Messgeräte
Qualität und Maßhaltigkeit als entscheidende Faktoren
Das tschechische Unternehmen Crytur befasst sich mit der Entwicklung und Herstellung von integrierten optoelektronischen und optomechanischen Baugruppen – zum Beispiel von Detektoren für Elektronenmikroskope. Die Grundkomponenten dieser Produkte sind synthetische Kristalle, die Crytur selbst herstellt. Da die Produkte und Baugruppen sehr hohe Anforderungen an die Maß- und Formgenauigkeit erfüllen müssen, ist das Unternehmen mit hochpräzisen Messmaschinen und Messgeräten von Mitutoyo ausgestattet.
Crytur hat seinen Sitz in Turnov, Nordtschechien – einer Region, die auch für ihr Vorkommen an Halbedelsteinen wie Achat, Jaspis, Amethyst und Bergkristall bekannt ist. Die Entwickler des Unternehmens arbeiten daran, diese und andere Kristalle synthetisch herzustellen und für technische Anwendungen zu nutzen. Beispielsweise werden synthetische Granate und Perowskite als aktive Medien in Lasern oder für die Röntgenbildgebung und die Elektronenmikroskopie verwendet. Bleiwolframat-Kristalle sind Szintillationskristalle, die in Hochenergiephysik-Experimenten eingesetzt werden. Alle neuen Großversuche, die am CERN – der Europäischen Organisation für Kernforschung – durchgeführt werden, basieren auf Tausenden dieser Kristalle aus Turnov.
Komponenten und komplette Baugruppen
Das Unternehmen produziert auch Saphirprofile, die z. B. in der Glasindustrie und Petrochemie als Schutzgehäuse für Thermoelemente verwendet werden. Der größte Teil der Produktion besteht jedoch aus Detektoren für die Elektronenmikroskopie. Sie gehören zu den wichtigsten Elementen solcher Mikroskope, weil sie Elektronenenergie in sichtbares Licht umwandeln können. So lassen sich Details auch im Nanometerbereich klar darstellen.
Jan Bitman, Marketingmanager bei Crytur, äußert sich: „Wir arbeiten mit tschechischen und ausländischen Herstellern von Elektronenmikroskopen zusammen und liefern ihnen High-End-Detektoren nicht nur für Laborgeräte, sondern in großem Umfang auch für Elektronenmikroskope, die zur Qualitätskontrolle in der Mikrochip-Produktion eingesetzt werden. Diese Detektoren sind einer der wenigen direkten Fußabdrücke, den die tschechische Industrie in der internationalen Halbleiterproduktion hinterlässt.“
Neue Anforderungen an die Qualitätskontrolle
Die Erweiterung der Produktpalette von Crytur um komplexe optoelektronische und optomechanische Baugruppen hat neue Anforderungen im Bereich der Qualitätskontrolle mit sich gebracht. Gabriela Tausig, Leiterin des Qualitätsmanagements, erklärt: „Die betreffenden Teile sind extrem präzise gefertigt und müssen sehr genau zusammenpassen. Wir reden hier von Toleranzen im zweistelligen Mikrometerbereich, bei Form- und Lagetoleranzen sogar von Werten im Submikrometerbereich.“ Um jedes Teil genau zu messen und die korrekte Montage zu überprüfen, hat Crytur eine beeindruckende Flotte von Messmaschinen und -geräten von Mitutoyo angeschafft.
Im Fokus: Koordinatenmessgeräte
Die Koordinatenmessgeräte von Mitutoyo bilden die Grundlage der Qualitätskontrolle in der Produktion von Crytur. In zwei Messlaboren sind jeweils Strato-Apex-Koordinatenmessgeräte in zwei Größen im Einsatz: High-End-Portal-KMG mit Luftlagern an allen Achsen und hochgenauen Präzisions-Glasmaßstäben mit geringer thermischer Ausdehnung. Die kleinere Maschine vom Typ Strato-Apex 574 hat einen Messbereich von 500 × 700 × 400 mm, derjenige der größeren Strato-Apex 9106 beträgt 900 × 1.000 × 600 mm – beide haben eine Auflösung von 0,02 μm.
Zur weiteren messtechnischen Ausstattung gehören die CNC-Koordinatenmessgeräte Crysta-Apex S 574 und Crysta-Apex V 544 für die Messung kleiner bis mittelgroßer Werkstücke. Vervollständigt wird der Maschinenpark durch zwei Crysta-Plus M 443 – kompakte manuelle Messgeräte für kleinere Teile mit einfacher Bedienung.
Weitere Messgeräte und -mikroskope
Das CNC-Formmessgerät ROUNDTEST RA-2200 und der ROUNDTEST RA-1600 von Mitutoyo gehören ebenfalls zu den Top-Messgeräten. Sie ermöglichen die äußerst genaue Erfassung von Form- und Lage-sowie Konzentrizitätsabweichungen. Eines der Geräte verfügt über eine automatische Zentrierung des Messobjekts, beim zweiten wird manuell mithilfe der DAT-Funktion (Digimatic Adjustment Table) zentriert. Beide Ansätze haben ihre Vorteile: Die automatische Zentrierung ist schneller, während sich mit der manuellen Zentrierung auch sehr komplexe Messaufgaben bewältigen lassen.
Crytur verarbeitet auch polierte Oberflächen, die bei einer Messung mittels mechanischer Sonden beschädigt würden. Zu diesem Zweck werden zwei Bildverarbeitungsmessgeräte vom Typ Quick Vision Active QVT1-L404 genutzt – mit motorischem Zoom, Mehrfachbeleuchtung und leistungsstarker Datenanalyse-Software. Der Messbereich beträgt 400 × 400 × 200 mm bei einer Auflösung von 0,1 μm.
Hinzu kommen zwei einfachere Bildverarbeitungsmessgeräte vom Typ Quick Scope QS-250 Z mit einem Messbereich von 200 × 250 × 100 mm für kleinere flache Teile.
Darüber hinaus setzt Crytur fünf TM-1005B-Messmikroskope zur Erfassung von Abmessungen, Winkeln und Formen von kleinen Werkstücken ein. Dabei handelt es sich um monokulare Mikroskope mit zwei Objektiven und LED-Beleuchtung.
Das Unternehmen verfügt auch über andere Messgeräte und -mittel von Mitutoyo, u. a. Messschieber und Bügelmessschrauben – alle mit digitalem Ausgang. Gabriela Tausig äußert sich hierzu wie folgt: „Es gibt vielleicht günstigere Messgeräte auf dem Markt als die von Mitutoyo. Aber wir müssen sicher sein, dass sie über die gesamte Lebensdauer genau und zuverlässig messen.“
Software für Messmaschinen und -geräte
Bei Crytur gibt es keine Massenproduktion. Die jeweiligen Serien umfassen in der Regel nur wenige Dutzend Einheiten. Auch deshalb schätzt Gabriela Tausig besonders die Software, die zu den Mitutoyo-Messgeräten gehört: „Die Kombination von Mcosmos-Software und der Offline-Programmierumgebung MiCAT Planner ermöglicht es uns, Messverfahren bequem und schnell direkt am Bauteil, am Modell oder anhand der CAD-Zeichnung vorzubereiten. Auch die Kompatibilität zwischen Messgeräten aus unterschiedlichen Produktgruppen ist für uns wichtig. Darüber hinaus nutzen wir die MeasurLink-Software zur statistischen Auswertung von Messergebnissen (SPC). Hierin können wir Daten von verschiedenen Messgerätetypen erfassen und die Stabilität und Wiederholbarkeit des gesamten Prozesses bewerten.“
Dabei ermöglicht die statistische Prozesskontrolle (SPC) die Echtzeitauswertung von Messdaten und die Überwachung von Trends in Fertigungsprozessen. So können die Qualitätsverantwortlichen von Crytur rechtzeitig auf Abweichungen reagieren und damit Ausschuss reduzieren sowie die Produktionseffizienz steigern.
Mitutoyo als Garant für Qualität – auch für Endkunden
An den Mitutoyo-Messgeräten schätzt Crytur auch das sehr gute Preis-Leistungs-Verhältnis, das allerdings nicht der Hauptgrund war, warum sich das Unternehmen für diese Marke entschieden hat. Gabriela Tausig stellt diesbezüglich klar: „Wir haben eine sehr gute Beziehung zu Mitutoyo. Wenn wir einmal nicht weiterwissen, werden wir von unseren Ansprechpartnern unterstützt – und das mit sehr kurzen Reaktionszeiten. Außerdem ist die Marke Mitutoyo ein Garant für Qualität – selbst für sehr anspruchsvolle Kunden.“
Jan Bitman kommentiert abschließend: „Wenn man eine Schlüsselrolle auf dem Markt spielen will, muss man die beste verfügbare Messtechnik einsetzen – auch und gerade in der Halbleiterproduktion. Sucht man dabei auf einem Wafer einen Fehler, ist das wie die Suche nach einer Nadel im Heuhaufen. Und man hat etwa zehn Sekunden Zeit dafür. Wenn man eine solche Genauigkeit erreichen muss, darf man bei der Herstellung von Detektoren in keiner Weise leichtfertig sein.“
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