Ik heb zo'n rapport lang geleden gezien: wetenschappers uit Duitsland, Japan en andere landen hebben vijf jaar en bijna 10 miljoen yuan besteed aan het maken van een bal gemaakt van zeer zuiver silicium-28-materiaal. Deze pure siliciumbal van 1 kg vereist ultraprecieze bewerking, slijpen en polijsten, precisiemetingen (bolvormigheid, ruwheid en kwaliteit). Er kan worden gezegd dat het de rondste bal ter wereld is.
Laten we het ultraprecieze polijstproces introduceren.
01 Het verschil tussen slijpen en polijsten
Slijpen: Met behulp van schurende deeltjes die op het slijpgereedschap zijn aangebracht of geperst, wordt het oppervlak afgewerkt door de relatieve beweging van het slijpgereedschap en het werkstuk onder een bepaalde druk. Slijpen kan worden gebruikt om verschillende metalen en niet-metalen materialen te verwerken. De bewerkte oppervlaktevormen omvatten vlakke, binnenste en buitenste cilindrische en conische oppervlakken, convexe en concave bolvormige oppervlakken, schroefdraden, tandoppervlakken en andere profielen. De verwerkingsnauwkeurigheid kan IT5 ~ IT1 bereiken en de oppervlakteruwheid kan Ra0,63 ~ 0,01 μm bereiken.
Polijsten: Een verwerkingsmethode die de oppervlakteruwheid van het werkstuk vermindert door mechanische, chemische of elektrochemische actie om een helder en glad oppervlak te verkrijgen.
Het belangrijkste verschil tussen de twee is dat de oppervlakteafwerking die wordt bereikt door polijsten hoger is dan die van slijpen, en dat er chemische of elektrochemische methoden kunnen worden gebruikt, terwijl bij slijpen in principe alleen mechanische methoden worden gebruikt en dat de gebruikte schuurkorrelgrootte grover is dan die gebruikt voor polijsten. Dat wil zeggen, de deeltjesgrootte is groot.
02 Ultraprecieze polijsttechnologie
Ultraprecies polijsten is de ziel van de moderne elektronische industrie
De missie van ultra-precieze polijsttechnologie in de moderne elektronica-industrie is niet alleen om verschillende materialen plat te maken, maar ook om meerlaagse materialen plat te maken, zodat siliciumwafels van een paar millimeter in het vierkant tienduizenden kunnen vormen tot VLSI bestaande uit miljoenen transistors. De door mensen uitgevonden computer is tegenwoordig bijvoorbeeld veranderd van tientallen tonnen naar honderden grammen, wat niet kan worden gerealiseerd zonder ultraprecies polijsten.
Als we de productie van wafels als voorbeeld nemen, is polijsten de laatste stap van het hele proces. Het doel is om de kleine defecten te verbeteren die zijn achtergelaten door het vorige proces van wafelverwerking om de beste parallelliteit te verkrijgen. Het huidige niveau van de opto-elektronische informatie-industrie vereist steeds nauwkeurigere parallelliteitseisen voor opto-elektronische substraatmaterialen zoals saffier en monokristallijn silicium, die het nanometerniveau hebben bereikt. Dit betekent dat het polijstproces ook het ultraprecieze niveau van nanometers heeft bereikt.
Hoe belangrijk het ultra-precieze polijstproces ook is in de moderne productie, de toepassingsgebieden ervan kunnen het probleem direct verklaren, waaronder de productie van geïntegreerde schakelingen, medische apparatuur, auto-onderdelen, digitale accessoires, precisiematrijzen en de ruimtevaart.
De beste polijsttechnologie wordt slechts door een paar landen beheerst, zoals de Verenigde Staten en Japan
Het kernapparaat van de polijstmachine is de “slijpschijf”. Ultraprecies polijsten stelt vrijwel strenge eisen aan de materiaalsamenstelling en technische eisen aan de slijpschijf in de polijstmachine. Dit soort stalen schijf, gesynthetiseerd uit speciale materialen, moet niet alleen voldoen aan de precisie op nanoniveau van automatische werking, maar ook een nauwkeurige thermische uitzettingscoëfficiënt hebben.
Wanneer de polijstmachine op hoge snelheid draait en thermische uitzetting thermische vervorming van de slijpschijf veroorzaakt, kunnen de vlakheid en evenwijdigheid van het substraat niet worden gegarandeerd. En dit soort thermische vervormingsfouten die niet mogen optreden, bedragen niet een paar millimeter of een paar micron, maar een paar nanometer.
Momenteel kunnen de beste internationale polijstprocessen zoals de Verenigde Staten en Japan al voldoen aan de precisiepolijstvereisten van 60-inch substraatgrondstoffen (die supergroot zijn). Op basis hiervan hebben ze de kerntechnologie van ultraprecieze polijstprocessen onder de knie en hebben ze het initiatief op de wereldmarkt stevig in handen. . In feite bepaalt het beheersen van deze technologie ook voor een groot deel de ontwikkeling van de elektronica-industrie.
Geconfronteerd met zo'n strikte technische blokkade op het gebied van ultraprecies polijsten, kan mijn land momenteel alleen maar zelfonderzoek doen.
Wat is het niveau van China's ultraprecieze polijsttechnologie?
Op het gebied van ultraprecies polijsten is China niet zonder prestaties.
In 2011 won het “Cerium Oxide Microsphere Particle Size Standard Material and Its Preparation Technology”, ontwikkeld door het team van Dr. Wang Qi van het National Center for Nanoscale Sciences van de Chinese Academy of Sciences, de eerste prijs van de China Petroleum and Chemical Industry Federation's Technology Invention Award en aanverwante standaardmaterialen met deeltjesgrootte op nanoschaal Verkregen de nationale meetinstrumentlicentie en het nationale eersteklas standaardstofcertificaat. Het ultra-precieze polijstproductietesteffect van het nieuwe ceriumoxidemateriaal heeft de buitenlandse traditionele materialen in één klap overtroffen en de leemte op dit gebied opgevuld.
Maar Dr. Wang Qi zei: “Dit betekent niet dat we naar de top van dit veld zijn geklommen. Voor het totale proces is er alleen polijstvloeistof, maar geen ultraprecieze polijstmachine. We verkopen hoogstens alleen materialen.”
In 2019 creëerde het onderzoeksteam van professor Yuan Julong van de Zhejiang University of Technology de semi-vaste schurende chemisch-mechanische verwerkingstechnologie. De ontwikkelde serie polijstmachines is in massa geproduceerd door Yuhuan CNC Machine Tool Co., Ltd. en is door Apple geïdentificeerd als iPhone4- en iPad3-glas. 's Werelds enige precisiepolijstapparatuur voor het polijsten van panelen en backplanes van aluminiumlegeringen. Er worden meer dan 1.700 polijstmachines gebruikt voor de massaproductie van Apple's iPhone- en iPad-glasplaten.
Hierin ligt de charme van mechanische verwerking. Om marktaandeel en winst na te streven, moet je je best doen om anderen in te halen, en de technologieleider zal altijd verbeteren en verbeteren, om verfijnder te zijn, om voortdurend te concurreren en in te halen, en om de grote ontwikkeling van menselijke technologie.
Posttijd: 08 maart 2023
