Введение
В большинстве проблем с отделкой поверхности-в точном производстве виноваты машины или суспензия. На практике большая часть из них восходит кполировальная подушечка- расходный материал, который находится между заготовкой и столом и незаметно контролирует плоскостность, скорость удаления и уровень дефектов.
Колодки не являются взаимозаменяемым товаром. Твердость, геометрия канавок, материал и практика кондиционирования определяют, будет ли процесс обеспечивать плоскую поверхность без дефектов-с предсказуемой скоростью или дрейфовать от партии к партии. В этом руководстве объясняется, что делает каждая переменная, поэтому вы можете указать площадку для нужного вам результата, а не покупать по цене за штуку.
Hisemi Technology поставляет притирочные и полировальные станки, колодки, подвесы и расходные материалы для заказчиков из полупроводниковой, оптической и точной техники, и выбор колодок — один из наиболее распространенных технических вопросов, с которыми мы сталкиваемся.
Что на самом деле делает полировальный диск
Полировальная подушечка выполняет четыре работы одновременно. Он переносит и распределяет абразивную суспензию по заготовке, поддерживает плоскостность полируемой поверхности, позволяет продуктам реакции и теплу уходить, а также обеспечивает механическую поддержку, преобразующую движение плиты в удаление материала.
Удалите любую из этих функций, и процесс изменит характер. Подушка, плохо распределяющая жижу, голодает центр заготовки. Слишком удобная подушечка повторяет существующую волнистость, а не сглаживает ее. Подушечка, улавливающая мусор, царапает поверхность, которую она должна была очистить.
Вот почему выбор колодок — это технологическое решение, а не деталь покупки.
Твердость контактной площадки и ее влияние на плоскостность
Твердость — это первая переменная, которую необходимо исправить. Более твердые площадки противостоят деформации, поэтому они удерживают более ровную поверхность по всей заготовке и являются правильным выбором, когда плоскостность и внутри-однородность пластины имеют наибольшее значение. Мягкие подушечки легче приспосабливаются, что помогает, когда поверхность имеет существующую топографию или когда заготовка хрупкая.
Компромисс- – дефектность и побочные эффекты. Очень твердые подушечки могут привести к скатыванию кромок-и могут усугубить царапины, если в них попадет мусор. Очень мягкие подушечки удаляют материал медленнее и с трудом корректируют волнистость.
Многослойные конструкции решают часть конфликта: жесткий верхний слой обеспечивает плоскостность, а более мягкий под-слой поглощает податливость, обеспечивая лучшую однородность без штрафа за дефекты, как у монолитной твердой подушки. Для многих процессов эта комбинация является практическим стандартом.
Схема канавок и транспортировка суспензии
Пазы не являются украшением. Они определяют, как суспензия достигает поверхности полировки, как отработанная суспензия и мусор покидают ее и как подушечка ведет себя под гидростатическим давлением.
- Концентрические канавкиподходят для процессов, в которых распределение суспензии по вращающейся плите должно быть равномерным.
- Радиальные канавкибыстро перемещать навозную жижу наружу, что способствует удалению мусора и снижает риск агломерации.
- XY или сетчатые узорыбалансируют транспортировку в обоих направлениях и часто используются там, где важна однородность по квадратной или прямоугольной заготовке.
- Перфорированные подушечкиудерживайте суспензию в карманах, что может повысить скорость удаления более твердых материалов за счет немного большего риска дефектов.
Канавки также меняют эффективную площадь контакта. Более глубокие и широкие канавки уменьшают контактное давление, что снижает скорость съема, но часто улучшает однородность. Когда процесс передается между станками, геометрия канавок — это первое, что необходимо повторно-проверить.
Материал подкладки: полиуретан, композит и нетканый-тканый материал.
Большинство прецизионных полировальных подушечек изготовлены на основе полиуретана-, поскольку этот материал может быть изготовлен в широком диапазоне твердости и обработан с постоянной пористостью. Размер и распределение пор определяют, как прокладка удерживает суспензию и как она ведет себя по мере износа.
Композитные и сложенные подушечки объединяют слои разной твердости, чтобы отделить функцию планарности от функции податливости. Подушечки на основе -тканых материалов и войлока- используются там, где требуется более мягкий и удобный контакт, - типичный для оптической отделки и некоторых этапов полировки металла.
Выбор материала также определяет химическую совместимость. Некоторые суспензии воздействуют на определенные составы колодок, вызывая набухание, матирование или преждевременный износ. Если в процессе используется агрессивная химия, это взаимодействие должно быть проверено до того, как будет заморожена спецификация колодки.
Подгонка колодки к заготовке
Заготовка решает не меньше, чем цель процесса. Четыре случая охватывают большинство проектов:
Полупроводниковые пластинынеобходима превосходная плоскостность и очень низкая дефектность, что указывает на твердые или сложенные подушечки с мелкой, равномерной пористостью и строгим кондиционированием.
Оптические компоненты и стеклянные подложкичасто требуется мягкий, удобный контакт, чтобы избежать повреждения подповерхностных слоев, при этом выбор колодки определяется требованиями к качеству поверхности, а не скоростью удаления.
Металлические и керамические прецизионные деталирасположитесь между ними, а колодка выбирается с учетом требуемой плоскостности и шероховатости поверхности, сохраняя при этом экономичную скорость съема.
Тонкие или хрупкие деталитребуют низкого давления и податливой поддержки, тогда как более мягкая подушечка и пониженное контактное давление защищают от поломки.
Перед выбором запишите требования: плоскостность, шероховатость поверхности, скорость съема и допустимый уровень дефектов. Пэд, который выигрывает в одном из этих четырех случаев, редко выигрывает во всех из них.
Кондиционирование подушек и управление сроком службы
Полировальная подушечка меняется по мере использования. Поры блестят, бороздки заполняются мусором, поверхность уплотняется. Кондиционирование -, обычно с помощью алмазного диска -, вновь открывает поверхность и восстанавливает равномерное удаление.
Практика кондиционирования определяет срок службы колодок так же, как и сама колодка. Слишком малое кондиционирование приводит к падению скорости удаления, что приводит к замедлению процесса; слишком много, и колодка изнашивается раньше, что увеличивает стоимость и меняет текстуру поверхности. Оптимум обычно выражается в виде рецепта кондиционирования: тип диска, нагрузка, скорость и продолжительность.
Срок службы контактной площадки зависит от фактической производительности, а не от фиксированного количества пластин. Измерение скорости удаления и уровня дефектов по графику покажет вам, когда площадка действительно израсходована, и что данные окупаются за счет уменьшения количества отходов.
Стоимость расходных материалов на пластину
Покупная цена полировальной подушечки является плохим показателем ее стоимости. Что имеет значение, так это стоимость хорошей заготовки, которая включает в себя срок службы колодок, расход шлама, расходные материалы для кондиционирования и отходы, образующиеся при сбое процесса.
Более дорогая колодка, которая сохраняет скорость снятия в два раза дольше и оставляет меньше царапин, часто стоит меньше за деталь, чем дешевая колодка, заменяемая в два раза чаще. Там, где расход навоза значителен, колодка с лучшим удержанием навоза может снизить общие затраты на расходные материалы, даже если сама колодка стоит дороже.
Выполните сравнение на основе измеренных данных вашей собственной линии: потребляемых колодок, произведенных пластин, количества дефектов и доработок. Это единственная модель затрат, которая выдерживает контакт с производством.
Контрольный список спецификаций
При выборе полировальной подушечки укажите:
- Цель процесса: плоскостность, шероховатость поверхности, скорость удаления и максимально допустимые дефекты.
- Материал заготовки, диаметр и толщина, а также чувствительность кромки.
- Твердость или класс твердости колодки, а также конструкция (монолитная или пакетная).
- Рисунок и глубина канавок, а также ожидаемый режим кондиционирования.
- Химический состав суспензии и любые известные ограничения химической совместимости.
- Ожидаемый срок службы колодок и способы его проверки на производстве.
Распространенные ошибки покупателей
- Выбор по цене за колодку.Единственная значимая цифра – стоимость хорошей заготовки.
- Игнорирование геометрии канавок при переносе процесса.Канавки меняют контактное давление и поведение при транспортировке.
- Пропуск проверок на химическую совместимость.Агрессивный химический состав суспензии может разрушить неправильный состав колодок.
- Кондиционирование по привычке, а не по рецепту.Недостаточная- и чрезмерная-кондиция вызывают дрейф.
- Рассматривая срок службы колодок как фиксированное число.Проверьте соответствие измеренной скорости удаления и уровня дефектов.
Часто задаваемые вопросы
В1: Как мне выбрать полировальную подушечку для своего процесса?
Начните с целевой - плоскостности, качества поверхности, скорости съема и допустимых дефектов -, затем сопоставьте твердость, конструкцию, рисунок канавок и материал. Прежде чем заморозить спецификацию, проверьте ее пробную версию.
В2: В чем разница между твердой и мягкой полировальной подушечкой?
Твердые подушечки сохраняют плоскостность и однородность, но могут вызывать появление краевых эффектов и царапин. Мягкие подушечки лучше прилегают к поверхности и защищают хрупкие детали, но удаляют материал медленнее.
В3: Для чего нужны канавки на полировальной подушечке?
Они распределяют свежий раствор, удаляют отработанный раствор и мусор, а также изменяют эффективное контактное давление. Рисунок и глубина напрямую влияют на скорость и однородность удаления.
В4: Как долго длится полировальная подушечка?
Это зависит от подушечки, рецепта кондиционирования и рабочей нагрузки. Отслеживайте скорость удаления и уровень дефектов, а не предполагайте фиксированное количество пластин.
В5: Почему моя полировальная подушечка покрывается глазурью?
Глазурование происходит, когда поры уплотняются и заполняются мусором, обычно из-за недостаточного кондиционирования или неправильного кондиционирующего диска. Восстановление восстанавливает производительность в определенных пределах; серьезное остекление требует замены.
В6: Может ли одна полировальная подушечка выполнять как притирку, так и полировку?
Это разные операции с разными требованиями. При притирке обычно используется более твердый и жесткий контакт для контроля плоскостности, тогда как при полировке используется более тонкий и часто более мягкий контакт для улучшения качества поверхности. Специальные расходные материалы дают лучшие результаты.
В7: Должна ли суспензия соответствовать полировальной подушечке?
Да. Химический состав суспензии, тип абразива и размер частиц влияют на материал колодки и пористость. Неподходящая комбинация может привести к вздутию, потемнению или плохому удалению.
Заключение
Полировальная подушечка определяет плоскостность, скорость съема и уровень дефектов так же точно, как и машина, которая ее вращает. Сначала зафиксируйте цель процесса, затем выберите твердость и конструкцию, затем рисунок канавок, затем материал - и проверьте всю комбинацию с данными кондиционирования и срока службы из вашей собственной линии.
Hisemi Technology (Beijing) Ltd. поставляет притирочные и полировальные станки, полировальные диски, алмазные суспензии и расходные материалы для притирки для полупроводниковой, оптической и точной техники, а также оказывает техническую поддержку при разработке процессов. Отправьте нам информацию о вашей заготовке и целевых показателях процесса, и наша команда порекомендует вам колодку и комплект расходных материалов.
