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1. Introducción
El diamante, conocido como el material más duro de la naturaleza, posee una conductividad térmica extremadamente alta, una excelente transparencia óptica (especialmente desde las longitudes de onda ultravioleta hasta el infrarrojo lejano-), buena estabilidad química y un coeficiente de fricción extremadamente bajo. En consecuencia, tiene un valor de aplicación irreemplazable en campos industriales y tecnológicos de alto-alto nivel. El diamante de un solo cristal o de película delgada- se usa ampliamente en herramientas de corte, sustratos de gestión térmica, ventanas ópticas, disipación de calor para dispositivos de alta-potencia, sensores cuánticos y equipos biomédicos.
Hemei Company tiene una profunda experiencia técnica en el procesamiento y pulido de materiales ultra-duros. Ha desarrollado un proceso sistemático de tratamiento de superficies y pulido de alta-precisión específicamente para materiales de diamante. Este proceso permite un control total-del proceso, desde el mecanizado en desbaste hasta el acabado superficial a nanoescala, lo que garantiza que los materiales de diamante cumplan con los requisitos para aplicaciones de "grado-de dispositivo" o "grado{6}}óptico".
2. Requisitos de solicitud
Los objetivos para el pulido y procesamiento de materiales diamantados incluyen:
Variación de espesor total (TTV) controlada dentro de ±1,5 micrómetros.
Rugosidad de la superficie (Ra) reducida a menos de 1 nanómetro.
Superficie libre de micro-fisuras y daños sub-superficiales, que cumplan con los requisitos de recubrimiento óptico o integración de dispositivos.
Mantener una buena integridad del cristal y la integridad de los bordes.
Para lograr estos objetivos, el proceso Hemei emplea una combinación de sistemas de unión especializados, lapeado de varios-pasos y pulido mecánico químico, lo que garantiza la precisión geométrica y la calidad de la superficie durante el procesamiento.
3. Especificaciones del sistema
El sistema de pulido modular de Hemei puede adaptarse de manera flexible a muestras de diamantes de diferentes tamaños y formas (incluidos monocristales, películas delgadas policristalinas y formas irregulares). El sistema central incluye:
HSM-UHP Series Ultra-Equipo de lapeado de materiales duros:
Se utiliza para dar forma inicial y controlar el espesor del diamante, y está equipado con un husillo de alta-rigidez y placas de lapeado específicas para diamante-.
Sistema de pulido mecánico químico (CMP) específico del diamante-serie HSM-DCMP:
Se utiliza para lograr un pulido de ultra-precisión de superficies de diamante, capaz de lograr una superficie plana a nanoescala y un bajo-control de daños.
Subsistemas clave:
Unidad de vinculación (DBU) específica del diamante-:
Proporciona una unión temporal de alta-resistencia y baja-tensión, adaptable a muestras de diamantes de diferentes espesores y formas.
D-Accesorios de pulido de alta-serie ASJ:
Diseñado específicamente para diamantes, lo que garantiza una sujeción estable y evita que los bordes se astillen.
Sistema de pulido con cabezal de accionamiento de alta velocidad-:
Permite la eliminación uniforme de material bajo alta velocidad de rotación y presión, mejorando la eficiencia del procesamiento.
4. Flujo de procesamiento
4.1 Montaje, fijación y lapeado
Vinculación:Utilice la unidad de unión Hemei para unir temporalmente la muestra de diamante a un sustrato de cerámica o vidrio. El sistema compensa automáticamente las diferencias de espesor para garantizar el paralelismo inicial.
Reprimición:Monte el conjunto adherido en el mandril de vacío del accesorio de pulido de la serie ASJ.
Lapeado: Coloque el dispositivo sobre la placa de lapeado del equipo HSM. El sistema opera a velocidades de hasta 120 rpm, mientras entrega una suspensión de micropartículas de diamante a través de un sistema de suministro de fluido de precisión. Esta etapa tiene como objetivo eliminar rápidamente el material y controlar el espesor y la planitud general.
4.2 Montaje, fijación y pulido
Traslado y Limpieza: Después del lapeado, limpie la muestra y retírela de la placa de soporte.
Pulido de precisión:
Opción A (superficie de grado óptico-):Utilice el sistema Hemei HSM-CMP. El diamante se fija directamente mediante un-cabezal de pulido diseñado a medida. El sistema admite el ajuste en tiempo real-de múltiples parámetros (presión, velocidad de rotación, composición del fluido de pulido, etc.) para lograr un pulido con bajo-daño y alta-planitud.
Opción B (producción en masa de alta-eficiencia): Cargue el diamante en un accesorio equipado con un soporte exclusivo para pulido a alta-velocidad. Adecuado para aplicaciones que requieren alta calidad de superficie pero no necesariamente niveles de grado óptico-.
5. Resultados
El uso del sistema de pulido Hemei para procesar materiales de diamante produce un estado de superficie de muy alta-calidad, listo para el posterior recubrimiento, unión o fabricación del dispositivo. El sistema logra una excelente integridad de la superficie al tiempo que garantiza una alta eficiencia.
Al optimizar los parámetros del proceso (como la presión, la velocidad de rotación y la composición del fluido de pulido), el proceso Hemei puede lograr una tasa de eliminación de material (MRR) estable de 0,8 a 2 μm/h para el diamante, logrando un equilibrio óptimo entre la eficiencia del procesamiento y la calidad de la superficie.
Los siguientes datos se basan en los resultados medidos en un lote de 8 piezas de diamante monocristalino de 10 x 10 mm² procesado en el sistema HSM-DCMP:
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Parámetro |
Después del lapeado (inicial) |
Después del pulido (final) |
Especificación de destino |
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Rugosidad de la superficie (Ra) |
~150 nanómetro |
<1 nm |
Ra < 2 nm |
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Variación de espesor total (TTV) |
- |
< ±1.2 μm |
TTV < ±2 µm |
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Tasa de eliminación de material (MRR) |
- |
0.8-2 μm/h |
- |
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Integridad del borde |
- |
Sin astillas ni roturas de bordes |
Pasa la inspección visual y microscópica. |
Los resultados de los parámetros anteriores provienen únicamente del laboratorio Hemei Semiconductor (Suzhou).
Resultados típicos del procesamiento de diamantes
Tipo de muestra: Un solo-cristal/diamante policristalino (tamaño personalizable)
Tasa de eliminación de material (MRR): 0.8-2 μm/h
Valor Ra final: <1 nm
Planitud (TTV): < ±1,2 µm
Condición del borde: Intacto, sin daños
Los resultados de los parámetros anteriores provienen únicamente del laboratorio Hemei Semiconductor (Suzhou).
Resumen:
La solución de pulido proporcionada por Hemei Company para materiales de diamante integra equipos de alta-rigidez, accesorios especializados y optimización de procesos. Puede lograr de manera estable y reproducible un acabado superficial a nanoescala y una precisión geométrica a nivel de micras-, lo que respalda firmemente la aplicación industrial del diamante en óptica de alta-extremidad, dispositivos de energía, tecnología cuántica y otros campos.
Si es necesario agregar modelos de equipos específicos, comparar parámetros de proceso o diferencias de procesamiento para varios tipos de diamantes, puedo continuar complementando.
