Шлифование: процесс чистовой обработки обработанной поверхности путем относительного движения шлифовального инструмента и заготовки под определенным давлением с использованием абразивных частиц, нанесенных или прижатых к шлифовальному инструменту. Шлифование можно использовать для обработки различных металлических и не-материалов, а формы обрабатываемых поверхностей включают плоскости, внутренние и внешние цилиндрические поверхности и конические поверхности, выпуклые и вогнутые сферические поверхности, резьбу, поверхности зубьев и другие профили. Точность обработки может достигать IT5~IT1, а шероховатость поверхности может достигать Ra0,63~0,01 мкм.
Полировка: метод обработки, в котором используются механические, химические или электрохимические воздействия для уменьшения шероховатости поверхности заготовки и получения блестящей и плоской поверхности.
Основное различие между ними заключается в том, что качество поверхности, достигаемое полировкой, выше, чем качество поверхности шлифования, и можно использовать химические или электрохимические методы, тогда как при шлифовании в основном используются только механические методы, а размер используемых абразивных частиц крупнее, чем тот, который используется для полировки, то есть размер частиц больше.
02
Технология сверхточной-полировки
Сверхточная-полировка – это душа современной электронной промышленности.
Задача технологии сверхточной полировки в современной электронной промышленности заключается не только в выравнивании различных материалов, но и в выравнивании много-материалов, чтобы кремниевые пластины площадью в несколько квадратных миллиметров могли образовывать сверх-большие-интегральные схемы, состоящие из десятков тысяч и миллионов транзисторов посредством такого "глобального выравнивания". Например, вес компьютера, изобретенного людьми, сегодня изменился с десятков тонн на сотни граммов, что было бы невозможно без сверх-точной полировки.
Если взять в качестве примера производство чипов, то полировка — это последнее звено всего процесса, и его цель — исправить крошечные дефекты, оставленные предыдущим процессом обработки чипа, чтобы получить наилучший параллелизм. Сегодняшняя оптоэлектронная информационная индустрия предъявляет все более точные требования к параллельности таких материалов, как сапфир и монокристаллический кремний, в качестве материалов оптоэлектронной подложки, которые достигли нанометрового уровня. Это означает, что процесс полировки также вышел на ультра-точный уровень нанометра.
Насколько важен процесс сверхточной полировки-в современной обрабатывающей промышленности? Области его применения могут напрямую проиллюстрировать эту проблему, включая производство интегральных схем, медицинское оборудование, автомобильные аксессуары, цифровые аксессуары, прецизионные пресс-формы и аэрокосмическую промышленность.
Только несколько стран, таких как США и Япония, освоили процесс полировки высшего качества.
Основным компонентом полировальной машины является «шлифовальный диск». Ультра-прецизионная полировка имеет практически строгие требования к составу материала и техническим требованиям к шлифовальному диску полировальной машины. Этот стальной диск, изготовленный из специальных материалов, должен не только соответствовать точности нано-уровня автоматизированной работы, но также иметь точный коэффициент теплового расширения.
Когда полировальный станок работает на высокой-скорости, если тепловое расширение вызывает тепловую деформацию шлифовального диска, плоскостность и параллельность подложки не могут быть гарантированы. И эта погрешность термической деформации, которой нельзя допустить, составляет не несколько миллиметров или микронов, а несколько нанометров.
В настоящее время лучшие процессы полировки в США, Японии и других странах уже могут соответствовать требованиям точной полировки исходных материалов подложек размером 60-дюймов (сверх-больших размеров). Основываясь на этом, они контролируют основную технологию сверхточной полировки и твердо захватывают инициативу на мировом рынке. Фактически, освоение этой технологии означает во многом контроль над развитием электронной промышленности.
Столкнувшись с такой строгой технической блокадой, в области сверхточной полировки моя страна в настоящее время может проводить почти только само-исследования.
На каком уровне находится китайская технология сверхточной полировки?
На самом деле Китай не лишен достижений в области сверхточной полировки.
В 2011 году «Стандартный материал размера микросфер оксида церия и технология его получения», разработанный командой доктора Ван Ци в Национальном центре нанонауки и технологий Китайской академии наук, получил первую премию Китайской федерации нефтяной и химической промышленности за технологические изобретения, а соответствующий стандартный материал нано-размера частиц получил Национальную лицензию на измерительные приборы и Национальный сертификат стандартного материала первого-класса. Результаты испытаний сверхточной полировки нового материала из диоксида церия одним махом превзошли традиционные зарубежные материалы, заполнив пробел в этой области.
Но доктор Ван Ци сказал: «Это не означает, что мы достигли вершины в этой области. Для всего процесса используется только полировальная жидкость, но нет сверхточной полировальной машины. В большинстве случаев мы просто продаем материалы».
В 2019 году исследовательская группа профессора Юань Цзюлуна из Технологического университета Чжэцзяна разработала технологию химико-механической обработки с полу-фиксированным абразивом. Разработанная серия полировальных станков серийно-производится на предприятии Yuhuan CNC Machine Tool Co., Ltd. Было произведено серийно-более 1000 единиц. Компания Apple назвала их единственным в мире оборудованием для точной полировки стеклянных панелей iPhone4 и iPad3, а также задних панелей из алюминиевого сплава. Более 1700 полировальных станков используются для массового производства стеклянных плоских панелей Apple для iPhone и iPad.
В этом прелесть механической обработки. Чтобы добиться доли рынка и прибыли, вы должны делать все возможное, чтобы догнать других, а технологические лидеры всегда будут совершенствоваться и совершенствоваться, делая их более точными. Постоянная конкуренция и догонялки способствовали великому развитию человеческих технологий.
