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Cómo los materiales semiconductores y el vidrio óptico mejoran los efectos superficiales a través de la máquina de pulido CMP
2025-10-22993

En campos de fabricación de alta gama como materiales semiconductores, vidrio óptico y cerámica de precisión, la planitud y la rugosidad superficial de la pieza de trabajo determinan directamente el rendimiento del producto. La máquina de pulido CMP, como equipo especializado en procesamiento de alta precisión, cuenta con capacidad de control preciso y efecto de procesamiento estable. Desde la regulación de tamaño a nivel micrónico hasta la optimización superficial a nivel nanométrico, esculpe una superficie de pieza de trabajo extremadamente plana en un pequeño espacio a través de la sinergia de efectos mecánicos y químicos.

1. Molienda mecánica y acción química

La ventaja central de la máquina de pulido CMP deriva del mecanismo de procesamiento compuesto de "molienda mecánica como método principal y acción química como auxiliar", que logra una mejora escalonada de la precisión superficial a través de la sinergia de dos pasos.En la etapa de molienda mecánica, el equipo impulsa el plato de pulido a rotar a alta velocidad mediante un motor. Las partículas abrasivas adheridas a la superficie del plato de pulido forman fricción continua con la superficie de la pieza de trabajo sujeta y fijada. Según las necesidades de procesamiento, en la molienda gruesa se eligen abrasivos de grano grueso para eliminar rápidamente las estructuras sobresalientes como defectos y huellas de corte en la superficie de la pieza de trabajo;En la etapa de molienda fina, se reemplazan los abrasivos de grano fino para eliminar gradualmente los rasguños microscópicos dejados por el procesamiento anterior, sentando las bases para el pulido fino posterior. Durante este proceso, la pieza de trabajo generalmente realiza un movimiento planetario en el soporte, formando una trayectoria compleja junto con la rotación del plato de pulido para garantizar la uniformidad de la molienda.La acción química es un complemento clave para lograr una superficie ultrasuave. Durante el pulido, el sistema de suministro de líquido químico envía continuamente líquido de pulido que contiene componentes específicos al área de procesamiento a través de boquillas. Las sustancias activas como ácidos y álcalis en él reaccionan suavemente con la superficie de la pieza de trabajo, disolviendo la capa de óxido y los fragmentos pequeños generados por la molienda mecánica.Este efecto alternativo de "corte mecánico - disolución química" no solo puede evitar daños superficiales que podrían ser causados por la molienda mecánica pura, sino también mejorar significativamente la eficiencia de procesamiento, haciendo que la superficie de la pieza de trabajo alcance finalmente una rugosidad de nivel espejo.

2. Sistema de operación coordinada de componentes de precisión

El rendimiento de alta precisión de la máquina de pulido CMP depende de la coordinación precisa de varios componentes esenciales, y se compone principalmente de cinco módulos funcionales para formar un sistema de procesamiento estable:
  1. Plato de pulido: Como componente esencial del procesamiento, generalmente está fabricado con materiales metálicos de alta resistencia. Se pueden reemplazar diferentes materiales de consumo como papel de lija y paño de pulido según el material a procesar.
  2. Dispositivo de sujeción: Utiliza dos métodos principales, 吸附 por vacío o abrazadera mecánica, para fijar la pieza de trabajo, garantizando que no haya desplazamiento ni vibración de la pieza durante el procesamiento. Para materiales delgados y frágiles como el vidrio de zafiro, también se equipa con un mecanismo de sujeción flexible para evitar la rotura de la pieza debido a presión excesiva.
  3. Sistema de potencia y presión: El motor proporciona potencia con velocidad ajustable al plato de pulido, con un rango de velocidad que generalmente cubre 5-250rpm para adaptarse a las necesidades de procesamiento de diferentes materiales. El sistema de presión adopta el método de regulación "cilindro + sensor de presión" o peso.
  4. Sistema de suministro de líquido químico: Compuesto por un tanque de almacenamiento, una bomba y una boquilla, puede controlar con precisión el flujo de líquido de pulido para garantizar que el área de procesamiento siempre esté en el entorno químico óptimo. Al mismo tiempo, el diseño de salida de agua porosa evita que las impurezas rayen la superficie de la pieza de trabajo.
  5. Sistema de control: Con PLC como núcleo y una interfaz hombre-máquina de pantalla táctil, admite la edición y almacenamiento de múltiples programas.

3. Criterios centrales para medir la precisión

El rendimiento de la máquina de pulido CMP se evalúa principalmente a través de los siguientes cuatro indicadores clave:
  1. Planitud superficial: Mide el desvío entre la superficie de la pieza de trabajo y el plano ideal, que es el requisito central del procesamiento de alta precisión.
  2. Rugosidad superficial: Refleja el grado de ondulación microscópica de la superficie, generalmente expresado por el valor Ra. A través de la selección precisa de abrasivos y la optimización del proceso, la máquina de pulido CMP puede reducir el valor Ra de la superficie de la pieza de trabajo a menos de 0.08μm, y algunos modelos de precisión incluso pueden lograr una superficie ultrasuave cercana al nivel nanométrico.
  3. Estabilidad de procesamiento: La precisión de procesamiento a largo plazo se garantiza mediante diseños como un mecanismo de afilado de cuchillo y un sistema de compensación de presión. Por ejemplo, el equipo puede ajustar la planitud del plato de molienda a ±0.01mm, y junto con el suministro preciso de líquido de la bomba, la tasa de calidad del procesamiento por lotes puede alcanzar más del 98.53%.
  4. Flexibilidad de adaptación: Expresada como rango de tamaño de procesamiento y compatibilidad de materiales. El equipo principal puede procesar piezas de trabajo con un tamaño máximo de 1000mm y un grosor de procesamiento mínimo de solo 0.3mm, y puede adaptarse a varios materiales como placas de silicio, zafiro, vidrio y acero inoxidable.
La máquina de pulido CMP se apoya en el mecanismo de procesamiento compuesto de "molienda mecánica como método principal y acción química como auxiliar" y la coordinación precisa de cinco componentes esenciales como el plato de pulido y el dispositivo de sujeción. Puede realizar optimización superficial desde la regulación de tamaño a nivel micrónico hasta el nivel nanométrico. Rendimiento excelentemente en garantizar indicadores clave como la planitud y la rugosidad superficial de la pieza de trabajo en campos de fabricación de alta gama como materiales semiconductores, y cuenta con buena estabilidad de procesamiento y flexibilidad de adaptación.
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