Kế hoạch quá trình mài và đánh bóng kim cương

Tài liệu:​​

​1. Giới thiệu​
Kim cương, được biết đến là vật liệu cứng nhất trong tự nhiên, có tính dẫn nhiệt cực cao, độ trong suốt quang học tuyệt vời (đặc biệt là từ bước sóng tia cực tím đến tia hồng ngoại xa), độ ổn định hóa học tốt và hệ số ma sát cực thấp. Do đó, nó có giá trị ứng dụng không thể thay thế trong-các lĩnh vực công nghiệp và công nghệ cao cấp. Kim cương màng đơn{4}}tinh thể hoặc màng mỏng-được sử dụng rộng rãi trong các dụng cụ cắt, chất nền quản lý nhiệt, cửa sổ quang học, tản nhiệt cho các thiết bị có công suất cao-, cảm biến lượng tử và thiết bị y sinh.

Công ty Hemei có chuyên môn kỹ thuật sâu rộng trong việc xử lý và đánh bóng các vật liệu siêu cứng. Công ty đã phát triển một quy trình xử lý bề mặt và đánh bóng-có độ chính xác cao, có hệ thống dành riêng cho vật liệu kim cương. Quy trình này cho phép kiểm soát toàn bộ-quy trình từ gia công thô đến hoàn thiện bề mặt ở cấp độ nano, đảm bảo rằng vật liệu kim cương đáp ứng các yêu cầu cho ứng dụng "cấp thiết bị" hoặc "cấp quang học".

​2. Yêu cầu ứng tuyển​
Mục tiêu đánh bóng và gia công vật liệu kim cương bao gồm:

Tổng biến thiên độ dày (TTV) được kiểm soát trong phạm vi ±1,5 micromet.

Độ nhám bề mặt (Ra) giảm xuống dưới 1 nanomet.

Bề mặt không có-các vết nứt vi mô và hư hỏng-dưới bề mặt, đáp ứng các yêu cầu về lớp phủ quang học hoặc tích hợp thiết bị.

Duy trì tính toàn vẹn tinh thể tốt và tính toàn vẹn cạnh.

Để đạt được những mục tiêu này, quy trình Hemei sử dụng sự kết hợp của các hệ thống liên kết chuyên dụng, mài nhiều bước và đánh bóng cơ học hóa học, đảm bảo độ chính xác hình học và chất lượng bề mặt trong quá trình xử lý.

​3. Thông số hệ thống​
Hệ thống đánh bóng mô-đun của Hemei có thể thích ứng linh hoạt với các mẫu kim cương có kích thước và hình dạng khác nhau (bao gồm tinh thể đơn, màng mỏng đa tinh thể và hình dạng không đều). Hệ thống cốt lõi bao gồm:

​HSM-UHP Series Ultra{1}}Thiết bị mài vật liệu cứng:​​
Được sử dụng để tạo hình ban đầu và kiểm soát độ dày của kim cương, được trang bị một-trục chính có độ cứng cao và các tấm mài kim cương- dành riêng cho kim cương.

​Hệ thống đánh bóng cơ học hóa học (CMP) cụ thể của HSM-Dòng DCMP Diamond{1}}:​​
Được sử dụng để đạt được độ-đánh bóng cực kỳ chính xác của bề mặt kim cương, có khả năng làm phẳng bề mặt ở cấp độ nano và kiểm soát hư hỏng-thấp.

​Các hệ thống con chính:​​

​Đơn vị liên kết dành riêng cho kim cương (DBU):​​
Cung cấp liên kết tạm thời có độ bền cao,-độ căng thấp, có thể thích ứng với các mẫu kim cương có độ dày và hình dạng khác nhau.

​Thiết bị đánh bóng có độ cứng cao D-Dòng ASJ-:​​
Được thiết kế đặc biệt cho kim cương, đảm bảo kẹp ổn định và ngăn ngừa hiện tượng sứt mẻ cạnh.

​Hệ thống đánh bóng đầu truyền động tốc độ cao-:​​
Cho phép loại bỏ vật liệu đồng đều dưới tốc độ và áp suất quay cao, nâng cao hiệu quả xử lý.

​4. Luồng xử lý​

​4.1 Lắp, cố định và buộc​

​Liên kết:​​ Sử dụng thiết bị liên kết Hemei để liên kết tạm thời mẫu kim cương với chất nền gốm hoặc thủy tinh. Hệ thống tự động bù chênh lệch độ dày để đảm bảo độ song song ban đầu.

​Kẹp:​​ Gắn cụm liên kết vào mâm cặp chân không của thiết bị đánh bóng dòng ASJ.

​Lapping:​​ Đặt thiết bị cố định lên tấm lót của thiết bị HSM. Hệ thống hoạt động ở tốc độ lên tới 120 vòng/phút, đồng thời cung cấp bùn vi hạt kim cương thông qua hệ thống cung cấp chất lỏng chính xác. Giai đoạn này nhằm mục đích loại bỏ nhanh chóng vật liệu và kiểm soát độ dày và độ phẳng tổng thể.

​4.2 Lắp đặt, cố định và đánh bóng​

​Di chuyển và làm sạch:​​ Sau khi mài, làm sạch mẫu và lấy mẫu ra khỏi tấm đỡ.

​Đánh bóng chính xác:​​

​Tùy chọn A (Bề mặt{0}}quang học):​​ Sử dụng hệ thống Hemei HSM-CMP. Viên kim cương được cố định trực tiếp thông qua một đầu đánh bóng được thiết kế-tùy chỉnh. Hệ thống hỗ trợ điều chỉnh-theo thời gian thực của nhiều thông số (áp suất, tốc độ quay, thành phần chất lỏng đánh bóng, v.v.) để đạt được độ-thiệt hại thấp, độ phẳng-cao.

​Tùy chọn B (Sản xuất hàng loạt hiệu suất cao{0}}):​​ Nạp viên kim cương vào một thiết bị cố định được trang bị giá đỡ chuyên dụng để đánh bóng{0}tốc độ cao. Thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu chất lượng bề mặt cao nhưng không nhất thiết phải có cấp độ-quang học.

​5. Kết quả​
Việc sử dụng hệ thống đánh bóng Hemei để xử lý vật liệu kim cương sẽ mang lại trạng thái bề mặt-chất lượng cực cao, sẵn sàng cho lớp phủ, liên kết hoặc chế tạo thiết bị tiếp theo. Hệ thống đạt được tính toàn vẹn bề mặt tuyệt vời đồng thời đảm bảo hiệu quả cao.

Bằng cách tối ưu hóa các thông số quy trình (chẳng hạn như áp suất, tốc độ quay và thành phần chất lỏng đánh bóng), quy trình Hemei có thể đạt được Tốc độ loại bỏ vật liệu (MRR) ổn định ở mức 0,8-2 μm/h đối với kim cương, tạo ra sự cân bằng tối ưu giữa hiệu quả xử lý và chất lượng bề mặt.

Dữ liệu sau đây dựa trên kết quả được đo từ một lô gồm 8 miếng kim cương đơn tinh thể 10 x 10 mm2 được xử lý trên hệ thống DCMP HSM{4}}:

Các kết quả thông số trên chỉ được lấy từ phòng thí nghiệm Chất bán dẫn Hemei (Tô Châu).

​Kết quả chế biến kim cương điển hình​

​Loại mẫu:​​ Kim cương đơn tinh thể / Đa tinh thể (có thể tùy chỉnh kích thước)

​Tỷ lệ loại bỏ vật liệu (MRR):​​ 0.8-2 μm/h

​Giá trị Ra cuối cùng:​​ <1 nm

​Độ phẳng (TTV):​​ < ±1,2 mm

​Tình trạng cạnh:​Còn nguyên vẹn, không bị hư hại

Các kết quả thông số trên chỉ được lấy từ phòng thí nghiệm Chất bán dẫn Hemei (Tô Châu).

​Bản tóm tắt:​​
Giải pháp đánh bóng do Công ty Hemei cung cấp cho vật liệu kim cương tích hợp-thiết bị có độ cứng cao, thiết bị cố định chuyên dụng và tối ưu hóa quy trình. Nó có thể đạt được độ hoàn thiện bề mặt ở cấp độ nano và độ chính xác hình học ở cấp độ{{2} micron một cách ổn định và có thể tái tạo, hỗ trợ mạnh mẽ cho ứng dụng công nghiệp của kim cương trong quang học-cao cấp, thiết bị điện, công nghệ lượng tử và các lĩnh vực khác.

Nếu cần bổ sung thêm các mẫu thiết bị cụ thể, so sánh thông số quy trình hoặc sự khác biệt trong xử lý đối với các loại kim cương khác nhau, tôi có thể tiếp tục bổ sung.