Я бачив такий звіт давно: вчені з Німеччини, Японії та інших країн витратили 5 років і витратили майже 10 мільйонів юанів, щоб створити кулю з високочистого матеріалу Silicon-28. Цей м’яч із чистого кремнію вагою 1 кг потребує надточної обробки, шліфування та полірування, точного вимірювання (сферичності, шорсткості та якості), можна сказати, що це найкругліший м’яч у світі.
Давайте представимо процес надточного полірування.
01 Різниця між шліфуванням і поліруванням
Шліфування: за допомогою абразивних частинок, покритих або натиснутих на шліфувальний інструмент, поверхня оброблюється шляхом відносного руху шліфувального інструменту та заготовки під певним тиском. Шліфуванням можна обробляти різні металеві та неметалічні матеріали. Оброблювані форми поверхонь включають плоскі, внутрішні та зовнішні циліндричні та конічні поверхні, опуклі та увігнуті сферичні поверхні, різьби, поверхні зубів та інші профілі. Точність обробки може досягати IT5 ~ IT1, а шорсткість поверхні може досягати Ra0,63 ~ 0,01 мкм.
Полірування: метод обробки, який зменшує шорсткість поверхні заготовки шляхом механічної, хімічної або електрохімічної дії для отримання яскравої та гладкої поверхні.
Основна відмінність між ними полягає в тому, що обробка поверхні, досягнута поліруванням, вища, ніж шліфування, і можна використовувати хімічні або електрохімічні методи, тоді як шліфування в основному використовує лише механічні методи, а розмір абразивного зерна використовується більш грубий, ніж той, який використовується для полірування. Тобто розмір частинок великий.
02 Надточна технологія полірування
Надточне полірування - це душа сучасної електронної промисловості
Завданням технології надточного полірування в сучасній електронній промисловості є не тільки розгладження різних матеріалів, але й розгладження багатошарових матеріалів, щоб кремнієві пластини площею кілька квадратних міліметрів могли формувати десятки тисяч НВІС, що складаються з мільйонів пластин. транзистори. Наприклад, комп’ютер, винайдений людьми, сьогодні змінився з десятків тонн до сотень грамів, що неможливо реалізувати без надточного полірування.
Взявши, наприклад, виробництво пластин, полірування є останнім кроком усього процесу, метою якого є усунення дрібних дефектів, залишених попереднім процесом обробки пластин, щоб отримати найкращу паралельність. Сучасний рівень індустрії оптоелектронної інформації вимагає все більш точних вимог до паралельності для оптоелектронних матеріалів підкладки, таких як сапфір і монокристалічний кремній, які досягли нанометрового рівня. Це означає, що процес полірування також вийшов на рівень надточності нанометрів.
Наскільки важливий процес надточного полірування в сучасному виробництві, сфери його застосування можуть прямо пояснити проблему, включаючи виробництво інтегральних схем, медичне обладнання, автозапчастини, цифрові аксесуари, прецизійні прес-форми та аерокосмічну сферу.
Найкращі технології полірування освоєні лише в кількох країнах, таких як США та Японія
Основним пристроєм полірувальної машини є «шліфувальний диск». Надточне полірування має майже жорсткі вимоги до складу матеріалу та технічних вимог до шліфувального диска в полірувальній машині. Такий сталевий диск, синтезований зі спеціальних матеріалів, повинен не тільки відповідати нанорівню точності автоматичної роботи, але також мати точний коефіцієнт теплового розширення.
Коли полірувальна машина працює на високій швидкості, якщо теплове розширення викликає термічну деформацію шліфувального диска, рівність і паралельність основи не можуть бути гарантовані. І такого роду похибка термічної деформації, якої не можна допустити, становить не кілька міліметрів або кілька мікрон, а кілька нанометрів.
На даний момент найкращі міжнародні процеси полірування, такі як Сполучені Штати та Японія, вже можуть задовольнити вимоги до точного полірування 60-дюймової сировини для підкладки (яка є надрозмірною). На основі цього вони освоїли основну технологію процесів надточного полірування та міцно захопили ініціативу на світовому ринку. . Насправді, оволодіння цією технологією також значною мірою контролює розвиток електроніки.
Зіткнувшись із такою суворою технічною блокадою, у сфері надточного полірування моя країна зараз може проводити лише самодослідження.
Який рівень технології надточного полірування в Китаї?
Фактично, у сфері надточного полірування Китай не позбавлений досягнень.
У 2011 році «Стандартний матеріал розміру частинок мікросфер оксиду церію та технологія його приготування», розроблений командою доктора Ван Ці з Національного центру нанорозмірних наук Китайської академії наук, отримав першу премію Китайської нафтової та хімічної промисловості. Нагорода Федерації за технологічні винаходи та відповідні нанорозмірні стандартні матеріали з розміром часток Отримано національну ліцензію на вимірювальні прилади та національний сертифікат першокласної стандартної речовини. Випробувальний ефект надточного полірування нового матеріалу оксиду церію одним махом перевершив іноземні традиційні матеріали, заповнивши прогалину в цій галузі.
Але доктор Ван Ці сказав: «Це не означає, що ми піднялися на вершину цієї галузі. Для загального процесу існує лише полірувальна рідина, але немає надточної полірувальної машини. Щонайбільше, ми продаємо лише матеріали».
У 2019 році дослідницька група професора Юань Цзюлона з Чжецзянського технологічного університету створила технологію хіміко-механічної обробки напівфіксованого абразиву. Розроблена серія полірувальних верстатів була серійно вироблена компанією Yuhuan CNC Machine Tool Co., Ltd. і була ідентифікована Apple як скло iPhone4 та iPad3. Єдине у світі високоточне полірувальне обладнання для полірування задньої панелі панелей і алюмінієвих сплавів, понад 1700 полірувальних машин використовуються для масового виробництва скляних панелей Apple для iPhone і iPad.
В цьому і полягає принадність механічної обробки. Щоб досягти частки ринку та прибутку, ви маєте докладати всіх зусиль, щоб наздогнати інших, а технологічний лідер завжди вдосконалюватиметься та вдосконалюватиметься, стане більш досконалим, постійно конкуруватиме та наздоганятиме, а також сприятиме значному розвитку людські технології.
Час публікації: 08 березня 2023 р
