अति-सटीक पॉलिशिंग तकनीक, आसान नहीं!

मैंने बहुत समय पहले ऐसी रिपोर्ट देखी थी: जर्मनी, जापान और अन्य देशों के वैज्ञानिकों ने उच्च शुद्धता वाले सिलिकॉन -28 सामग्री से बनी एक गेंद बनाने में 5 साल और लगभग 10 मिलियन युआन खर्च किए। इस 1 किलो शुद्ध सिलिकॉन बॉल के लिए अल्ट्रा-प्रिसिजन मशीनिंग, ग्राइंडिंग और पॉलिशिंग, सटीक माप (गोलाकारता, खुरदरापन और गुणवत्ता) की आवश्यकता होती है, इसे दुनिया की सबसे गोल गेंद कहा जा सकता है।

आइए अति-सटीक पॉलिशिंग प्रक्रिया का परिचय दें।

01 पीसने और पॉलिश करने में अंतर

पीसना: पीसने वाले उपकरण पर लेपित या दबाए गए अपघर्षक कणों का उपयोग करके, सतह को एक निश्चित दबाव के तहत पीसने वाले उपकरण और वर्कपीस के सापेक्ष आंदोलन द्वारा समाप्त किया जाता है। पीसने का उपयोग विभिन्न धातु और गैर-धातु सामग्रियों को संसाधित करने के लिए किया जा सकता है। संसाधित सतह आकृतियों में समतल, आंतरिक और बाहरी बेलनाकार और शंक्वाकार सतहें, उत्तल और अवतल गोलाकार सतहें, धागे, दांत की सतहें और अन्य प्रोफाइल शामिल हैं। प्रसंस्करण सटीकता IT5~IT1 तक पहुंच सकती है, और सतह खुरदरापन Ra0.63~0.01μm तक पहुंच सकता है।

पॉलिशिंग: एक प्रसंस्करण विधि जो चमकदार और चिकनी सतह प्राप्त करने के लिए यांत्रिक, रासायनिक या इलेक्ट्रोकेमिकल क्रिया द्वारा वर्कपीस की सतह की खुरदरापन को कम करती है।

दोनों के बीच मुख्य अंतर यह है कि पॉलिश करने से प्राप्त सतह की फिनिश पीसने की तुलना में अधिक होती है, और रासायनिक या इलेक्ट्रोकेमिकल तरीकों का उपयोग किया जा सकता है, जबकि पीसने के लिए मूल रूप से केवल यांत्रिक तरीकों का उपयोग किया जाता है, और उपयोग किए जाने वाले अपघर्षक अनाज का आकार उपयोग किए गए की तुलना में मोटा होता है। पॉलिश करना। यानी कण का आकार बड़ा है.

02 अल्ट्रा-प्रिसिजन पॉलिशिंग तकनीक

अल्ट्रा-प्रिसिजन पॉलिशिंग आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उद्योग की आत्मा है

आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में अल्ट्रा-प्रिसिजन पॉलिशिंग तकनीक का मिशन न केवल विभिन्न सामग्रियों को समतल करना है, बल्कि बहु-परत सामग्रियों को भी समतल करना है, ताकि कुछ मिलीमीटर वर्ग के सिलिकॉन वेफर्स हजारों से वीएलएसआई बना सकें जो लाखों से बने हों। ट्रांजिस्टर. उदाहरण के लिए, मानव द्वारा आविष्कार किया गया कंप्यूटर आज दसियों टन से लेकर सैकड़ों ग्राम तक बदल गया है, जिसे अल्ट्रा-प्रिसिजन पॉलिशिंग के बिना महसूस नहीं किया जा सकता है।

वेफर निर्माण को एक उदाहरण के रूप में लेते हुए, पॉलिशिंग पूरी प्रक्रिया का अंतिम चरण है, इसका उद्देश्य सर्वोत्तम समानता प्राप्त करने के लिए वेफर प्रसंस्करण की पिछली प्रक्रिया द्वारा छोड़े गए छोटे दोषों को सुधारना है। आज के ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक सूचना उद्योग स्तर को नीलमणि और एकल क्रिस्टल सिलिकॉन जैसे ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक सब्सट्रेट सामग्रियों के लिए अधिक से अधिक सटीक समानता आवश्यकताओं की आवश्यकता होती है, जो नैनोमीटर स्तर तक पहुंच गए हैं। इसका मतलब यह है कि पॉलिशिंग प्रक्रिया भी नैनोमीटर के अति-सटीक स्तर में प्रवेश कर गई है।

आधुनिक विनिर्माण में अल्ट्रा-प्रिसिजन पॉलिशिंग प्रक्रिया कितनी महत्वपूर्ण है, इसके अनुप्रयोग क्षेत्र सीधे समस्या को समझा सकते हैं, जिसमें एकीकृत सर्किट विनिर्माण, चिकित्सा उपकरण, ऑटो पार्ट्स, डिजिटल सहायक उपकरण, सटीक मोल्ड और एयरोस्पेस शामिल हैं।

शीर्ष पॉलिशिंग तकनीक में केवल संयुक्त राज्य अमेरिका और जापान जैसे कुछ ही देशों को महारत हासिल है

पॉलिशिंग मशीन का मुख्य उपकरण "ग्राइंडिंग डिस्क" है। अल्ट्रा-प्रिसिजन पॉलिशिंग में पॉलिशिंग मशीन में ग्राइंडिंग डिस्क की सामग्री संरचना और तकनीकी आवश्यकताओं पर लगभग सख्त आवश्यकताएं होती हैं। विशेष सामग्रियों से संश्लेषित इस प्रकार की स्टील डिस्क को न केवल स्वचालित संचालन की नैनो-स्तरीय सटीकता को पूरा करना चाहिए, बल्कि एक सटीक थर्मल विस्तार गुणांक भी होना चाहिए।

जब पॉलिशिंग मशीन तेज़ गति से चल रही हो, यदि थर्मल विस्तार के कारण पीसने वाली डिस्क में थर्मल विरूपण होता है, तो सब्सट्रेट की समतलता और समानता की गारंटी नहीं दी जा सकती है। और इस प्रकार की थर्मल विरूपण त्रुटि जिसे होने की अनुमति नहीं दी जा सकती वह कुछ मिलीमीटर या कुछ माइक्रोन नहीं, बल्कि कुछ नैनोमीटर है।

वर्तमान में, संयुक्त राज्य अमेरिका और जापान जैसी शीर्ष अंतरराष्ट्रीय पॉलिशिंग प्रक्रियाएं पहले से ही 60-इंच सब्सट्रेट कच्चे माल (जो सुपर-आकार के हैं) की सटीक पॉलिशिंग आवश्यकताओं को पूरा कर सकती हैं। इसके आधार पर, उन्होंने अल्ट्रा-प्रिसिजन पॉलिशिंग प्रक्रियाओं की मुख्य तकनीक में महारत हासिल कर ली है और वैश्विक बाजार में पहल को मजबूती से पकड़ लिया है। . वास्तव में, इस तकनीक में महारत हासिल करना इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण उद्योग के विकास को भी काफी हद तक नियंत्रित करता है।

ऐसी सख्त तकनीकी नाकाबंदी का सामना करते हुए, अल्ट्रा-प्रिसिजन पॉलिशिंग के क्षेत्र में, मेरा देश वर्तमान में केवल आत्म-अनुसंधान ही कर सकता है।

चीन की अति-सटीक पॉलिशिंग तकनीक का स्तर क्या है?

दरअसल, अल्ट्रा-प्रिसिजन पॉलिशिंग के क्षेत्र में चीन उपलब्धियों से रहित नहीं है।

2011 में, चीनी विज्ञान अकादमी के नेशनल सेंटर फॉर नैनोस्केल साइंसेज के डॉ. वांग क्यूई की टीम द्वारा विकसित "सेरियम ऑक्साइड माइक्रोस्फीयर कण आकार मानक सामग्री और इसकी तैयारी तकनीक" ने चीन पेट्रोलियम और रासायनिक उद्योग का पहला पुरस्कार जीता। फेडरेशन के प्रौद्योगिकी आविष्कार पुरस्कार, और संबंधित नैनोस्केल कण आकार मानक सामग्री ने राष्ट्रीय माप उपकरण लाइसेंस और राष्ट्रीय प्रथम श्रेणी मानक पदार्थ प्रमाणपत्र प्राप्त किया। नई सेरियम ऑक्साइड सामग्री के अल्ट्रा-प्रिसिजन पॉलिशिंग उत्पादन परीक्षण प्रभाव ने एक ही झटके में विदेशी पारंपरिक सामग्रियों को पीछे छोड़ दिया है, जिससे इस क्षेत्र में अंतर भर गया है।

लेकिन डॉ. वांग क्यूई ने कहा: “इसका मतलब यह नहीं है कि हम इस क्षेत्र में शीर्ष पर पहुंच गए हैं। समग्र प्रक्रिया के लिए, केवल पॉलिशिंग तरल है लेकिन कोई अति-सटीक पॉलिशिंग मशीन नहीं है। ज़्यादा से ज़्यादा, हम केवल सामग्री बेच रहे हैं।”

2019 में, झेजियांग यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी के प्रोफेसर युआन जूलोंग की शोध टीम ने अर्ध-स्थिर अपघर्षक रासायनिक यांत्रिक प्रसंस्करण तकनीक बनाई। विकसित की गई पॉलिशिंग मशीनों की श्रृंखला को युहुआन सीएनसी मशीन टूल कंपनी लिमिटेड द्वारा बड़े पैमाने पर उत्पादित किया गया है, और इसे Apple द्वारा iPhone4 और iPad3 ग्लास के रूप में पहचाना गया है। पैनल और एल्यूमीनियम मिश्र धातु बैकप्लेन पॉलिशिंग के लिए दुनिया का एकमात्र सटीक पॉलिशिंग उपकरण, ऐप्पल के आईफोन और आईपैड ग्लास प्लेटों के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए 1,700 से अधिक पॉलिशिंग मशीनों का उपयोग किया जाता है।

यांत्रिक प्रसंस्करण का आकर्षण इसी में निहित है। बाजार में हिस्सेदारी और लाभ हासिल करने के लिए, आपको दूसरों के साथ बराबरी करने की पूरी कोशिश करनी होगी, और प्रौद्योगिकी नेता हमेशा सुधार और सुधार करेगा, अधिक परिष्कृत होगा, लगातार प्रतिस्पर्धा करेगा और आगे बढ़ेगा, और महान विकास को बढ़ावा देगा मानव प्रौद्योगिकी.