超精密研磨技術、簡単じゃない！

私はそのようなレポートをずっと前に見ました。ドイツ、日本、その他の国の科学者が5年の歳月と1,000万元近くを費やして、高純度のシリコン28素材で作られたボールを作成しました。この1kgの純シリコンボールは、超精密加工、研削・研磨、精密測定（真球度、粗さ、品質）を必要とする、世界で最も丸いボールと言えます。

超精密研磨工程をご紹介します。

01 研削と研磨の違い

研削：研削工具に研磨粒子をコーティングまたは押し付けて使用し、一定の圧力下で研削工具とワークの相対運動により表面を仕上げます。研削加工は、さまざまな金属および非金属材料の加工に使用できます。加工面の形状としては、平面、内外円筒面、円錐面、凸球面、凹球面、ねじ山、歯面等の形状が挙げられます。加工精度はIT5～IT1、表面粗さはRa0.63～0.01μmに達します。

研磨：機械的、化学的、電気化学的作用によりワークの表面粗さを低減し、明るく滑らかな表面を得る加工方法。

両者の主な違いは、研磨は研削よりも高い表面仕上げが得られ、化学的または電気化学的方法が使用できるのに対し、研削は基本的に機械的方法のみを使用し、使用される砥粒の粒度は研削に比べて粗いことです。研磨すること。つまり粒子径が大きい。

02 超精密研磨技術

超精密研磨は現代電子産業の魂です

現代のエレクトロニクス産業における超精密研磨技術の使命は、異なる材料を平坦化するだけでなく、多層材料を平坦化し、数ミリメートル四方のシリコンウェーハから数万枚のシリコンウェーハから数百万枚の層で構成されるVLSIを形成できるようにすることです。トランジスタ。例えば人間が発明したコンピューターは、今では数十トンから数百グラムになりましたが、それは超精密研磨なしには実現できません。

ウェーハ製造を例にとると、研磨はプロセス全体の最後のステップであり、その目的は、ウェーハ処理の前のプロセスで残された小さな欠陥を改善して、最良の平行度を得るためにあります。今日の光電子情報産業レベルでは、サファイアや単結晶シリコンなどの光電子基板材料の平行度要求がますます高精度になり、ナノメートルレベルに達しています。これは研磨工程もナノメートルレベルの超精密レベルに入ったことを意味します。

超精密研磨プロセスが現代の製造業においていかに重要であるかは、集積回路製造、医療機器、自動車部品、デジタルアクセサリー、精密金型、航空宇宙など、その応用分野が問題を直接説明できます。

アメリカや日本など数か国のみが習得する最高峰の研磨技術

研磨機の核となる装置が「研削盤」です。超精密研磨には、研磨機の研磨ディスクの材料組成と技術的要件がほぼ厳格に定められています。特殊な材料から合成されたこの種のスチールディスクは、自動操作のナノレベルの精度を満たすだけでなく、正確な熱膨張係数も持たなければなりません。

研磨機を高速回転させた場合、熱膨張により砥石が熱変形すると基板の平面度や平行度が保証できなくなります。そして、このような絶対に許されない熱変形誤差は数ミリや数ミクロンではなく、数ナノメートルです。

現在、米国や日本などの国際的なトップ研磨プロセスは、（超大型の）60 インチ基板原材料の精密研磨要件をすでに満たしています。これをベースに超精密研磨加工のコア技術を習得し、世界市場での主導権をしっかりと掴んでいます。 。実際、この技術を習得することは、エレクトロニクス製造業界の発展も大きく左右します。

このような厳しい技術封鎖に直面して、超精密研磨の分野において我が国は現状では自主研究しかできません。

中国の超精密研磨技術はどの程度のレベルなのでしょうか？

実は超精密研磨の分野では中国にも実績がないわけではない。

2011年、中国科学院ナノスケール科学国立センターの王琦博士のチームが開発した「酸化セリウム微小球粒度標準物質とその調製技術」が中国石油化学工業賞を受賞した。連合会技術発明賞、関連ナノスケール粒度標準物質国家計量器免許及び国家第一種標準物質証明書を取得。酸化セリウム新素材の超精密研磨生産試験効果は、従来の海外素材を一気に上回り、この分野のギャップを埋めました。

しかし、Wang Qi博士は次のように述べています。全工程は研磨液のみで超精密研磨機はありません。せいぜい材料を売るだけです。」

2019年、浙江理工大学の袁居龍教授の研究チームは、半固定砥粒の化学機械加工技術を開発した。開発された一連の研磨機は玉環CNC工作機械有限公司によって量産され、AppleによってiPhone4およびiPad3のガラスとして認定されました。世界で唯一のパネルおよびアルミニウム合金バックプレーン研磨用の精密研磨装置で、Apple の iPhone および iPad ガラスプレートの量産に 1,700 台以上の研磨機が使用されています。

機械加工の魅力はそこにあります。市場シェアと利益を追求するには、他社に追いつくために最善を尽くさなければなりません。技術リーダーは常に改善し、改善し、より洗練され、常に競争し、追いつき、製品の偉大な発展を促進します。人間のテクノロジー。