나는 오래 전에 그런 보고를 봤습니다. 독일, 일본 및 기타 국가의 과학자들이 5년에 걸쳐 거의 천만 위안을 들여 고순도 실리콘-28 소재로 만든 공을 만들었습니다. 이 1kg의 순수 실리콘 볼은 초정밀 가공, 연삭 및 연마, 정밀 측정(구형도, 거칠기 및 품질)이 필요하며 세계에서 가장 둥근 볼이라고 할 수 있습니다.
초정밀 연마 공정을 소개하겠습니다.
01 연삭과 연마의 차이
연삭: 연삭 공구에 코팅되거나 압착된 연마 입자를 사용하여 특정 압력 하에서 연삭 공구와 공작물의 상대적인 움직임에 의해 표면을 마무리합니다. 연삭은 다양한 금속 및 비금속 재료를 가공하는 데 사용할 수 있습니다. 처리된 표면 형상에는 평면, 내부 및 외부 원통형 및 원추형 표면, 볼록 및 오목 구형 표면, 나사산, 톱니 표면 및 기타 프로파일이 포함됩니다. 가공 정확도는 IT5~IT1에 도달할 수 있으며 표면 거칠기는 Ra0.63~0.01μm에 도달할 수 있습니다.
폴리싱(Polishing): 기계적, 화학적, 전기화학적 작용을 통해 가공물의 표면 거칠기를 감소시켜 밝고 매끄러운 표면을 얻는 가공 방법.
이 둘의 주요 차이점은 연마로 얻은 표면 조도가 연마보다 높고 화학적 또는 전기 화학적 방법을 사용할 수 있다는 점입니다. 반면 연마는 기본적으로 기계적 방법만 사용하며 사용되는 연마 입자 크기는 연마에 사용되는 것보다 더 굵습니다. 세련. 즉, 입자 크기가 크다.
02 초정밀 연마 기술
초정밀 연마는 현대 전자산업의 영혼이다
현대 전자 산업에서 초정밀 연마 기술의 임무는 다양한 재료를 평탄화하는 것뿐만 아니라 다층 재료를 평탄화하여 수 밀리미터 평방의 실리콘 웨이퍼가 수만 개에서 수백만 개의 VLSI로 구성될 수 있도록 하는 것입니다. 트랜지스터. 예를 들어, 인간이 발명한 컴퓨터는 오늘날 수십 톤에서 수백 그램으로 변했는데, 이는 초정밀 연마 없이는 실현할 수 없습니다.
웨이퍼 제조를 예로 들면, 연마는 전체 공정의 마지막 단계이며, 그 목적은 웨이퍼 처리의 이전 공정에서 남겨진 작은 결함을 개선하여 최상의 병렬성을 얻는 것입니다. 오늘날의 광전자 정보 산업 수준에서는 나노미터 수준에 도달한 사파이어 및 단결정 실리콘과 같은 광전자 기판 재료에 대해 점점 더 정밀한 병렬성 요구 사항이 필요합니다. 연마 공정도 나노미터급 초정밀 수준에 진입했다는 의미다.
현대 제조에서 초정밀 연마 공정이 얼마나 중요한지, 집적 회로 제조, 의료 장비, 자동차 부품, 디지털 액세서리, 정밀 금형 및 항공우주를 포함한 응용 분야에서 문제를 직접적으로 설명할 수 있습니다.
최고의 연마 기술은 미국, 일본 등 일부 국가에서만 보유하고 있습니다.
연마기의 핵심 장치는 "연삭 디스크"입니다. 초정밀 연마에는 연마기의 연삭 디스크의 재료 구성 및 기술 요구 사항에 대한 거의 엄격한 요구 사항이 있습니다. 특수 재료로 합성된 이러한 종류의 강철 디스크는 나노 수준의 자동 작동 정밀도를 충족해야 할 뿐만 아니라 정확한 열팽창 계수를 가져야 합니다.
연마기가 고속으로 작동할 때 열팽창으로 인해 연삭 디스크의 열 변형이 발생하면 기판의 평탄도와 평행도를 보장할 수 없습니다. 그리고 이러한 허용될 수 없는 열변형 오차는 수 밀리미터나 수 미크론이 아니라 수 나노미터에 불과합니다.
현재 미국, 일본 등 최고의 국제 연마 공정은 이미 60인치 기판 원자재(초대형)의 정밀 연마 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 이를 바탕으로 초정밀 연마공정의 핵심기술을 확보하고 글로벌 시장에서의 주도권을 확고히 장악해 나가고 있습니다. . 실제로 이 기술을 익히는 것은 전자 제조 산업의 발전을 크게 좌우하기도 합니다.
이러한 엄격한 기술 봉쇄에 직면하여 우리나라는 초정밀 연마 분야에서 현재 자체 연구만 수행할 수 있습니다.
중국의 초정밀 연마 기술 수준은 어느 정도인가?
실제로 초정밀 연마 분야에서 중국이 성과가 없는 것은 아니다.
2011년 중국과학원 국가나노규모과학센터 왕치박사팀이 개발한 “산화세륨 미소구체 입도 표준물질 및 그 제조기술”이 중국석유화학공업부문 1등상을 수상했다. 연맹 기술발명상 및 관련 나노입자크기 표준물질 국가측정기기 면허 및 국가일류표준물질 인증을 획득하였습니다. 새로운 산화세륨 소재의 초정밀 연마 생산 테스트 효과는 외국 전통 소재를 단숨에 능가하여 이 분야의 격차를 메웠습니다.
그러나 Wang Qi 박사는 이렇게 말했습니다. “이것은 우리가 이 분야의 정상에 올랐다는 의미는 아닙니다. 전체 공정에는 연마액만 있고 초정밀 연마기는 없습니다. 기껏해야 재료만 판매하고 있어요.”
2019년 절강이공대학교 Yuan Julong 교수 연구팀은 반고정 연마 화학기계 가공 기술을 개발했습니다. 개발된 연마기 시리즈는 Yuhuan CNC Machine Tool Co., Ltd.에서 대량 생산되었으며 Apple에서는 iPhone4 및 iPad3 유리로 식별되었습니다. 패널 및 알루미늄 합금 백플레인 연마를 위한 세계 유일의 정밀 연마 장비로, Apple의 iPhone 및 iPad 유리판 대량 생산에 1,700대 이상의 연마 기계가 사용됩니다.
기계가공의 매력은 여기에 있습니다. 시장점유율과 이익을 추구하기 위해서는 남을 따라잡기 위해 최선을 다해야 하며, 기술선도자는 항상 개선하고 개선하며, 더욱 세련되고, 끊임없이 경쟁하고 따라잡으며, 위대한 발전을 도모할 것입니다. 인간의 기술.
게시 시간: 2023년 3월 8일
