Vi esse relatório há muito tempo: cientistas da Alemanha, Japão e outros países gastaram 5 anos e gastaram quase 10 milhões de yuans para criar uma bola feita de silício-28 de alta pureza. Esta bola de silício puro de 1kg requer usinagem de ultraprecisão, retificação e polimento, medição de precisão (esfericidade, rugosidade e qualidade), pode-se dizer que é a bola mais redonda do mundo.
Vamos apresentar o processo de polimento de ultraprecisão.
01 A diferença entre lixar e polir
Retificação: Usando partículas abrasivas revestidas ou prensadas na ferramenta de retificação, a superfície é acabada pelo movimento relativo da ferramenta de retificação e da peça sob uma certa pressão. A retificação pode ser usada para processar vários materiais metálicos e não metálicos. As formas de superfície processadas incluem superfícies planas, cilíndricas e cônicas internas e externas, superfícies esféricas convexas e côncavas, roscas, superfícies dentárias e outros perfis. A precisão do processamento pode atingir IT5 ~ IT1 e a rugosidade da superfície pode atingir Ra0,63 ~ 0,01 μm.
Polimento: Método de processamento que reduz a rugosidade da superfície da peça por ação mecânica, química ou eletroquímica para obter uma superfície brilhante e lisa.
A principal diferença entre os dois é que o acabamento superficial obtido pelo polimento é superior ao da retificação, podendo ser utilizados métodos químicos ou eletroquímicos, enquanto a retificação basicamente utiliza apenas métodos mecânicos, e o tamanho do grão abrasivo utilizado é mais grosso do que o utilizado para polimento. Ou seja, o tamanho da partícula é grande.
02 Tecnologia de polimento de ultraprecisão
O polimento de ultraprecisão é a alma da indústria eletrônica moderna
A missão da tecnologia de polimento de ultraprecisão na indústria eletrônica moderna não é apenas achatar materiais diferentes, mas também achatar materiais multicamadas, de modo que wafers de silício de alguns milímetros quadrados possam formar dezenas de milhares de VLSI compostos de milhões de transistores. Por exemplo, o computador inventado por humanos mudou de dezenas de toneladas para centenas de gramas hoje, o que não pode ser realizado sem um polimento de ultraprecisão.
Tomando como exemplo a fabricação de wafers, o polimento é a última etapa de todo o processo, o objetivo é melhorar os pequenos defeitos deixados pelo processo anterior de processamento de wafers para obter o melhor paralelismo. O nível atual da indústria de informação optoeletrônica exige requisitos de paralelismo cada vez mais precisos para materiais de substrato optoeletrônico, como safira e silício monocristalino, que atingiram o nível nanométrico. Isso significa que o processo de polimento também entrou no nível de ultraprecisão dos nanômetros.
Quão importante é o processo de polimento de ultraprecisão na fabricação moderna, seus campos de aplicação podem explicar diretamente o problema, incluindo fabricação de circuitos integrados, equipamentos médicos, peças automotivas, acessórios digitais, moldes de precisão e aeroespacial.
A tecnologia de polimento de ponta é dominada apenas por alguns países, como Estados Unidos e Japão
O dispositivo central da máquina de polir é o “disco de esmeril”. O polimento de ultraprecisão tem requisitos quase rígidos quanto à composição do material e aos requisitos técnicos do disco de desbaste na máquina de polir. Este tipo de disco de aço sintetizado a partir de materiais especiais não deve apenas atender à precisão de nível nano da operação automática, mas também ter um coeficiente de expansão térmica preciso.
Quando a máquina de polimento está funcionando em alta velocidade, se a expansão térmica causar deformação térmica do disco abrasivo, o nivelamento e o paralelismo do substrato não podem ser garantidos. E esse tipo de erro de deformação térmica que não pode ocorrer não é de alguns milímetros ou de alguns mícrons, mas de alguns nanômetros.
Atualmente, os principais processos de polimento internacionais, como os Estados Unidos e o Japão, já podem atender aos requisitos de polimento de precisão de matérias-primas de substrato de 60 polegadas (que são superdimensionadas). Com base nisso, eles dominaram a tecnologia central dos processos de polimento de ultraprecisão e conquistaram firmemente a iniciativa no mercado global. . Na verdade, o domínio dessa tecnologia também controla em grande medida o desenvolvimento da indústria de fabricação de eletrônicos.
Diante de um bloqueio técnico tão rigoroso, no campo do polimento de ultraprecisão, meu país só pode realizar atualmente autopesquisas.
Qual é o nível da tecnologia de polimento de ultraprecisão da China?
Na verdade, no campo do polimento de ultraprecisão, a China não está isenta de conquistas.
Em 2011, o “Material padrão de tamanho de partícula de microesfera de óxido de cério e sua tecnologia de preparação” desenvolvido pela equipe do Dr. Wang Qi do Centro Nacional de Ciências em Nanoescala da Academia Chinesa de Ciências ganhou o primeiro prêmio da Indústria Química e de Petróleo da China Prêmio de Invenção Tecnológica da Federação e materiais padrão de tamanho de partícula em nanoescala relacionados Obteve a licença nacional de instrumento de medição e o certificado nacional de substância padrão de primeira classe. O efeito do teste de produção de polimento de ultraprecisão do novo material de óxido de cério superou os materiais tradicionais estrangeiros de uma só vez, preenchendo a lacuna neste campo.
Mas o Dr. Wang Qi disse: “Isso não significa que subimos ao topo neste campo. Para o processo geral, existe apenas líquido de polimento, mas nenhuma máquina de polimento de ultraprecisão. No máximo, estamos apenas vendendo materiais.”
Em 2019, a equipe de pesquisa do professor Yuan Julong da Universidade de Tecnologia de Zhejiang criou a tecnologia de processamento químico-mecânico abrasivo semifixo. A série de máquinas de polimento desenvolvidas foi produzida em massa pela Yuhuan CNC Machine Tool Co., Ltd. e foi identificada como vidro iPhone4 e iPad3 pela Apple. O único equipamento de polimento de precisão do mundo para polimento de painel traseiro e liga de alumínio, mais de 1.700 máquinas de polimento são usadas para produção em massa de placas de vidro para iPhone e iPad da Apple.
O encanto do processamento mecânico reside nisso. Para buscar participação de mercado e lucro, você deve tentar o seu melhor para alcançar os outros, e o líder tecnológico sempre melhorará e melhorará, será mais refinado, competirá e alcançará constantemente e promoverá o grande desenvolvimento de tecnologia humana.
Horário da postagem: 08/03/2023
