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반도체 소재 및 광학 유리는 CMP 폴리싱 머신을 통해 어떻게 표면 효과를 개선하는가
2025-10-22981

반도체 소재, 광학 유리, 정밀 세라믹 등 고급 제조 분야에서 공작물 표면의 평면도와 광택도는 제품 성능을 직접 결정합니다. 고정밀 가공에 특화된 장비인 CMP 폴리싱 머신은 정밀한 제어 능력과 안정적인 가공 효과를 가지고, 마이크론 단위의 크기 조절부터 나노 단위의 표면 최적화까지 기계적 작용과 화학적 작용의 상호 작용을 통해 좁은 공간에서 극도로 평평한 공작물 표면을 조각합니다.

1. 기계적 연마 및 화학적 작용

CMP 폴리싱 머신의 핵심 장점은 "기계적 연마를 주요 방식으로, 화학적 작용을 보조 방식으로" 하는 복합 가공 메커니즘에서 비롯되며, 두 단계의 상호 작용을 통해 표면 정밀도를 단계적으로 향상시킵니다.기계적 연마 단계에서 장비는 모터를 통해 폴리싱 플레이트를 고속 회전시키고, 폴리싱 플레이트 표면에 부착된 연마 입자는 클램핑 고정된 공작물 표면과 지속적인 마찰을 형성합니다. 가공 요구에 따라 조연마 시에는粗입도의 연마제를 선택하여 공작물 표면의 결함, 절삭 자국 등 돌출 구조를 신속하게 제거합니다;정연마 단계에서는 미세 입도의 연마제로 교체하여 이전 가공에서 남은 미세 스크래치를 점진적으로 제거하며, 후속 정밀 폴리싱을 위한 기반을 마련합니다. 이 과정에서 공작물은 일반적으로 받침대 내에서 행성 운동을 하며, 폴리싱 플레이트의 회전과 함께 복잡한 궤적을 형성하여 연마 균일성을 보장합니다.화학적 작용은 초고속 표면을 달성하기 위한 핵심 보충입니다. 폴리싱 과정에서 화학액 공급 시스템은 노즐을 통해 특정 성분이 포함된 폴리싱액을 가공 영역에 지속적으로 공급하며, 其中의 산, 알칼리 등 활성 물질은 공작물 표면과 온화하게 반응하여 기계적 연마로 발생한 산화막과 미세 파편을 용해시킵니다.이러한 "기계적 절삭-화학적 용해"의 교대 작용은 단순한 기계적 연마로 발생할 수 있는 표면 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 가공 효율을 크게 향상시켜, 최종적으로 공작물 표면을 거울급 광택도로 만듭니다.

2. 정밀 부품의 상호 작용 시스템

CMP 폴리싱 머신의 고정밀 성능은 각 핵심 부품의 정밀한 협력에 의존하며, 주로 다섯 가지 기능 모듈로 구성되어 안정적인 가공 시스템을 형성합니다:
  1. 폴리싱 플레이트: 가공 핵심 부품으로, 일반적으로 고강도 금속 재질로 제조되며, 가공 재료에 따라 샌드페이퍼, 폴리싱 천 등 다양한 소모품을 교체할 수 있습니다.
  2. 클램핑 장치: 진공 흡착 또는 기계식夹具 두 가지 주요 방식으로 공작물을 고정하여 가공 과정에서 공작물의位移 및 흔들림을 방지합니다. 사파이어 유리와 같은 얇고脆한 재료에 대해서는 유연한 클램핑 기구를 추가로 장착하여 압력 과다로 인한 공작물 파손을 방지합니다.
  3. 동력 및 가압 시스템: 모터는 폴리싱 플레이트에 속도 조절이 가능한 동력을 제공하며, 회전 속도 범위는 일반적으로 5-250rpm을 커버하여 다양한 재료 가공 요구에 적합합니다. 가압 시스템은 "실린더+압력 센서" 또는 추 조절 방식을 채택합니다.
  4. 화학액 공급 시스템: 저장 탱크, 펌프 및 노즐로 구성되어 폴리싱액 유량을 정밀하게 제어하여 가공 영역이 항상 최적의 화학 환경에 있도록 보장하며, 동시에 다공성 출수 설계를 통해 이물질이 공작물 표면을 긁는 것을 방지합니다.
  5. 제어 시스템: PLC를 핵심으로 하여 터치스크린 인간-기계 인터페이스를 결합하며, 다중 프로그램 편집 및 저장을 지원합니다.

3. 정밀도 측정의 핵심 기준

CMP 폴리싱 머신의 성능 우열은 주로 다음 네 가지 핵심 지표를 통해 판단됩니다:
  1. 표면 평면도: 공작물 표면과 이상적인 평면 간의 편차를 측정하며, 고정밀 가공의 핵심 요구사항입니다.
  2. 표면 거칠기: 표면 미세 요철 정도를 반영하며, 일반적으로 Ra 값으로 표시됩니다. 정밀한 연마제 선택 및 공정 최적화를 통해 CMP 폴리싱 머신은 공작물 표면 Ra 값을 0.08μm 이하로 낮출 수 있으며, 일부 정밀 기종은 나노 단위에 가까운 초고속 표면을 실현할 수도 있습니다.
  3. 가공 안정성: 다이싱 기구, 압력 보상 시스템 등의 설계를 통해 장기간 가공 정밀도를 보장합니다. 예를 들어 장비는 그라인딩 플레이트 평면도를 ±0.01mm로 수정할 수 있으며, 펌프의 정밀한 액 공급과 함께 배치 가공 합격률을 98.53% 이상으로 만듭니다.
  4. 적응 유연성: 가공 크기 범위 및 재료 호환성으로 표현됩니다. 주류 장비는 최대 1000mm 크기의 공작물을 처리할 수 있으며, 최소 가공 두께는 0.3mm에 불과하며, 실리콘 웨이퍼, 사파이어, 유리, 스테인리스 스틸 등 다양한 재료에 적응할 수 있습니다.
CMP 폴리싱 머신은 "기계적 연마를 주요 방식으로, 화학적 작용을 보조 방식으로" 하는 복합 가공 메커니즘과 폴리싱 플레이트, 클램핑 장치 등 다섯 가지 핵심 부품의 정밀한 협력을 의지합니다. 마이크론 단위의 크기 조절부터 나노 단위의 표면 최적화까지 실현할 수 있으며, 반도체 소재 등 고급 제조 분야에서 공작물 표면 평면도, 광택도 등 핵심 지표를 보장하는 데 뛰어난 성능을 발휘하며, 좋은 가공 안정성과 적응 유연성을 가지고 있습니다.
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