Tek kristalli elmas ve çok kristalli elmas için alıştırma ve parlatma işlem şemaları

Belge:​​

​1. Giriş​
Doğadaki en sert malzeme olarak bilinen elmas, son derece yüksek termal iletkenliğe, mükemmel optik şeffaflığa (özellikle morötesinden uzak-kızılötesi dalga boylarına), iyi kimyasal stabiliteye ve son derece düşük sürtünme katsayısına sahiptir. Sonuç olarak, üst düzey endüstriyel ve teknolojik alanlarda- yeri doldurulamaz bir uygulama değerine sahiptir. Tek-kristal veya ince-film elmas; kesici aletlerde, termal yönetim alt katmanlarında, optik pencerelerde, yüksek-güçlü cihazlar için ısı dağıtımında, kuantum algılamada ve biyomedikal ekipmanlarda yaygın olarak kullanılır.

Hemei Şirketi, ultra-sert malzemelerin işlenmesi ve parlatılması konusunda derin bir teknik uzmanlığa sahiptir. Özellikle elmas malzemeler için sistematik, yüksek-hassasiyete sahip bir cilalama ve yüzey işleme süreci geliştirmiştir. Bu süreç, kaba işlemeden nano ölçekli yüzey bitirmeye kadar tam-süreç kontrolü sağlar ve elmas malzemelerin "cihaz-sınıfı" veya "optik-kalitesi" uygulamalarının gereksinimlerini karşılamasını sağlar.

​2. Başvuru Koşulları​
Elmas malzemelerin parlatılması ve işlenmesine yönelik hedefler şunları içerir:

Toplam Kalınlık Değişimi (TTV) ±1,5 mikrometre dahilinde kontrol edilir.

Yüzey Pürüzlülüğü (Ra) 1 nanometrenin altına düşürüldü.

Optik kaplama veya cihaz entegrasyonu gereksinimlerini karşılayan, mikro-çatlaklardan ve alt-yüzey hasarından arınmış yüzey.

İyi kristal bütünlüğünü ve kenar bütünlüğünü korumak.

Bu hedeflere ulaşmak için Hemei işlemi, özel bağlama sistemleri, çok-adımlı alıştırma ve kimyasal mekanik cilalamanın bir kombinasyonunu kullanarak işleme sırasında geometrik doğruluk ve yüzey kalitesi sağlar.

​3. Sistem Özellikleri​
Hemei'nin modüler parlatma sistemi, farklı boyut ve formdaki (tek kristal, çok kristalli ince filmler ve düzensiz şekiller dahil) elmas numunelerine esnek bir şekilde uyum sağlayabilir. Çekirdek sistem şunları içerir:

​HSM-UHP Serisi Ultra-Sert Malzeme Alıştırma Ekipmanı:​​
Yüksek-sert bir iş mili ve elmasa-özel alıştırma plakalarıyla donatılmış, elmasın ilk şekillendirilmesi ve kalınlık kontrolü için kullanılır.

​HSM-DCMP Serisi Elmas-özel Kimyasal Mekanik Parlatma (CMP) Sistemi:​​
Nano ölçekte yüzey düzlüğü ve düşük-hasar kontrolü sağlayabilen, elmas yüzeylerin ultra-hassas cilalanmasını sağlamak için kullanılır.

​Anahtar Alt Sistemler:​​

​Elmas-özel Bağlama Birimi (DBU):​​
Farklı kalınlık ve şekillerdeki elmas numunelerine uyarlanabilen, yüksek-mukavemetli, düşük-gerili geçici birleştirme sağlar.

​D-ASJ Serisi Yüksek-Sertlikli Parlatma Fikstürleri:​​
Elmas için özel olarak tasarlanmış olup stabil sıkıştırma sağlar ve kenar kırılmasını önler.

​Yüksek-Hızlı Sürücü Kafası Parlatma Sistemi:​​
Yüksek dönme hızı ve basınç altında eşit miktarda malzeme çıkarılmasına olanak tanıyarak işleme verimliliğini artırır.

​4. İşleme Akışı​

​4.1 Montaj, Sabitleme ve Alıştırma​

​Bağlanma:​Elmas örneğini seramik veya cam bir alt tabakaya geçici olarak bağlamak için Hemei bağlama ünitesini kullanın. Sistem, başlangıçtaki paralelliği sağlamak için kalınlık farklılıklarını otomatik olarak telafi eder.

​Sıkıştırma:​​ Birleştirilmiş düzeneği ASJ serisi cilalama aparatının vakum aynasına monte edin.

​Alıştırma:​Fikstürü HSM ekipmanının alıştırma plakasına yerleştirin. Sistem, hassas bir sıvı besleme sistemi yoluyla elmas mikropartikül bulamacı verirken 120 rpm'ye kadar hızlarda çalışır. Bu aşama, malzemeyi hızlı bir şekilde çıkarmayı ve genel kalınlık ve düzlüğü kontrol etmeyi amaçlamaktadır.

​4.2 Montaj, Sabitleme ve Parlatma​

​Transfer ve Temizleme:​​ Alıştırma işleminden sonra numuneyi temizleyin ve destek plakasından çıkarın.

​Hassas Parlatma:​​

​A Seçeneği (Optik-dereceli Yüzey):​​ Hemei HSM-CMP sistemini kullanın. Elmas, özel-tasarlanmış bir cilalama kafası aracılığıyla doğrudan sabitlenir. Sistem, düşük-hasarlı, yüksek-düzlüklü cilalama elde etmek için birden fazla parametrenin (basınç, dönme hızı, cilalama sıvısı bileşimi vb.) gerçek-zamanlı ayarlanmasını destekler.

​Seçenek B (Yüksek-Verimli Seri Üretim):​​ Elması, yüksek-hızda parlatma için özel bir tutucuyla donatılmış bir aparata yükleyin. Yüksek yüzey kalitesi gerektiren ancak optik-kalite seviyeleri gerektirmeyen uygulamalar için uygundur.

​5. Sonuçlar​
Elmas malzemeleri işlemek için Hemei parlatma sisteminin kullanılması, sonraki kaplama, birleştirme veya cihaz üretimi için hazır, son derece yüksek-kaliteli bir yüzey durumu sağlar. Sistem, yüksek verimlilik sağlarken mükemmel yüzey bütünlüğüne de ulaşır.

Hemei prosesi, proses parametrelerini (basınç, dönme hızı ve cilalama sıvısı bileşimi gibi) optimize ederek, elmas için 0,8-2 μm/saatlik sabit bir Malzeme Kaldırma Hızı (MRR) elde edebilir ve işleme verimliliği ile yüzey kalitesi arasında optimal bir denge kurabilir.

Aşağıdaki veriler, HSM-DCMP sisteminde işlenen 8 adet 10x10 mm² tek-kristal elmastan oluşan bir partiden ölçülen sonuçlara dayanmaktadır:

Yukarıdaki parametre sonuçları yalnızca Hemei Semiconductor (Suzhou) laboratuvarından alınmıştır.

​Tipik Elmas İşleme Sonuçları​

​Örnek Türü:​​ Tek-kristal / Çok kristalli elmas (boyutu özelleştirilebilir)

​Malzeme Kaldırma Oranı (MRR):​​ 0.8-2 μm/h

​Nihai Ra Değeri:​​ <1 nm

​Düzlük (TTV):​​ < ±1,2 mikron

​Kenar Durumu:​Sağlam, hasarsız

Yukarıdaki parametre sonuçları yalnızca Hemei Semiconductor (Suzhou) laboratuvarından alınmıştır.

​Özet:​​
Hemei Company tarafından elmas malzemeler için sağlanan parlatma çözümü, yüksek-sert ekipmanlar, özel donanımlar ve süreç optimizasyonunu bir araya getirir. Kararlı ve tekrarlanabilir bir şekilde nano ölçekli yüzey kalitesi ve mikron-düzeyinde geometrik hassasiyet elde edebilir ve elmasın ileri teknoloji optiklerde, güç cihazlarında, kuantum teknolojisinde ve diğer alanlardaki endüstriyel uygulamasını güçlü bir şekilde destekler.

Belirli ekipman modellerinin daha fazla eklenmesi, proses parametresi karşılaştırmaları veya çeşitli elmas türleri için proses farklılıkları gerekiyorsa eklemeye devam edebilirim.