Vi un informe así hace mucho tiempo: científicos de Alemania, Japón y otros países pasaron 5 años y gastaron casi 10 millones de yuanes para crear una bola hecha de material de silicio-28 de alta pureza.Esta bola de silicio puro de 1 kg requiere mecanizado, esmerilado y pulido de ultraprecisión, medición de precisión (esfericidad, rugosidad y calidad), se puede decir que es la bola más redonda del mundo.
Introduzcamos el proceso de pulido de ultraprecisión.
01 La diferencia entre esmerilar y pulir
Rectificado: utilizando partículas abrasivas recubiertas o presionadas sobre la herramienta de rectificado, la superficie se termina mediante el movimiento relativo de la herramienta de rectificado y la pieza de trabajo bajo cierta presión.La molienda se puede utilizar para procesar diversos materiales metálicos y no metálicos.Las formas superficiales procesadas incluyen superficies planas, cilíndricas y cónicas internas y externas, superficies esféricas convexas y cóncavas, roscas, superficies dentales y otros perfiles.La precisión de procesamiento puede alcanzar IT5~IT1, y la rugosidad de la superficie puede alcanzar Ra0.63~0.01μm.
Pulido: Un método de procesamiento que reduce la rugosidad de la superficie de la pieza de trabajo por acción mecánica, química o electroquímica para obtener una superficie brillante y lisa.
La principal diferencia entre ambos es que el acabado superficial que se consigue mediante el pulido es superior al del esmerilado y se pueden utilizar métodos químicos o electroquímicos, mientras que el esmerilado utiliza básicamente métodos mecánicos y el tamaño de grano del abrasivo utilizado es más grueso que el utilizado para pulido.Es decir, el tamaño de partícula es grande.
02 Tecnología de pulido de ultraprecisión
El pulido de ultraprecisión es el alma de la industria electrónica moderna
La misión de la tecnología de pulido de ultraprecisión en la industria electrónica moderna no es solo aplanar diferentes materiales, sino también aplanar materiales multicapa, de modo que las obleas de silicio de unos pocos milímetros cuadrados puedan formar decenas de miles a VLSI compuestas por millones de transistoresPor ejemplo, la computadora inventada por los humanos ha pasado de decenas de toneladas a cientos de gramos en la actualidad, lo que no se puede realizar sin un pulido de ultra precisión.
Tomando como ejemplo la fabricación de obleas, el pulido es el último paso de todo el proceso, el propósito es mejorar los pequeños defectos dejados por el proceso anterior de procesamiento de obleas para obtener el mejor paralelismo.El nivel actual de la industria de la información optoelectrónica requiere requisitos de paralelismo cada vez más precisos para los materiales de sustrato optoelectrónico, como el zafiro y el silicio monocristalino, que han alcanzado el nivel nanométrico.Esto significa que el proceso de pulido también ha entrado en el nivel de ultraprecisión de los nanómetros.
Cuán importante es el proceso de pulido de ultraprecisión en la fabricación moderna, sus campos de aplicación pueden explicar directamente el problema, incluida la fabricación de circuitos integrados, equipos médicos, autopartes, accesorios digitales, moldes de precisión y aeroespacial.
La tecnología de pulido superior solo la dominan unos pocos países, como Estados Unidos y Japón.
El dispositivo central de la máquina pulidora es el "disco abrasivo".El pulido de ultraprecisión tiene requisitos casi estrictos sobre la composición del material y los requisitos técnicos del disco abrasivo en la máquina pulidora.Este tipo de disco de acero sintetizado a partir de materiales especiales no solo debe cumplir con la precisión de nivel nanométrico de la operación automática, sino que también debe tener un coeficiente de expansión térmica preciso.
Cuando la máquina pulidora funciona a alta velocidad, si la expansión térmica provoca la deformación térmica del disco abrasivo, no se puede garantizar la planitud y el paralelismo del sustrato.Y este tipo de error de deformación térmica que no se puede permitir que ocurra no es de unos pocos milímetros o unas pocas micras, sino de unos pocos nanómetros.
En la actualidad, los principales procesos de pulido internacionales, como los de Estados Unidos y Japón, ya pueden cumplir con los requisitos de pulido de precisión de las materias primas de sustrato de 60 pulgadas (que son de gran tamaño).En base a esto, dominaron la tecnología central de los procesos de pulido de ultra precisión y tomaron firmemente la iniciativa en el mercado global..De hecho, dominar esta tecnología también controla en gran medida el desarrollo de la industria de fabricación de productos electrónicos.
Frente a un bloqueo técnico tan estricto, en el campo del pulido de ultraprecisión, mi país solo puede realizar en la actualidad una autoinvestigación.
¿Cuál es el nivel de la tecnología de pulido de ultraprecisión de China?
De hecho, en el campo del pulido de ultraprecisión, China no está exenta de logros.
En 2011, el "Material estándar de tamaño de partícula de microesfera de óxido de cerio y su tecnología de preparación" desarrollado por el equipo del Dr. Wang Qi del Centro Nacional de Ciencias a Nanoescala de la Academia de Ciencias de China ganó el primer premio de la Industria Química y del Petróleo de China. Premio a la invención de tecnología de la Federación y materiales estándar relacionados con el tamaño de partículas a nanoescala Obtuvo la licencia nacional de instrumentos de medición y el certificado nacional de sustancias estándar de primera clase.El efecto de prueba de producción de pulido de ultra precisión del nuevo material de óxido de cerio ha superado a los materiales tradicionales extranjeros de una sola vez, llenando el vacío en este campo.
Pero el Dr. Wang Qi dijo: “Esto no significa que hayamos subido a la cima de este campo.Para el proceso general, solo hay líquido de pulido pero no una máquina de pulido de ultraprecisión.A lo sumo, solo estamos vendiendo materiales”.
En 2019, el equipo de investigación del profesor Yuan Julong de la Universidad Tecnológica de Zhejiang creó la tecnología de procesamiento mecánico químico abrasivo semifijo.La serie de máquinas pulidoras desarrolladas ha sido producida en masa por Yuhuan CNC Machine Tool Co., Ltd., y Apple las ha identificado como iPhone4 y iPad3 glass.El único equipo de pulido de precisión del mundo para el pulido de placas traseras de aleación de aluminio y paneles, más de 1700 máquinas pulidoras se utilizan para la producción en masa de placas de vidrio para iPhone y iPad de Apple.
El encanto del procesamiento mecánico radica en esto.Para buscar participación de mercado y ganancias, debe hacer todo lo posible para ponerse al día con los demás, y el líder en tecnología siempre mejorará y mejorará, será más refinado, competirá y se pondrá al día constantemente, y promoverá el gran desarrollo de tecnología humana.
Hora de publicación: 08-mar-2023
