合肥南京向日葵视频免费精密加工帶你走進:超精密拋光技術,精密（mì）測量不簡單

很早以前看過這樣（yàng）一個報（bào）道：德國、日本等國家的科（kē）學家耗時5年時間，花了近千萬元打造了一個高純度的矽-28材料製成的（de）圓球，這個1kg純矽球要求超精密加工研磨拋光（guāng）、精密測量（球麵度、粗糙度和質（zhì）量），可謂是世界上最圓的球了。我們（men）通過短片了解一下。

下麵我們來介紹一下超精密（mì）拋光工藝。

01

研磨與拋光的區別

研磨：利用塗敷或壓嵌（qiàn）在研具上的磨料顆粒，通過研具與工件在一定壓力下的相對運動對加工表麵進行的精（jīng）整加工。研磨可用於加工各種金屬和非金屬材（cái）料，加工的表麵形狀有平（píng）麵，內、外圓柱麵和圓錐麵，凸（tū）、凹（āo）球（qiú）麵，螺紋，齒麵及（jí）其他型麵。加工精度可達IT5～IT1，表麵粗糙度可達Ra0.63～0.01μm。

拋光：利用機械、化學或電化學的作用，使工件表麵粗糙度降低，以獲得光亮、平整表麵（miàn）的加工（gōng）方法。

兩者的主要區別在於：拋光達到的表麵光潔度要比研磨更高，並且可以采用化學或者電化學的（de）方法，而研磨基本隻采用機械的（de）方法，所使用的（de）磨料粒度要比拋（pāo）光用的更（gèng）粗，即（jí）粒度大。

02

超精密拋光技術

超精（jīng）密拋光是（shì）現代電子工業的靈魂

超精密拋光（guāng）技術在現（xiàn）代電（diàn）子工業中（zhōng）所要完成的使命，不僅僅是平坦化不同的材料，更要平坦化多層（céng）材料，使得幾毫米（mǐ）見方的矽片通過這種“全局平坦化”形成上萬至百萬晶體（tǐ）管組（zǔ）成的超大規模集成電路。例（lì）如人類發明的計算機從幾十噸變身為現在的幾百克，沒有超精密拋光是無法實現的。

以晶片製造為例，拋光是整個工藝（yì）的最後一（yī）環，目的（de）是改（gǎi）善晶片加工前一道工藝所（suǒ）留下的微小缺陷以獲得最佳的平行（háng）度。今天的光電子信（xìn）息產業水平，對作為（wéi）光電子（zǐ）基片（piàn）材料的藍寶石、單晶矽等材料的平行度（dù）要求越來越精密（mì），已經達到了納米級。這就意味（wèi）著（zhe），拋光工藝也已隨之進入納米級的超精密程度（dù）。

超精（jīng）密拋光工藝在現代製造業中有多重要，其應用的（de）領域能夠直接說明問題，包（bāo）括集成電路製造、醫療器械、汽車配件、數碼配件、精密模具以及航空航天。

頂級（jí）的拋光工藝隻有美、日等少數國家掌握

拋光機的核心器（qì）件是“磨盤”。超精密拋光對拋光機（jī）中（zhōng）磨盤的材料構成和技術要求近乎苛刻，這種由特殊材（cái）料合成的鋼盤，不僅要滿足自（zì）動化操作的納米級精密（mì）度，更要（yào）具備精確的熱膨脹係數（shù）。

當拋光機處在高速運轉狀態時，如果熱膨脹作用導致磨盤（pán）的熱變形，基片的平麵度和平行度（dù）就無法保證。而這種（zhǒng）不能被允許發生的熱（rè）變形誤（wù）差不是幾毫米或幾微米，而是幾納米。

目前，美國（guó）日（rì）本等國際頂級的拋光工藝已經可以滿足60英寸基片原材料的精密（mì）拋光要求（屬超大尺寸），他們據（jù）此（cǐ）掌控（kòng）著超精（jīng）密拋光工藝的核心技（jì）術（shù），牢牢把握了全球市場的主動權。而事（shì）實上，把握住這（zhè）項技術，也就在很大程度上掌控了電子製造業的發展。

麵對如此嚴密的技術封（fēng）鎖，在超（chāo）精（jīng）密拋光領域，我（wǒ）國幾乎目前隻能進行自研。

中國的（de）超精密拋光技術水平在哪個層次？

其實在超精密拋光領域內，中國並非毫無建樹。

2011年，中科院國家納米科學中心（xīn）研究院王奇博士團隊研發的“二氧化鈰微（wēi）球粒度標準物質及其製（zhì）備技術”獲得中國石油和化學工業聯合會技術發明一（yī）等獎，相關（guān）納米級粒度標準物質獲得國家（jiā）計量器具許可和國家一級標準物（wù）質證書。二氧化鈰（shì）新材料（liào）的超精密拋（pāo）光生產試驗效果（guǒ）一舉趕超了國外傳（chuán）統（tǒng）材料，填補了該領（lǐng）域空白。

但是王（wáng）奇博士說：“這並不意味（wèi）著我們已經（jīng）攀登到了這一領域的（de）頂峰，對於整體工藝來說，隻有拋（pāo）光（guāng）液而沒有超精密拋光機（jī），我們最多還隻是賣材料的。”

2019年，浙江工業（yè）大學袁巨龍教授研究團隊（duì）創立了半固著磨（mó）粒化學機械加（jiā）工技術（shù），研製的係列拋光機（jī）已在宇環數控機（jī）床股份（fèn）有限公司批量生產（chǎn）千餘台，被（bèi）蘋果公司確（què）定為iphoness4和（hé）ipads3玻（bō）璃麵板以及鋁合金背板拋光的全球唯一的精密（mì）拋光設備（bèi），1700多台拋光機（jī）用於蘋果公司iphoness、ipads 玻璃平板的大批量生產。

機械加（jiā）工的魅（mèi）力就在於此，為了追求市場份額和利潤，別人有的你要想盡辦法去趕（gǎn）超，而技術的領頭羊也（yě）一直會改（gǎi）進提高，做到更精，不斷地（dì）角逐與追趕，促進了人類技術的大發展。