In Figure 6.9, these values are indicated when lapped. With three different kinds of abrasives, each value is shown in order of (SiC) Al2O3 emery (SiC produced by nature), which implies the dependence upon the hardness of abrasives[12]. On the other hand, a different tendency arises with fragile lapping material. Processing efficiency and surface roughness of TeO2 single crystal, which is more fragile and softer than LiTaO3 crystal, are shown in Figure 6.10. Little difference is noted in lapping efficiency among four kinds of abrasives used: SiC, Al2O3, emery, and garnet (A2B3(SiO4)3 produced by nature A: Ca, Mg, Mn, Fe, Bi, Al, Cr, Fe). Slight differences in the surface roughness seem to be caused by the distribution of abrasive size[13].
Figure 6.9.
Relationship between abrasives and specific stock removal of LiTaO3 single crystal [12]
Figure options
Figure 6.10.
Relationship between abrasive, stock removal, and surface roughness of TeO2 single crystal [13]
ปที่ 6.10
ความสัมพันธ์ระหว่างการขัดถอนหุ้นและพื้นผิวที่ขรุขระของ TeO2 ผลึกเดี่ยว [13]
Figure options
Because abrasives are crushed, it is necessary to use harder abrasives for the lapping of harder and lower-efficiency materials. Such abrasives are unnecessary for soft materials with high lapping efficiency.
Surface roughness on lapped work is usually interpreted as the result of the generation of chips. It is desirable to convert the extra energy, supplied to make chips, into heat energy to be removed with the chips. However, such energy is actually kept in the lapped surface in the form of strain, stress, and damaged layers. No divergence occurs in the relation between chip generation and surface toughness. In lapping hard and brittle materials such as glass, the presence of plastic deformation on a top surface layer, microcrack toward the inside, and plastic and elastic deformations at the extension of such cracks have been detected. These issues have been clarified by lapping single crystals such as quartz and silicon. [12] and [14]
The depth of a damaged layer on a lapped surface is estimated to be 6 to 15 times as large as surface roughness and in the same order of dimension of the abrasives used. On the basis of such estimation, a reasonable stock allowance for lapping and polishing can be determined for device fabrications.
Lapping Machines
Because a mirror-like, high-accuracy surface can be easily obtained with a simple lapping machine, an advanced precision machine is not needed.
One of the simplest lapping equipment uses a lap of ϕ200–ϕ300 mm. The workpieces are manually abraded against the lap at 300–1000 rpm while simultaneously supplying slurry and pressing the workpieces against the lap surface in a to-and-fro motion in the direction of the lap diameter. Such a lapping method is similar to the metallurgical polishing using Al2O3 or Cr2O3 abrasive powder and a felt sheet polisher; this polishing method is used to observe the microscopic structure of metal specimen.
Some improvements were made on lens lapping and polishing machines. For example, manual lapping operations were shifted to the machine, with increasing relative speeds between the work and laps while maintaining high working pressures. In a working operation of the lens and polishing machine, workpieces—with a driving pin at the center of the back—are forced against the rotation lap surface. The pin allows the workpiece to make reciprocating motions and to rotate in conformity with the revolution of the lap as shown inFigure 6.4.
In making a theoretical analysis for precision lapping, it is necessary to consider the motion between the work and lap, the deviated distribution of abrasive size, and the surface toughness of the work caused by the destruction of abrasives. The level of complications in this area has prevented exploration of it.
When lapping flat surfaces and spherical surfaces of a long focal point, a conditioning ring-type lapping machine, shown in Figure 6.11, has been employed. The conditioning ring and conditioning plate are forced down against the rotating ring lap surface thus maintaining the lap surface in good condition.
Figure 6.11.
Conditioning ring-type lapping machine
Figure options
6.4. Polishing
The stock removal unit in the polishing machine is small as is shown in Figure 6.3. Abrasives only act on the top layer of a work surface because much finer abrasives and softer tools are adopted than in the case of lapping.
In glass polishing, fine metal oxide abrasives, such as cerium oxide power (CeO2) and red rouge powder (Fe2O3) of less than 1 μm, are used along with soft polishers such as pitch, wax, plastic, and synthetic leather. The abrasives elastoplastically sustained in the pad (polisher) are presumed to produce extremely small scratches on the pad. Unsubstantial chips in glass polishing accompanied by the hydration phenomenon are shown. However, it is impossible to observe such chips under a wet polishing condition.
Some of the following explanations were given for the mechanism of making a mirror finish for glass:
•
Mechanical stock removal
•
Plastic flows
•
Chemical etching
Mirror finishing methods have various characteristics for different materials as summarized in Figure 6.12. As mechanical and chemical (electric) actions, there are (a) mechanical removal by abrasion, (b) friction to disorder the atomic arrangement, (c) etching and dissolving, and (d) formation of a thin film. The combination of these actions at different ratios constitute various polishing methods that are listed outside the circle [15]. In glass polishing and mechanochemical polishing of silicon wafers, work surfaces are covered with a soft film by chemical reactions that is then mechanically removed by abrasives. These processes are repeated in order to remove surface irregularities and to gradually yield mirror-like surfaces [16], [17] and [18].
Figure 6.12.
Classification of polishing methods based on stock removal mechanisms [15]
รูปที่ 6.12
การจำแนกประเภทของวิธีการขัดขึ้นอยู่กับกลไกการกำจัดหุ้น [15]
Figure options
Polishing Process and Factors
Polishing is an important processing method in the fabrication of the following devices:
•
Passive optical devices: lens and prisms of various sizes, polarizer, and wave-length constant
•
Active optical devices: solid-state laser rod, optical deflector, and electro-optic modulator
•
Piezoelectric devices: quartz oscillator and filter
•
Semiconductor devices: LSI, the magnetic devices as magnetic memory head and magnetic bubble memory
•
Mechanical devices: ceramic plate and ball, etc.
Work materials range from fragile glass and crystal to the hardest materials such as diamond. High-quality and high-precision polishing is performed to meet requirements for a higher grade of device function and performance.
The basis of the device manufacturing process, on lapping using the process of a glass lens, was briefly described in Section 2.0. Polishing factors are shown next to the lapping factors in Table 6.2. A high-quality mirror-like surface is required for polishing. Note that is important to keep the polishing area free of sand particles, dust, and completely separate it from the lapping area. Clean surroundings, a pure water/ultra pure water/DIW supply system, and washing machines for the polishing equipment, jigs, pad (polisher), and other parts are necessary.
With regard to the polishing slurry, careful attention should be paid to the adoption of fine abrasives so as to avoid contamination by large particles and dust.
Abrasives for Polishing
Abrasives contained in the polishing slurry are metal oxide fine powders such as CeO2, Fe2O3, Al2O3, and SiO2; these substances are generally used by being suspended in water. Whether it is suitable is judged by the stock removal and polishing quality accumulated through polishing experiments. Abrasive hardness is one of the criteria for abrasive selection; however, because the values are obtained from single crystals or sintered materials, they do not represent the value of the abrasives themselves. It seems that quite complicated chemical reactions occur with the slurry.
In glass polishing, for instance, CeO2 powder is superior to others in terms of stock removal. Figure 6.13shows a mimetic diagram of the processing mechanism of glass polishing. On the other hand, Fe2O3 is considerably better on surface quality, and pure SiO2 powder is excellent in avoiding contamination from the transition elements.
Figure 6.13.
Processing mechanism of glass polishing
ในรูป 6.9 ค่าเหล่านี้จะแสดงเมื่อซัด . กับสามชนิดที่แตกต่างกันของเชี่ยว แต่ละค่าจะแสดงในลำดับ ( sic ) Al2O3 กากกะรุน ( ผลิต SiC โดยธรรมชาติ ) ซึ่งแสดงถึงการพึ่งพาความแข็งขัด [ 12 ] ในทางกลับกัน แนวโน้มต่าง ๆเกิดขึ้นกับกรอบห่อหุ้มวัสดุ ประสิทธิภาพการประมวลผลและความเรียบผิวของ teo2 เดียวคริสตัลซึ่งมีความเปราะบางและเบาลงกว่า litao3 คริสตัล , แสดงในรูปที่ 6.10 . ความแตกต่างเล็ก ๆน้อย ๆไว้ในประสิทธิภาพของงาน 4 ประเภท ขัดที่ใช้ : ใช่ , Al2O3 , เอเมอรี และโกเมน ( a2b3 ( sio4 ) 3 ผลิตโดย ธรรมชาติ : Ca , Mg , Fe , Mn , บี , อัล , CR , Fe ) ความแตกต่างเล็กน้อยในความขรุขระพื้นผิวที่ดูเหมือนจะเกิดจากการขัดขนาด [ 13 ] .
รูปที่ 6 .
ความสัมพันธ์ระหว่างการกัดกร่อนและเฉพาะหุ้นการกำจัด litao3 ผลึกเดี่ยว [ 12 ]
รูปที่เลือกรูปที่ 6.10 .
ความสัมพันธ์ระหว่าง ขัด , ถอนหุ้น , และความหยาบผิวของ teo2 ผลึกเดี่ยว [ 13 ]
ปที่ 6.10 ความสัมพันธ์ระหว่างการขัดถอนหุ้นและพื้นผิวที่ขรุขระของ teo2 ผลึกเดี่ยว [ 13 ]
รูปที่เลือกเพราะการกัดกร่อนพังทลาย จะต้องใช้แรงขัดที่ซัดของหนักและวัสดุประสิทธิภาพต่ำกว่า เช่น ไม่จําเป็นสําหรับขัดวัสดุนุ่มที่มีประสิทธิภาพสูงเสียง .
ผิวหยาบกร้าน บนซัดทำงานมักจะตีความเป็นผลของรุ่นของชิป มันเป็นที่พึงปรารถนาที่จะแปลงพลังงานพิเศษ จัด ให้ ชิเป็นพลังงานความร้อนจะถูกลบออกด้วยชิป อย่างไรก็ตาม พลังงานดังกล่าวจะถูกเก็บไว้ในซัดพื้นผิวในรูปแบบของความเครียด ความเครียด และความเสียหายที่ชั้น ไม่มีความแตกต่างเกิดขึ้นในความสัมพันธ์ระหว่างรุ่นชิปและความทนทานพื้นผิว ในการห่อหุ้มแข็งและเปราะ วัสดุเช่นแก้ว , การแสดงตนของการเสียรูปพลาสติกบนชั้นผิวด้านบน microcrack ต่อข้างในที่มีพลาสติกและยืดหยุ่นขยายรอยแตกดังกล่าวถูกตรวจพบ ปัญหาเหล่านี้ได้มีการห่อหุ้มผลึกเดี่ยว เช่น ควอตซ์ และซิลิคอน [ 12 ] และ [ 14 ]
ความลึกของความเสียหายบนพื้นผิวชั้นซัดประมาณ 6 ถึง 15 ครั้งใหญ่เท่า ผิวหยาบกร้าน และในลำดับเดียวกันของมิติของวัสดุที่ใช้ บนพื้นฐานของการประมาณค่าเบี้ยเลี้ยงหุ้นที่เหมาะสมสําหรับขัดและขัดได้ขัดอุปกรณ์สำหรับ fabrications .
เพราะเครื่องกระจกเหมือนพื้นผิวสูงสามารถหาได้ง่ายด้วยง่าย ขัดเครื่องจักรความแม่นยำสูงไม่จําเป็น .
หนึ่งง่ายที่สุดห่อหุ้มอุปกรณ์ใช้ตักของϕ 200 –ϕ 300 มิลลิเมตรชิ้นงานมีถลอกด้วยตนเองกับตักที่ 300 - 1000 รอบ / นาที ในขณะเดียวกัน การจัดหาน้ำและกดชิ้นงานกับพื้นผิวรอบในไปๆมาๆเคลื่อนไหวในทิศทางของรอบเส้นผ่าศูนย์กลาง เช่น ขัด เป็นวิธีที่คล้ายกับโลหะขัดด้วยผงขัดและ Cr2O3 Al2O3 หรือผ้าสักหลาดขัด ;นี้ขัดจะใช้วิธีสังเกตโครงสร้างจุลภาคของชิ้นงานโลหะ
การปรับปรุงบางอย่างถูกสร้างขึ้นมาบนเลนส์ ขัดและขัดเครื่อง ตัวอย่างคู่มือปฏิบัติการขัดที่ถูกย้ายไปที่เครื่อง เพิ่มความเร็วสัมพัทธ์ระหว่างทำงานรอบในขณะที่รักษาความดันทำงานสูงสุด ในการปฏิบัติงานของเลนส์และเครื่องขัดชิ้นงานด้วยขับรถ PIN ที่ศูนย์ของกลับถูกบังคับกับการหมุนรอบพื้นผิว ขาช่วยให้ชิ้นงาน เพื่อให้ลูกสูบเคลื่อนที่และหมุนสอดคล้องกับการปฏิวัติของตัก เป็น infigure 6.4 .
ในการการวิเคราะห์เชิงทฤษฎีสำหรับงานที่ต้องการ จะต้องพิจารณาถึงการเคลื่อนไหวระหว่างการทำงานและตักการเบี่ยงเบนการกระจายขนาด หยาบกร้าน และผิวความเหนียวของงานที่เกิดจากการทำลายของเชี่ยว . ระดับของภาวะแทรกซ้อนในพื้นที่นี้จะขัดขวางการสำรวจ .
เมื่อกระทบพื้นผิวเรียบและพื้นผิวทรงกลมยาวโฟกัส , ปรับแหวนชนิดขัดเครื่อง แสดงในรูปที่ 6.11 , ได้รับการว่าจ้างเครื่องปรับอากาศแหวนและปรับจานให้ลงกับแหวนหมุนตักผิวจึงยังคงรักษาผิวรอบสภาพดี
รูปที่ 6.11 .
รูปเครื่องปรับอากาศชนิดขัดแหวนตัวเลือก
4 . ขัด
หน่วยถอนหุ้นในเครื่องขัดขนาดเล็กตามที่แสดงในรูปที่ 6 .กัดกร่อนเพียงแสดงบนชั้นบนสุดของผิว เพราะขัดปลีกย่อยมากและใช้เครื่องมือเบากว่าในกรณีของการห่อหุ้ม .
ในขัดกระจกขัดดีโลหะออกไซด์ เช่น ซีเรียมออกไซด์พลังงาน ( CeO2 ) และสีแดงผงสีแดง ( Fe2O3 ) น้อยกว่า 1 μ M จะใช้พร้อมกับขัดนุ่ม เช่น สนาม แว็กซ์ พลาสติก และหนังสังเคราะห์ขัด elastoplastically ยั่งยืนในแผ่น ( ขัด ) สันนิษฐานว่าสร้างรอยขีดข่วนขนาดเล็กมากบนแผ่น บอบบางชิปในกระจก ขัดพร้อมด้วยความชุ่มชื้นปรากฏการณ์ที่แสดง แต่มันเป็นไปไม่ได้ที่จะสังเกตชิปดังกล่าว ภายใต้เงื่อนไขการขัดเปียก
บางส่วนของคำอธิบายต่อไปนี้ได้รับสำหรับกลไกของการเสร็จสิ้นกระจกแก้ว :
-
-
พลาสติกเครื่องจักรกลกำจัดหุ้นไหล
-
จบเคมีกัดกระจก วิธีการ ลักษณะต่างๆ สำหรับวัสดุที่แตกต่างกันตามที่สรุปไว้ในรูปที่ 6.12 . ขณะที่ทางกลและทางเคมี ( ไฟฟ้า ) การกระทำ มี ( ) เครื่องจักรกลกำจัดโดยการขัดถู , ( ข ) การเสียดสีกับโรคการจัดเรียงอะตอม ( C ) กัดและละลาย และ ( ง ) การเกิดเป็นฟิล์มบางการรวมกันของเหล่านี้ การกระทำที่อัตราส่วนต่าง ๆถือเป็นการขัดต่าง ๆวิธีการที่อยู่นอกวงกลม [ 15 ] ในการขัดกระจกขัด mechanochemical ซิลิคอนเวเฟอร์ , พื้นผิวงานจะปกคลุมด้วยหนังนุ่ม โดยปฏิกิริยาทางเคมีที่เป็นกลไกถูกกัดกร่อน .กระบวนการเหล่านี้ซ้ำเพื่อลบความผิดปกติของพื้นผิวและค่อย ๆผลผลิตกระจกเหมือนพื้นผิว [ 16 ] [ 17 ] และ [ 18 ] .
รูปที่ 6.12 .
การขัดโดยวิธีหุ้นกำจัดกลไก [ 15 ]
รูปที่ 6.12 การจำแนกประเภทของวิธีการขัดขึ้นอยู่กับกลไกการกำจัดหุ้น [ 15 ]
รูปที่เลือกกระบวนการขัด และปัจจัย
ขัดเป็นวิธีการที่สำคัญในการประมวลผลในการประดิษฐ์อุปกรณ์ดังต่อไปนี้ :
-
เรื่อยๆแสงอุปกรณ์ : เลนส์และปริซึมขนาดต่างๆ polarizer และความยาวของคลื่นที่คงที่
-
ปราดเปรียวอุปกรณ์แสงแกนแสงเลเซอร์สถานะของแข็งและ deflector , เครื่องตรวจจับ Modulator
-
piezoelectric อุปกรณ์ : Oscillator ควอทซ์ และกรอง
-
: LSI อุปกรณ์สารกึ่งตัวนำอุปกรณ์แม่เหล็กแม่เหล็กและสนามแม่เหล็กเป็นหัวหน่วยความจำ
-
ฟองกลอุปกรณ์ : จานเซรามิค และลูก ฯลฯ
งานวัสดุช่วงจากแก้วคริสตัลที่เปราะบางและแข็ง วัสดุ เช่น เพชร คุณภาพสูงและความแม่นยำสูงขัดจะดําเนินการเพื่อตอบสนองความต้องการสำหรับเกรดที่สูงขึ้นของการทำงานของอุปกรณ์และประสิทธิภาพ .
พื้นฐานของอุปกรณ์การผลิต กระบวนการในการห่อหุ้มด้วยกระบวนการของเลนส์กระจกคือสั้น ๆที่อธิบายไว้ในส่วน 2.0 ขัดปัจจัยที่แสดงถัดจากกระทบปัจจัยในตารางที่ 6.2 . กระจกคุณภาพสูงเช่นพื้นผิวจําเป็นสําหรับขัด หมายเหตุที่สำคัญเพื่อให้ขัดพื้นที่ฟรีของอนุภาคทราย , ฝุ่น , และสมบูรณ์แยกจากเสียงพื้นที่ สภาพแวดล้อมที่สะอาดน้ำบริสุทธิ์น้ำบริสุทธิ์สูง / จัดหาระบบ กรอ. และเครื่องซักผ้าสำหรับอุปกรณ์ขัด , อุปกรณ์จับยึด , แผ่น ( ขัดเงา ) , และส่วนอื่น ๆเป็นสิ่งจำเป็น .
เกี่ยวกับการขัดน้ำ ระวังควรให้ความสนใจกับการยอมรับได้เชี่ยวเพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนจากอนุภาคขนาดใหญ่และฝุ่น
ขัดขัด
ขัดขัดเป็นที่มีอยู่ในสารละลายโลหะออกไซด์ ผงละเอียดเช่น CeO2 โดย SiO2 Al2O3 , , , และสารเหล่านี้ถูกใช้โดยทั่วไปโดยถูกแขวนลอยในน้ำ ว่ามันเหมาะจะตัดสินโดยหุ้นกำจัดและขัดขัดคุณภาพสะสมผ่านการทดลอง ความแข็งขัดเป็นหนึ่งในเกณฑ์การเลือกขัด อย่างไรก็ตามเพราะค่านิยมที่ได้รับจากผลึกเดี่ยวหรือผงวัสดุ พวกเขาไม่ได้เป็นตัวแทนของมูลค่าของการกัดกร่อนตัวเอง ดูเหมือนว่าค่อนข้างซับซ้อน ปฏิกิริยาทางเคมีเกิดขึ้นกับ ? .
ในขัดแก้ว ตัวอย่างเช่น CeO2 ผงจะเหนือกว่าคนอื่นในแง่ของการสต็อก รูป 6.13shows แผนภาพซึ่งล้อเลียนของการประมวลผลกลไกขัดแก้วบนมืออื่น ๆที่โดยมากดีกว่าในคุณภาพผิวและผงซิลิกาบริสุทธิ์เป็นเลิศในการหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนจากการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบ .
รูปที่ 6.13 .
แก้วขัดกลไกการประมวลผลของ
การแปล กรุณารอสักครู่..
