바탕으로 나노미터에서 100미터까지의 정확한 측정능력을 구축하기 시작했다.

1. 나노급 개념

나노급 고정밀 3좌표 측정기(Nano‐CMM)는 미나스케일 산업 검사를 위한 계량 플랫폼이다.이는  1 nm 레벨에서 3D 위치 및 치수 측정을 가능하게 합니다.업계 통용 평가 기준 중 나노급 3좌표 측정기는 주로 두 가지 핵심 지표를 만족시킨다: 첫째는 표시 오차가 0.5μm 미만이고, 둘째는 중복 측정 정밀도 ≤0.3μm이며, 일부 모델은 0.1nm의 수직 해상도를 실현할 수 있다.

2. 핵심 기술

나노급 정밀도의 실현은 비접촉식 프로브를 핵심으로 기계 정밀도, 환경 보상, 데이터 처리를 융합한 시스템 공정이다.그 중, 비접촉식 프로브 기술의 성숙은 전통적인 접촉식 측정의 3대 통점을 직접 해결했다: 베인 취약 부품 (예: 포토레지스트 웨이퍼), 측정 효율 저하 (단일 포인트 측정 소요 시간> 1s), 복잡한 곡면 (예: 항공 엔진 날개) 에 적합하지 않다.

1.나노급 정밀도 운동 플랫폼

전통적인 선형 레일의 열 표류, 진동으로 인한 등급 오차 문제점을 해결합니다.세라믹 레일 + 공기 베어링, 이중 폐쇄 루프 압전 구동을 사용하여 마이크로 구조 측정의 신뢰성을 보장하고 <30 nm 중복 위치 오차를 실현하여 재작업률을 낮춘다.

2. 비접촉식 프로브 균형 정밀도와 효율

소프트 소재, 미세 구멍, 광학 표면이 접촉식 프로브 스크래치에 취약한 것을 해결하여 통점을 측정한다.그것은 무손실 검측, 빠른 점 클라우드 채집 측정을 실현하여 생산 라인의 효율을 높일 수 있다.

3. 고정밀 오차 보상 알고리즘

기계 오차, 온습도 변화로 인한 측정 편차 통점을 해결하다.실시간 환경 모니터링 동시에 여러 점 측정 모델은 항온 항습 실험실 밖에서 모두 나노급 신뢰성을 유지할 수 있어 현장 검측 장면에 매우 적합하다.

3. 응용사례

1.광학 소자 품질 제어: 광학 렌즈 생산 라인에서 나노 3좌표를 사용하여 비접촉식 윤곽 스캐닝을 진행하고, 측정 오차를 0.2 µm  이내로 유지하여 < 5 % 의 측정 시간을 단축한다.

2. MEMS와 마이크로컴퓨터 전기시스템: 5축 동기화 스캔을 통해 마이크로기어의 깊이폭비 12: 1 구조에 대해 전 사이즈 3차원 평가를 완성한다.

3.항공 우주 날개 복잡 자유 곡면, 날개 디스크 밀집 어레이 측정: CMM은 항공 날개 검측 중, 고정밀 스캔 측정 헤드와 회전대 스마트 협동 운동, 전용 분석 소프트웨어 PowerBlade와 결합하여 전면적으로 파라미터를 평가한다.

4.자동차 검구 빠른 교정: 자동차 검구 핵심 치수 및 형위 공차 측정에서 MarsClassic 8156 CMM 구성 측정 헤드 연장봉과 교체 더하기를 사용하여 전역 치수 측정을 진행하며, 측정 주기는 30분에서 8분으로 감소하며, 검구 교정 오차는 10µm 미만이다.

5. 업계 통찰과 전망

나노급 3좌표 측량 기술의 발전은 정밀도에서 장면화 솔루션으로 바뀌고 있다.앞으로 3nm 및 그 이하의 반도체 공정, 수소연료전지 극판 등 신형 정밀 제조 장면이 등장함에 따라 측정 기술은 동적 측정, 융합 측정 방향으로 진화할 것이다.정확한 기술 지표, 제품 모델 및 착지의 업계 사례를 통해 기업은 제품의 신뢰성을 높이는 동시에 생산 효율의 향상을 실현할 수 있다.