應(yīng)日本Sony Manufacturing Systems Corporation （索尼制造系統(tǒng)公司）的邀請(qǐng)，我們到神奈川縣伊勢(shì)原市參觀訪問(wèn)了該公司并與相關(guān)負(fù)責(zé)人進(jìn)行了交流。現(xiàn)將SONY在精密檢測(cè)系統(tǒng)及其精密制造技術(shù)方面的最新進(jìn)展和公司的歷史作一個(gè)介紹。
Sony Manufacturing Systems Corporation 是SONY的高新技術(shù)企業(yè)，于1969年8月1日成立，成立時(shí)的名稱是Sony Magnescale Inc.（索尼磁柵尺公司），公司在神奈川縣伊勢(shì)原市，是世界上最先建立的磁柵尺和磁柵測(cè)量系統(tǒng)生產(chǎn)的企業(yè)。公司2006年的銷(xiāo)售額489億日元。磁柵尺的年銷(xiāo)售量在70 000支。公司合并是強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，發(fā)揮了兩個(gè)部門(mén)的資源共享，使精密測(cè)量和精密制造產(chǎn)業(yè)緊密結(jié)合。造就了從計(jì)劃、設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售和服務(wù)為一體的綜合性運(yùn)營(yíng)平臺(tái)。
SONY 產(chǎn)品展示室一角
為了進(jìn)一步創(chuàng)新，SONY公司融合了多種技術(shù)：精密測(cè)量技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、軟件技術(shù)、精密加工和制造技術(shù)。在測(cè)量系統(tǒng)方面有激光尺、磁柵尺、遠(yuǎn)紫外（DUV）固體激光器、半導(dǎo)體硅片檢查系統(tǒng)、DVD/CD檢查系統(tǒng)、數(shù)據(jù)記錄儀；在制造設(shè)備產(chǎn)品方面有立體光刻機(jī)、視頻顯微鏡、臺(tái)式機(jī)器人、涂布印刷機(jī)、電子元件安裝機(jī)。在器件產(chǎn)品方面有背光板（從背后照亮液晶顯示屏的底版，主要用于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦的液晶顯示屏）、超精密模具等。
精密測(cè)量系統(tǒng)的成就
SONY制造系統(tǒng)公司輝煌的成就源于20世紀(jì)60年代最先研究開(kāi)發(fā)成功磁柵尺（magnescale），創(chuàng)立了一種新型的磁柵測(cè)量系統(tǒng)，并批量用于機(jī)床數(shù)顯和數(shù)控；SONY再創(chuàng)輝煌的是在21世紀(jì)研究開(kāi)發(fā)成功激光尺（laserscale）將光柵測(cè)量技術(shù)和激光測(cè)量技術(shù)結(jié)合了起來(lái)開(kāi)發(fā)出納米級(jí)和皮米級(jí)測(cè)量系統(tǒng)，首先進(jìn)入皮米測(cè)量時(shí)代。SONY公司在開(kāi)發(fā)超精密測(cè)量系統(tǒng)的同時(shí)注重與相關(guān)產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)頭企業(yè)緊密協(xié)作，高效地推廣應(yīng)用領(lǐng)域。制造出了納米級(jí)和皮米級(jí)的加工設(shè)備，如立體光刻機(jī)、半導(dǎo)體硅片檢查系統(tǒng)、非球面鏡加工機(jī)、硬盤(pán)加工機(jī)等。SONY參加了世界最先進(jìn)的45nm的超大規(guī)模集成電路的制造設(shè)備的研制和開(kāi)發(fā)，現(xiàn)在正在為日本制造30nm的加工設(shè)備。
在長(zhǎng)度規(guī)環(huán)狀磁頭的生產(chǎn)線上工作人員對(duì)磁頭進(jìn)行嚴(yán)格的篩選，他們將磁頭的半成品放入60℃的水中煮20min后再進(jìn)行測(cè)試，一般兩路正余弦信號(hào)的相位誤差在15?之內(nèi)就合格，而他們選擇的是10?。SONY磁柵尺準(zhǔn)確度測(cè)量室的恒溫是20℃±0.2℃,潔凈度10 000級(jí)，工作臺(tái)花崗石氣浮臺(tái)，防振地基是用3根鐵樁打入地下數(shù)米深的石頭上建立，測(cè)量長(zhǎng)度3m，用激光檢測(cè)，測(cè)量分辨率為0.01μm。更高級(jí)的測(cè)試室恒溫是20℃±0.01℃,潔凈度100級(jí)，此外還有1級(jí)的無(wú)塵室，科研和背光板的制作要在那里進(jìn)行。激光尺準(zhǔn)確度測(cè)量室的測(cè)量分辨率是0.02nm，準(zhǔn)確度是±3nm。帶狀磁柵尺刻錄工作臺(tái)長(zhǎng)度為9m，可以刻錄30m的磁柵尺，線狀磁柵尺刻錄工作臺(tái)為3m。
SONY的測(cè)量系統(tǒng)按分辨率排序如下：
(1)分辨率10μm，磁柵數(shù)字尺（Digiruler）準(zhǔn)確度在±30μm，測(cè)量長(zhǎng)度可以到30m，如用在注塑機(jī)。
(2)分辨率5μm，用磁柵尺（Magnescale），準(zhǔn)確度在±10μm，測(cè)量長(zhǎng)度可以到3m，如用在手動(dòng)數(shù)顯機(jī)床。
(3)分辨率0.5μm、0.1μm，用磁柵尺（Magnescale）、反饋尺（Feedback Scale），準(zhǔn)確度在±5μm、±3μm，測(cè)量長(zhǎng)度可以到3m，如用在加工中心、數(shù)控車(chē)床、銑床、鏜床、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等。
(4)分辨率0.1μm，用磁柵長(zhǎng)度規(guī)（Digital Gauge），準(zhǔn)確度在±0.5μm，如用在飛機(jī)機(jī)翼的多點(diǎn)測(cè)量、發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸的在線測(cè)量、軋鋼機(jī)軋輥壓下量的在線測(cè)量等。
(5)分辨率0.1μm，用超磁柵尺（Uitra Magnescale）。
(6)分辨率10nm~34pm，用激光尺（Laserscale），分辨率1nm，準(zhǔn)確度在±1.5μm，測(cè)量長(zhǎng)度可以到1060mm；分辨率34pm，準(zhǔn)確度在±0.04μm，測(cè)量長(zhǎng)度可以到40mm, 激光尺用于非球面的納米加工機(jī)、硬盤(pán)的加工、在真空中的超精密工作臺(tái)、DUV硅片缺陷自動(dòng)檢查系統(tǒng)等。
SONY的磁柵尺
1968年7月在籌備建立公司前就開(kāi)始制造磁柵尺，1969年1月SONY磁柵尺公司成立，1981年2月伊勢(shì)原工廠建立，磁柵尺的制造形成規(guī)模。當(dāng)時(shí)磁柵的柵距是0.2mm，讀取磁柵尺上的信號(hào)的磁頭是采用磁通響應(yīng)式磁頭，并且需要對(duì)柵距進(jìn)行比較高倍的細(xì)分，到1997年的直線磁柵尺（Linear scale）和磁柵測(cè)量系統(tǒng)最高分辨率達(dá)到0.5μm，準(zhǔn)確度在±3μm、±5μm、±10μm，測(cè)量長(zhǎng)度可以到3m，測(cè)量速度60m/min，防護(hù)等級(jí)到IP55。廣泛用于銑床、車(chē)床和X-Y工作臺(tái)的數(shù)顯系統(tǒng)。20世紀(jì)70年代后期中國(guó)在廣泛
