目前日期文章:201402 (26)

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化學機械平坦化 (英語Chemical-Mechanical Planarization, CMP),又稱化學機械研磨Chemical-Mechanical Polishing),是半導體器件製造工藝中的一種技術,使用化學腐蝕及機械力對加工過程中的矽晶圓或其它襯底材料進行平坦化處理。

 

CMP技術早期主要應用於光學鏡片拋光晶圓的拋光。

20世紀70年代,多層金屬化技術被引入到集成電路製造工藝中,此技術使晶片的垂直空間得到有效的利用,並提高了器件的集成度。但這項技術使得矽片表面不平整度加劇,由此引發的一系列問題(如引起光刻膠厚度不均進而導致光刻受限)嚴重影響了大規模集成電路(LSI)的發展。針對這一問題,業界先後開發了多種平坦化技術,主要有反刻玻璃迴流旋塗膜層等,但效果並不理想。80年代末,IBM公司將CMP技術進行了發展使之應用於矽片的平坦化,其在表面平坦化上的效果較傳統的平坦化技術有了極大的改善,從而使之成為了大規模集成電路製造中有關鍵地位的平坦化技術。

 

化學機械平坦化是表面全局平坦化技術中的一種,既可以認為是化學增強型機械拋光也可以認為是機械增強型濕法化學刻蝕。該工藝使用具有研磨性和腐蝕性的磨料,並配合使用拋光墊支撐環。拋光墊的尺寸通常比矽片要大。拋光墊和矽片被一個可活動的拋光頭壓在一起,而塑料的支撐環則用於保持矽片的位置。矽片和拋光墊同時轉動(通常是以相反的方向轉),但是它們的中心並不重合。在這個過程中矽片表面的材料和不規則結構都被除去,從而達到平坦化的目的。平面化後的矽片表面使得干法刻蝕中的圖樣的成型更加容易。平滑的矽片表面還使得使用更小的金屬圖樣成為可能,從而能夠提高集成度。


化學機械平坦化是在機械拋光的基礎上根據所要拋光的表面加入相應的化學添加劑從而達到增強拋光和選擇性拋光的效果。

氧化矽拋光

氧化矽拋光主要被應用於平坦化金屬層間澱積層間介質(ILD),其基本機理是Cook理論。磨料中的水和氧化矽發生表面水合作用,從而使氧化矽的硬度、機械強度等有效降低,在機械力的作用下將氧化矽去除。氧化矽的去除速率主要由Preston方程表達。

 

金屬拋光

金屬拋光與氧化矽拋光機理有一定的區別,採用氧化的方法使金屬氧化物在機械研磨中被去除。

 

研磨液

磨料是平坦化工藝中研磨材料和化學添加劑的混合物,研磨材料主要是石英二氧化鋁氧化鈰,其中的化學添加劑則要根據實際情況加以選擇,這些化學添加劑和要被除去的材料進行反應,弱化其和分子聯結,這樣使得機械拋光更加容易。在應用中的通常有氧化物磨料、金屬磨料、金屬磨料以及一些特殊應用磨料。台灣主要的廠商有長興科技公司。

 

拋光墊

拋光墊通常使用聚亞胺脂(Polyurethane)材料製造,利用這種多孔性材料類似海綿的機械特性和多孔特性,表面有特殊之溝槽,提高拋光的均勻性,墊上有時開有可視窗,便於線上檢測。通常拋光墊為需要定時整修和更換之耗材,一個拋光墊雖不與晶圓直接接觸. 

 

CMP設備與晶圓生產中的拋光設備有相似之處(見上圖),但集成電路矽片中很多材料的加入以及金屬層的增加使得CMP設備不能如同拋光設備那樣簡單,而需要加入特別的過程獲得平坦化的效果。這主要體現在對拋光厚度、拋光速率的檢測上,被稱作終點檢測,通常有電機電流終點檢測、光學終點檢測。


在拋光工藝過程中,磨料和被拋光對象都會造成矽片的沾污,清洗的主要目的就是為了清除這些沾污物質,使矽片的質量不致受到影響。所採用到的清洗設備有毛刷洗擦設備、酸性噴淋清洗設備、兆聲波清洗設備、旋轉清洗乾燥設備等。清洗步驟主要有氧化矽清洗、淺溝槽隔離清洗、多晶矽清洗、鎢清洗、銅清洗等。


化學機械拋光主要用於以下幾個方面

  • 深槽填充的平面化
  • 接觸孔和過孔中的金屬接頭的平面化
  • 生產中間步驟中氧化層和金屬間電介層的平面化

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EMAG ECM GmbH (ECM / PECM / uECM) 精微電化學加工技術在未來各種細微加工應用中佔有極大的優勢。該技術之優點係在於其加工能力與材料硬度無關,且能加工出微細及形狀複雜之表面結構,經由該製程加工後之產品表面具有粗糙度佳、無殘留應力及無裂縫產生, 無毛邊刺等優良特性,常應用於航太、光電半導體、醫療器材、綠色能源、模具等產業上,本次研討會中特別邀請國內外知名學者及專家,介紹於精微電化學領域內之各種加工技術,可應用於燃料電池雙極板、生物晶片、微流體動壓軸承、微噴嘴、次世次流體分配閥元件、模具等產品加工上,機會難得,精彩可期。 EMAG ECM GmbH為精密電化學切削的工程公司,其領先的技術,已在精密電化學切削領域達到量產化的水準。供顧客PECM精密電化學切削生產技術和客制化的製程設備。

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形狀複雜的工件往往包含可達性很差的加工位置。後棱、凹腔、內腔交叉孔的相慣線等對機械加工來說並不是什麼大不了的事情,然而當涉及到給這些可達性差的位置去毛刺時卻會讓許多人束手無策,因為要在不影響材料特性的情況下完成精密去毛刺不是輕而易舉的事情。採用傳統去毛刺法,如機械法、高溫法、或高壓水清洗法等,很難達到預想的高效性、經濟性或均一性。在大中批量的生產中,由於內腔存在的毛刺會嚴重影響工件性能,所以去毛刺質量成了人人關注的焦點。與此同時,在去毛刺實踐中還存在著一個技術問題,就是所謂的二級去毛刺:也就是說,在用普通機加方式去毛刺時會形成後續毛刺或形成倒毛現象,即毛刺游離,從而出現事先未定義的加工狀態。

 

借助電解法實現無接觸去毛刺–金屬電解加工
採用電解加工法(ECM)不僅可以精密去毛刺或使工件表面圓滑,而且非常經濟有效。由於夾具可同時夾緊幾個工件並列加工,所以節拍時間可根據產能需求設計,最短節拍時間可低於10秒鐘/每件。採用電解去毛刺的優點是刀具磨損小,去毛刺精密,工件和刀具無接觸,加工經濟有效。採用電解法對高壓共軌技術的泵體進行去毛刺加工對高壓共軌技術的泵體去毛刺是複雜零件去毛刺的一個實例。初一看會覺得泵體的機械加工和去毛刺都是當今常見的技術,不值得一提。然而深究其里便可以發現掌控整個生產工藝是實現經濟有效生產的關鍵。埃馬克集團能提供從切削加工、工件自動輸送、到去毛刺的整個工藝鏈。去毛刺雖然只是小事一樁,但如果事先考慮不周的話,會瞬間成為大事,去毛刺的意義由此可見一斑。為了避免這種現象,必須在在製定工藝或加工流程之初就確定切削方向,只有這樣,才能經濟有效地達到精密去毛刺的目的。和傳統去毛刺工藝(機械法或高壓水清洗法)相比,電解去毛刺工藝的加工成本可大大降低,而且由於模塊化結構的設備可後續拓展,所以節拍時間也可根據產量要求在生產起動或生產階段匹配。

 

 

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根據機械零件加工方式的不同,毛刺可以分為鍛造毛刺、鑄造毛刺、電氣焊毛刺、沖壓毛刺、切削加工毛刺、塑料成型毛刺等等。毛刺的存在不僅影響產品的外觀的質量,更導致產品內在質量的降低。危害整個機械系統的可靠性、穩定性。

      在美、日、德有專門的研究機構,對毛刺產生的機理,去毛刺的工藝和檢測方法等進行大量研究工作,世界毛刺技術委員會(WBTC)成立於1994年,現已經成為全世界表面精飾和毛刺技術的領導中心。

去毛刺作業使零件的製造成本增加10%,美國每年花20億美元用來清除零件毛刺,但獲得的收益遠遠高出好多,東西方的觀念就在於此。國內一般企業不重視這個問題,為什麼都說國外的東西精緻,價格高,質量好。我們必須要改變一些觀念了。

 

去毛刺的方法:

1. 手工去毛刺

2. 純化學去毛刺

3. 電解去毛刺

4. 超聲波去毛刺

5. 高壓水噴射去毛刺

6. 熱爆炸去毛刺

7. 冷凍修邊去毛刺

8. 磁力去毛刺機

9. 去毛刺機械手

10. 噴砂噴丸

11. 震動滾磨

 

純化學去毛刺是在一定化學介質中通過化學反應使金屬表面光亮,平整的一種工藝。

許多複雜殼體零件內有一,二百個交叉孔,台肩孔,盲孔等,要求去除各交叉孔的毛刺都是十分困難的,往往要採用很多種方法都很難解決。化學去毛刺工藝採用浸泡工藝來去除毛刺,不管你工件的內孔有多少,有多小,只要是藥水能進入的地方毛刺都可以去除。

 

傳統的化學去毛刺

1. 硝酸體系。化學去毛刺液效果好,鋼材表面光潔度高,原料便宜,但是產生的黃煙,嚴重污染環境和危害人體健康,去毛刺時間在1-3分鐘。

2. 縮合磷酸體系。把磷酸加熱到150度脫水而得,工作溫度要維持在180到250度,操作麻煩,耗能。去毛刺時間在5到10分鐘。

 

已經淘汰的傳統化學去毛刺的缺點

1、化學去毛刺的質量不如電解去毛刺。

2、化學去毛刺所用溶液的調整和再生比較困難,在應用上受到限制。

3、化學去毛刺操作過程中,硝酸散發出大量黃棕色有害氣體,對環境污染非常嚴重。

 

純化學去毛刺的基本組成包括,腐蝕劑,氧化劑,添加劑和水。腐蝕劑的主要成分,與金屬機體反應,氧化劑和添加劑可抑制腐蝕過程,使去毛刺過程或得最高的光潔度。水調節溶液濃度,便於反應物的擴散。

 

現代的化學去毛刺

1.雙氧水體系。用雙氧水取代硝酸作為氧化劑,它不產生有害氣體,是一種無害的去毛刺工藝。去毛刺時間在3分鐘左右

 

硝酸體系的去毛刺配方:

                                   範圍 最佳值

磷酸(密度=1.70) 50%-54% 52%

硫酸(密度=1.84) 31%-34% 32%

硝酸(密度=1.40) 7%-9% 8%

水 6%-10% 8%

溫度 100-110 110

時間 1-3分鐘 1.5分鐘

 

縮合磷酸體系:

縮合磷酸(P2O3-72%-75%) 90%-100%

硫酸(98%) 0-10%

溫度 80*-250*

時間 >10分鐘

縮合磷酸是在150度脫水製得,這個工藝適合高碳鋼。

 

不銹鋼則可在下列溶液中進行化學去毛刺:

配方(1)

硫酸(H2SO4)(d=1.84) 227mL 水 660mL

鹽酸(HC1)(d=1.19) 67mL 溫度50℃~80℃

硝酸(HN03)(d=1.40) 40mL 時間3min~20min

拋光時要抖動零件,避免氣泡在表面停滯。加入甘油,可以改善拋光質量。

 

配方(2)

鹽酸(HC1) 66g/L~77g/L 檸檬酸飽和溶液60mL/L  

硝酸(HN03) 180g/L~200g/L 磷酸氫二鈉飽和溶液60mL/L

氫氟酸(HF) 70g/L~90g/L 溫度50℃~60℃

硝酸鐵(Fe(N03)3) 18g/L~25g/L 時間0.5min~5min

冰醋酸(CH3COOH) 20g/L~25g/L

 

橡膠、塑料製品、鋅鎂鋁合金等製品飛邊(或毛刺)的厚度比製品的厚度要薄很多,所以飛邊(或毛刺)的脆化速度要比製品的脆化速度快,在飛邊(或毛刺)脆化而製品沒有脆化這一時間段裡,冷凍去毛刺(修邊)機通過拋射彈丸來擊打製品,從而去除處於脆化的飛邊(或毛刺)。

 

傳統的去毛刺液的組成(質量分數)為70%磷酸+12%草酸+18%水,去毛刺時控制溶液溫度在45~60、時間為10~45 min即可。

 

運用體視顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X-ray衍射儀和維氏硬度計等手段考察了此化學去毛刺技術處理有色金屬制精密零件的效果, 認為此化學去毛刺技術可以達到精度要求、技術要求和質量要求,不改變零件的性能,且具有一定的光亮作用。

 

電化學去毛刺

利用電解作用去除金屬零件毛刺的一種電解加工方法,英文簡稱ECD。將工具陰極(一般用黃銅)固定放置在工件有毛刺的部位附近,兩者相距一定的間隙(一般為0.3~1毫米)。工具陰極的導電部分對準毛刺棱邊,其他表面用絕緣層覆蓋起來,使電解作用集中在毛刺部分。加工時工具陰極接直流電源負極,工件接直流電源正極。壓力為0.1~0.3兆帕的低壓電解液(一般用硝酸鈉或氯酸鈉水溶液)流過工件。

 

對於表面較粗糙的不銹鋼板要達到裝飾效果,必須載滾輪架上用砂帶拋光機拋光,首先用120#砂帶,拋到表面顏色一至時,換240#砂帶,拋到表面顏色一至時,再換800#砂帶,拋到表面顏色一至時,再換1200#砂帶,就拋到裝飾不銹鋼板的效果了。

 

化學去毛刺機理:

金屬表面獲得光亮度可分為宏觀整平和微觀整平兩個過程,前者指表面粗糙度>1um的表面整平,後者指表面粗糙度

 

金屬表面在去毛刺液中氧化劑的作用下形成一層鈍化膜,該鈍化膜在毛刺處的化學活性較大,而凹陷處更穩定,結果毛刺處的鈍化膜溶解破壞程度比凹陷處大,最終獲得穩定,緻密的鈍化層。達到微觀整平,光亮的效果。

 

利用含70%磷酸和12%草酸的水溶液,先經17 ℃、10 min保溫處理,再經45~60 ℃保溫10~45 min,可以高效去除不銹鋼精密零件表面的毛刺,處理後零件精度和質量合格,且性能不受影響;所用處理方法設備簡單,且對零件表面產生一定的光亮作用。

 

毛刺的控制和去除 

根據毛刺產生的機理,採取以下措施防止切屑與刀具發生黏結或變形強化,即可能避免毛刺的產生。 

①提高刀具前刀面的光潔度; 

②增大刀具的前角; 

③減少切削厚度; 

④對工件適當熱處理,減少塑性變形; 

⑤採用抗黏結性能好的切削液; 

⑥根據零件的塑性,適當調整切削速度。實際工作中,選擇適當的去毛刺方法,會提高產品質量,降低成本。否則不但影響生產效率和產品質量,還會增加產品成本。具體地說,有些產品較粗糙,只要用普通刷子或銼刀、砂紙打磨一下即可。有些產品要求較高,由於毛刺較牢固,不經過切削加工是很難脫落的。而高精產品,特別是安全性要求特別高和價值極高的產品,如用於飛機、衛星等的產品就要求徹底清除毛刺,即使非常牢固的毛刺也要經過切削加工清除,毛刺脫落會造成不可估量的損失。 

(3)毛刺的檢測方法及選擇的原則目前還沒有統一標準來對毛刺和棱邊進行評價,設計時也很少標明對毛刺和棱邊的具體要求。

 

化學去毛刺處理後,電鍍效果更佳,表面光滑,光亮,鍍層緊密。

易彎曲。易損的工件不受到機械負荷,因為用的是浸泡工藝。有專用掛具,加工不受其結構和大小的限制。

 

問答:

Q:我們的產品是不銹鋼管件,管徑一般在Φ50-Φ130,管件壁厚1.2—2.0mm,長度100—1000mm之間的都有;其中一道工序是鋸切,鋸切之後產生毛刺,現在我們大都採用機械方法去毛刺,不知道你這種化學方法是否適用?另外,這幾種強酸的配比,腐蝕性很強,堪比王水,處理後對管件的物理性能、機械性能是否有影響?比如金相結構、抗拉強度等是否會產生變化?還有,需要什麼樣的設備,對環境的要求,廢液處理等方面,能否簡單介紹一下?

A:不銹鋼最好用電化學去毛刺,但成本比較高。或者物理滾磨,振動方法。用純化學的傳統方法,經濟但污染性強。用不銹鋼專用拋光砂輪就可以解決毛刺和變色的問題,用硬鋁的銼刀效果很不錯。

 

Q: 對精孔和表面光潔度會不會有影響啊?

A: 對精孔沒有影響,表面粗糙度都可以控製到0.1U。去毛刺是在公差範圍內進行。

 

Q: 我是加工齒輪的,切削後都有毛刺,現有的只有人工去毛刺,但是去除的不干淨,老遭客戶投訴,如何解決?

A: 對於齒輪用電解化學比較好,但是前期投入費用高,它不用考慮毛刺大小,主要是消耗電能,用純化學去毛刺建議在熱處理過後使用,因為它消耗藥劑,毛刺小節約成本。

 

Q:低碳合金件能用化學方法去毛刺嗎?

A:中、低碳合金件,處理後表面光亮,效果很好,是非常合適的。

 

Q:我們是做閥塊的,目前的去毛刺工藝是用熱能去毛刺,目前的情況是鐵件還行,但鋁件不理想,調高參數後產品容易變形,但在交叉部位還是能夠看到有不規則的毛刺,目前也是比較頭痛的一個問題,我不知道你們可不可以幫我們做幾個樣件,另外有一個問題主要是我們的產品有幾個比較關鍵的尺寸,如孔徑D3H7,還有粗糙度Ra0.4,不知道這些經過你說的雙氧水工藝去毛刺有沒有影響?

A:對壓鑄,澆注材質的鋁,鐵,都不能用這個工藝,原因是這樣的產品,密度不高,處理了會提高粗糙度。如果是精加工產品,除鋁產品粗糙度會提高,其他材質都很好提高光潔度。

熱能去毛刺,有的材質不會很黑嗎,效率也不怎麼高啊。這個工藝變形是客觀存在,避免不了的。

 

Q:噴砂,瞭解多不,求教幾個問題?

A:噴砂的好處:

1.可以噴掉鋼板上的鐵鏽和其他污染物。

2.如果噴砂完成後要噴油漆,可以增加油漆的附著力。

3.噴砂使工件的表面獲得一定的清潔度和不同的粗糙度,使工件表面的機械性能得到改善,因此提高了工件的抗疲勞性,增加了它和塗層之間的附著力,延長了塗膜的耐久性,也有利於塗料的流平和裝飾。

4.讓外觀更加漂亮。

5.讓產品更加有特色和時尚。

6.可以遮醜。

7.還有很多,就是技術的問題。

 

噴砂工藝與其它清理工藝(如酸洗,工具清理)相比有以下特點:

1.噴砂處理是最徹底、最通用、最迅速、效率最高的清理方法。

2.噴砂處理可以在不同粗糙度之間任意選擇,而其它工藝是沒辦法實現這一點的。手工打磨可以打出毛面但速度太慢,化學溶劑清理則清理表面過於光滑不利於塗層粘接。

 

 

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作為不銹鋼的化學拋光液,要求對被拋光材料有均勻的化學溶解,同時溶出的金屬離子同拋光液反應能形成可溶於水的黏性液,這是化學拋光的必備條件。不銹鋼的電拋光液較早已被發現,但在不通電的情況下它不能均勻化學溶解不銹鋼,因而無法用它來進行化學拋光。

 

   由於不銹鋼具有優良的耐蝕性,普通碳鋼的化學拋光液對它也不起拋光作用,這是因為把硫酸鹽、硝酸鹽和其他氧化劑加到一定濃度的硫酸中,它會使不銹鋼鈍化,而無法溶解它。硝酸是一種強氧化性的酸,也會使不銹鋼鈍化。但是,當溫度由常溫逐漸升高至80℃前後,反應變得劇烈而出現溶解作用,但這種溶解是不均勻的溶解,只能得到粗糙的不銹鋼表面,得不到光亮的拋光錶面。同時這樣的溶解也容易產生點腐蝕,在表面上形成不溶性鹽。
   不銹鋼較易受到鹵化物的侵蝕。在三氧化鐵中最容易被腐蝕,同時在氯化錳中在高溫下會形成不溶性鹽膜。這樣說來,不銹鋼對於強酸而言,隨著酸的種類、液溫的不同會出現鈍化、點蝕和溶解等不同的現象。因此,用單一酸做不銹鋼的化學拋光液時,往往得不到良好的拋光效果,通常要用幾種酸的混合物才有效。例如腐蝕性最強的王水:
 
   硝酸HNO    l份
   鹽酸HCl     3份
   水         1份
   液溫       常溫
   當它用作不銹鋼的酸洗液時,由於大量反應熱放出,液溫會上升,結果反應速度加快,液溫會越來越高,甚至發生自然分解。因此,只有及時抑制反應熱的生成或控制好液溫,不銹鋼的酸洗才能獲得良好的效果。但直接用王水做化學拋光液的效果仍然是不好的,人們於是用王水作為基礎進行改良,從而衍生出一系列的化學拋光液。
 
   呂戊辰提出的一種不銹鋼化學拋光液的配方為:
   硝酸   65%   抑製劑   0.5%
   鹽酸   20%   溫度     50 ℃
   硫酸   10%
   
這種溶液可在短時間內除去不銹鋼的表面膜,然後在15%硝酸和1%氫氟酸的混酸溶液中浸漬,可以獲得銀白色美麗的外觀。若把上述溶液適當改造,則可獲得黑色光澤的不銹鋼,其配方如下:
   硝酸   1份   硫酸    0.5%
   鹽酸   4份   抑製劑   5mL
   水     1份   溫度     60 ℃~80℃
   
在此配方中提高鹽酸的含量,不銹鋼的溶解增加。提高硫酸含量,由於硝酸的分解加快而使溶解能力下降,促進不銹鋼的鈍化,造成溶解困難。添加抑製劑的目的是防止形成針孔,以得到光亮的表面。此溶液的壽命比上兩者更長。
    上述的酸洗配方只適於單獨除去不銹鋼表面的各種膜層,其平滑與光亮作用並不好,而且使用過程中會伴隨著組分的分解,溶液的壽命較短。此外,在調整溶液時,液溫會隨之變化,容易形成粗糙的表面。在酸洗液中,為防止鋼鐵的氫脆,常常加入各種防氫脆的有機添加劑,這些有機物也容易分解而使酸洗液不穩定。
 
   根據化學拋光的黏液膜理論,上述組成的溶液的黏度較低,難以獲得較好的拋光效果。因此,直接用不銹鋼的酸洗液作為拋光液是很困難的,只有經過改進以後才有可能。
 
   改進酸洗液的提案很多,一種是基於提高溶液的黏度,選用黏性大的磷酸作為不銹鋼化學拋光液的基礎,再加入改善不銹鋼均勻溶解的各種有機、無機添加劑。下列配方就是其中的一例:
   磷酸   50mL   甘油   8mL
   鹽酸   30mL   光亮劑   5g
   硝酸   10mL   液溫   100 ℃
 
   此液在高溫時不僅可以溶解碳鋼,而且可以溶解18-8不銹鋼,溶液的黏度較高,調整溶液組分時溫度的變化較小。此外添加硝酸、鹽酸後可提高對鎳的溶解能力,但它們容易分解,溶液老化快,因此不宜多加。

   有機添加劑對化學拋光有重大影響,加與不加時的拋光效果差別很大。選擇添加劑時應考慮它本身在拋光液中的穩定性,尤其是在王水系列的強氧化性酸中,許多有機添加劑會被氧化破壞。

 

 

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專門提供表面研磨拋光優化處理技術皆集中於去毛邊, 去毛刺, 導角, 精密研磨,拋光, 表面優化, deburring, smoothingand polishing. 還有VTD PVD 超硬工具鍍膜 tool coating, ta-C雷射鑽石鍍膜, 精密光學鍍膜 optical coating, 真空金屬鍍膜 metalization 和 absolute chemiePVD/CVD 退鍍工藝和 EMAG ECM / Precise Electrochemical Machining 精密電化學加工技術, 去毛邊刺等工藝. 

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作為不銹鋼的化學拋光液,要求對被拋光材料有均勻的化學溶解,同時溶出的金屬離子同拋光液反應能形成可溶於水的黏性液,這是化學拋光的必備條件。不銹鋼的電拋光液較早已被發現,但在不通電的情況下它不能均勻化學溶解不銹鋼,因而無法用它來進行化學拋光。

 

   由於不銹鋼具有優良的耐蝕性,普通碳鋼的化學拋光液對它也不起拋光作用,這是因為把硫酸鹽、硝酸鹽和其他氧化劑加到一定濃度的硫酸中,它會使不銹鋼鈍化,而無法溶解它。硝酸是一種強氧化性的酸,也會使不銹鋼鈍化。但是,當溫度由常溫逐漸升高至80℃前後,反應變得劇烈而出現溶解作用,但這種溶解是不均勻的溶解,只能得到粗糙的不銹鋼表面,得不到光亮的拋光錶面。同時這樣的溶解也容易產生點腐蝕,在表面上形成不溶性鹽。
   不銹鋼較易受到鹵化物的侵蝕。在三氧化鐵中最容易被腐蝕,同時在氯化錳中在高溫下會形成不溶性鹽膜。這樣說來,不銹鋼對於強酸而言,隨著酸的種類、液溫的不同會出現鈍化、點蝕和溶解等不同的現象。因此,用單一酸做不銹鋼的化學拋光液時,往往得不到良好的拋光效果,通常要用幾種酸的混合物才有效。例如腐蝕性最強的王水:
 
   硝酸HNO    l份
   鹽酸HCl     3份
   水         1份
   液溫       常溫
   當它用作不銹鋼的酸洗液時,由於大量反應熱放出,液溫會上升,結果反應速度加快,液溫會越來越高,甚至發生自然分解。因此,只有及時抑制反應熱的生成或控制好液溫,不銹鋼的酸洗才能獲得良好的效果。但直接用王水做化學拋光液的效果仍然是不好的,人們於是用王水作為基礎進行改良,從而衍生出一系列的化學拋光液。
 
   呂戊辰提出的一種不銹鋼化學拋光液的配方為:
   硝酸   65%   抑製劑   0.5%
   鹽酸   20%   溫度     50 ℃
   硫酸   10%
   
這種溶液可在短時間內除去不銹鋼的表面膜,然後在15%硝酸和1%氫氟酸的混酸溶液中浸漬,可以獲得銀白色美麗的外觀。若把上述溶液適當改造,則可獲得黑色光澤的不銹鋼,其配方如下:
   硝酸   1份   硫酸    0.5%
   鹽酸   4份   抑製劑   5mL
   水     1份   溫度     60 ℃~80℃
   
在此配方中提高鹽酸的含量,不銹鋼的溶解增加。提高硫酸含量,由於硝酸的分解加快而使溶解能力下降,促進不銹鋼的鈍化,造成溶解困難。添加抑製劑的目的是防止形成針孔,以得到光亮的表面。此溶液的壽命比上兩者更長。
    上述的酸洗配方只適於單獨除去不銹鋼表面的各種膜層,其平滑與光亮作用並不好,而且使用過程中會伴隨著組分的分解,溶液的壽命較短。此外,在調整溶液時,液溫會隨之變化,容易形成粗糙的表面。在酸洗液中,為防止鋼鐵的氫脆,常常加入各種防氫脆的有機添加劑,這些有機物也容易分解而使酸洗液不穩定。
 
   根據化學拋光的黏液膜理論,上述組成的溶液的黏度較低,難以獲得較好的拋光效果。因此,直接用不銹鋼的酸洗液作為拋光液是很困難的,只有經過改進以後才有可能。
 
   改進酸洗液的提案很多,一種是基於提高溶液的黏度,選用黏性大的磷酸作為不銹鋼化學拋光液的基礎,再加入改善不銹鋼均勻溶解的各種有機、無機添加劑。下列配方就是其中的一例:
   磷酸   50mL   甘油   8mL
   鹽酸   30mL   光亮劑   5g
   硝酸   10mL   液溫   100 ℃
 
   此液在高溫時不僅可以溶解碳鋼,而且可以溶解18-8不銹鋼,溶液的黏度較高,調整溶液組分時溫度的變化較小。此外添加硝酸、鹽酸後可提高對鎳的溶解能力,但它們容易分解,溶液老化快,因此不宜多加。

   有機添加劑對化學拋光有重大影響,加與不加時的拋光效果差別很大。選擇添加劑時應考慮它本身在拋光液中的穩定性,尤其是在王水系列的強氧化性酸中,許多有機添加劑會被氧化破壞。

 

 

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不鏽鋼以其優良的耐腐蝕性能,良好的力學性能和加工性能及較好的焊接性能,成為被廣泛選用的工程材料。同時, 通過不同的拋光加工方法, 可以使各種不鏽鋼板材、管材、棒材、異型材的表麵具有不同等級的表麵光潔度,大大改善了不鏽鋼的外觀,使之達到美學效果,增加了對消費者的吸引力,給人們以美的享受。在日常生產和生活中,都得到廣泛使用。如不鏽鋼化工管道、不鏽鋼容器、不鏽鋼旗杆、不鏽鋼防盜門窗、不鏽鋼樓梯扶手、不鏽鋼水桶、不鏽鋼門碰珠、不鏽鋼廚房器皿等。
 

一、不鏽鋼板材的拋光

1. 不鏽鋼大板(鋼廠成品板)

不鏽鋼大板的拋光,有用研磨砂、砂帶和紗筋研磨材料的多種拋光方式。根據不同的用途,可選擇不同的或組合的拋光方式。

(1)用GB2477所規定的粒度為100~120號研磨材料對冷軋不鏽鋼素板進行拋光精整後,不鏽鋼表麵是一種半拋光表麵。表麵粗糙度Ra值為0.4~1.5μm。適用於作建築材料、廚房器皿以及用於製造後需進一步精加工的場合。

(2)用GB2477所規定的粒度為150~180號的砂帶對冷軋不鏽鋼素板進行拋光精整後,不鏽鋼表麵是表麵更亮的細拋光表麵,表麵粗糙度Ra值為0.2~1.5μm。廣泛用於餐廳廚房設備、醫療設備、容器正麵,並適合作建築物履麵及建築物幕牆的緣飾。這種細拋光表麵,上麵不容易留下指印,也適合於製作不鏽鋼鋼門。這種表麵具有鏡麵似的反射效果,具有反射各種光源的特殊性能。由於使用砂帶拋光,無論光源外形如何,反射後都是明亮的直線。不管不鏽鋼板的位置和入射的角度如何,這條明亮的直線總是與拋光方向垂直。根據鋼板安裝的方向不同,它可能會在建築物上出現一條水平亮線,也可能出現一條垂直亮線。如果亮線呈水平,則說明鋼板表麵拋光紋路是豎直的。這種使用方式,鋼板表麵不容易積沉灰塵,也便於衝洗,這一點對高層建築的維護非常重要。

(3)用GB2477所規定的粒度為240號的砂帶對冷軋不鏽鋼素板進行拋光精整所得到的表麵,相當於日本標準的240號表麵。適用於廚房器皿。

(4)用GB2477所規定的粒度為W63號研磨材料對150~180號的砂帶拋光過後的冷軋不鏽鋼素板再進行拋光精整,不鏽鋼表麵有較好的金屬光澤,表麵柔和,反光性弱而且不反射圖像,很適合製作建築物幕牆和建築物緣飾,也廣泛用作廚房器皿。

(5)用GB2477所規定的粒度為W50號研磨材料對不鏽鋼板進行拋光,具有高度反射率的準鏡麵。相當於美國標準用600號旋轉拋光輪進行精細拋光所得表麵。主要用於建築物和裝飾品上。

許多不鏽鋼板銷售商,為了降低成本、更好的服務客戶,自購不鏽鋼板材拋光設備。有的銷售商從不鏽鋼板生產廠家買來成噸的不鏽鋼板後,在設備上使用紗筋研磨材料對不鏽鋼板進行浮動式幹磨或/和濕磨拋光,由於操作工不懂磨料磨具,往往達不到拋光的理想效果。

2. 不鏽鋼小平板

對不鏽鋼成品板分解後,會得到許多不同規格尺寸的小的不鏽鋼板。這些小的不鏽鋼板,是在生產中最大量使用的不鏽鋼工件。由於各個廠家或拋光“作坊”情況不同,他們會采用不同的方法來進行拋光。

(1)“布輪粘砂”拋光

“布輪粘砂”拋光是用布輪粘結研磨材料的拋光。在過去是最常見的拋光不鏽鋼的方法。在馬達驅動的單頭或雙頭拋光機(砂輪機演變過來)的旋轉的布輪上塗上拋光膏,操作工手持不鏽鋼工件進行拋光。勞動強度大,工作環境差,車間工人受汙染程度高,經常需要戴口罩操作。

不鏽鋼拋光主要采用氧化鉻和粘結劑製成的堅硬銳利、去除能力強的青蠟。青蠟為拋光蠟的一種。拋光蠟(膏)為拋光材料的固體形式,主要由磨料、有機膏體及添加劑組成,其中磨料的種類、晶型、粒度以及有機膏體的種類、配比等都是影響拋光質量的重要因素。

(2)砂紙拋光

把不鏽鋼工件放在一個桌子或其它平台上,更換粗、細砂紙,利用人力,進行拋光。這種拋光方法與操作工的技能休戚相關。操作工技能高,會拋得比較好。但由於拋光速度低,達到與機器操作的同等級的表麵粗糙度,是辦不到的。

(3)角磨機拋光

操作工手持角磨機,在角磨機上安裝120號或/和220號的PVA小磨片(角磨片),對工件進行拋光。拋光之前,有時需要先安裝普通樹脂角磨片,來進行粗磨。PVA小磨片拋光後,有時還會用毛氈輪再拋光,以達到更亮的表麵。

(4)氣動砂輪機拋光

在生產車間的氣動砂輪機上安裝研磨拋光輪,拋光麵積1平方米以下的不鏽鋼板。(注意:研磨拋光輪的限用線速度應匹配氣動砂輪機,否則出安全事故。)

(5)磨床拋光

在平麵磨床上,安裝PVA砂輪,選取合適的工件速度、徑向進給量、砂輪轉速,進行拋光不鏽鋼工件工作,可獲得高光澤度的表麵質量。

(6)浮動磨頭拋光

在一個自製的浮動磨頭上,自製昂貴材料的布輪,對麵積1平方米左右的不鏽鋼板進行拋光。可得到一個霧狀鏡麵的效果。

還有一些其它方法,如振動拋光等。

二、不鏽鋼管材的拋光

1.不鏽鋼圓管

隨著物質和文化生活水平的不斷提高,社會對不鏽鋼圓管(含不鏽鋼複合管)的需求量越來越大,對不鏽鋼管材的拋光也提出了更高的要求。從而不鏽鋼管的拋光生產線(不鏽鋼管拋光機)應運而生。圓管拋光機主要由上料裝置、拋光主機、下料裝置組成,由一台調速電機聯動拋光機的三部分進行原料的同步傳送。拋光主機由六組拋磨頭組成,每組由一台三相電機帶動。

不鏽鋼圓管粗拋、半精拋采用砂布頁輪,精拋采用PVA砂輪,表麵粗糙度Ra值可達0.1~0.05μm 。

小直徑的不鏽鋼圓管,有采用單個磨頭拋光的,設備類似無心磨床,可使用PVA砂輪和砂布頁輪。砂子的粒度應選取180號以細的研磨砂。 

2.不鏽鋼方矩管

方管拋光機由上料裝置、拋光主機、下料裝置組成。拋光主機由調速電機帶動,實現原料的進給傳送,拋光主機由四組平拋機構和四組側拋機構組成。

方管粗拋采用砂布頁輪,精拋改用布輪塗以氧化鉻拋光膏拋磨。拋後表麵粗糙度Ra值可達0.1μm。

在拋光不鏽鋼圓管和方矩形管方麵,也有的小企業采用簡單的不鏽鋼管拋光機(單組拋光機)。多次更換砂輪、多次操作來達到技術要求。

三、異型不鏽鋼材的拋光

人均GDP越提高,人均耗用的不鏽鋼量越多。有的台灣老板,正是從日、韓、台灣看到這一趨勢,才來到大陸投資於不鏽鋼產業。而人均GDP的提高,個性化需求得到發展,千奇百怪、五花八門的不鏽鋼製品層出不窮,各種異型不鏽鋼產品大放異彩。如圖1的不鏽鋼手電筒。 

1.不鏽鋼防盜門

人均GDP很低、家家都很窮的的時候,不需要防盜門。現在,不但需要防盜門;而且,鋥光瓦亮的不鏽鋼防盜門是許多家庭的首選。對於高品質的不鏽鋼防盜門的拋光,普遍使用工業百潔布,很少用砂帶。在打磨方法上,多用手工的方法。手工打磨效率不及機器,但卻有更好的靈活性。由於不鏽鋼門存在很多的邊角溝槽,手工打磨具有更好的局部打磨效果。

2.不鏽鋼表扣

由於不鏽鋼表扣的曲麵結構,很難采用流水線作業拋光。不鏽鋼表帶的拋光,目前仍延續采用“布輪粘砂”拋光。這可能也是成本最低又能達到要求的拋光方法。

3.不鏽鋼筆帽

拋光不鏽鋼筆帽,上海的技術人員和工人,曾研製出一條多個磨頭的拋光生產線。可惜,當初專利、保密意識不強,被跨國公司參觀後仿製了。據說,這個跨國公司,就是美國“派克”公司。鄭州紡織機械廠,改革開放之初,在不鏽鋼衝壓方麵,在日本人麵前,也犯過類似錯誤。

4.不鏽鋼菜刀

不鏽鋼菜刀,有采用PVA砂輪進行拋光的。 

5.不鏽鋼潔具配件

目前有四軸不鏽鋼潔具配件自動拋光機,用拋光蠟、砂帶等拋光不鏽鋼潔具配件。

6.不鏽鋼大罐內壁

目前有不鏽鋼大罐內壁吊掛式拋光機,由傳動軸組件、動力機構、空壓機、集電環、升降架、手動牽引機構、砂帶磨頭、吊掛機構等組成,利用傳動軸帶動升降架旋轉和手動牽引機構帶動升降架上、下滑動,進而帶動砂帶磨頭實現對大罐內壁的表麵拋光。

7.不鏽鋼滾筒外壁

在較大的不鏽鋼滾筒外壁方麵,有單位自製設備,使用砂布頁輪進行拋光。

以上所列異型不鏽鋼產品,掛一漏萬。在拋光異型不鏽鋼產品方麵,八仙過海,各顯其能。采用多種機器和工具,采用各種研磨材料的都有。甚至有人用牙膏和牙刷來拋光不鏽鋼異形件(特殊情況下,不失為最好的選擇)。異型不鏽鋼產品和工件的不統一性,造就了各式各樣的拋光方法。

四、結論

1.根據不同的用途,選擇相適應的不鏽鋼拋光方法、相適應的研磨拋光材料可獲得最佳經濟效果。
2.機械拋光方法目前是最簡單的、也是最有效的、成本最低的不鏽鋼拋光方法。

3.PVA砂輪會在不鏽鋼拋光上更加多的發揮作用。

4.不鏽鋼不同的拋光加工拓寬了不鏽鋼使用的內涵。可以使用一種拋光加工,也可以通過幾種不同加工方法的組合,生產出更多更靚麗的表麵,從而擴展了不鏽鋼的使用範圍,提高了人們的生活情調和檔次。

5.目前,我國正由小康社會向更加富足的小康社會邁進,不鏽鋼的需求尚有很大潛力。因此,研究、發展不鏽鋼的拋光具有廣闊的前景,它也會進一步拓展不鏽鋼的應用範圍,給我們帶來更加優美的環境、更加舒愉的內心。

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塑膠模具拋光方法


隨著塑膠製品日溢廣泛的應用,如日化用品和飲料包裝容器等,外觀的需要往往要求塑膠模具型腔的表面達到鏡面拋光的程度。而生產光學鏡片、鐳射唱片等模具對表面粗糙度要求極高,因而對拋光性的要求也極高。拋光不僅增加工件的美觀,而且能夠改善材料表面的耐腐蝕性、耐磨性,還可以使模具擁有其他優點,如使塑膠製品易於脫模,減少生產注塑週期等。因而拋光在塑膠模具製作過程中是很重要的一道工序。 

 

1 拋光方法 目前常用的拋光方法有以下幾種: 

 

1.1 機械拋光 機械拋光是靠切削、材料表面塑性變形去掉被拋光後的凸部而得到平滑面的拋光方法,一般使用油石條、羊毛輪、砂紙等,以手工操作為主,特殊零件如回轉體表面,可使用轉臺等輔助工具,表面品質要求高的可採用超精研拋的方法。超精研拋是採用特製的磨具,在含有磨料的研拋液中,緊壓在工件被加工表面上,作高速旋轉運動。利用該技術可以達到Ra0.008μm的表面粗糙度,是各種拋光方法中最高的。光學鏡片模具常採用這種方法。 

 

1.2 化學拋光 化學拋光是讓材料在化學介質中表面微觀凸出的部分較凹部分優先溶解,從而得到平滑面。這種方法的主要優點是不需複雜設備,可以拋光形狀複雜的工件,可以同時拋光很多工件,效率高。化學拋光的核心問題是拋光液的配製。化學拋光得到的表面粗糙度一般為數10μm。 

 

1.3 電解拋光 電解拋光基本原理與化學拋光相同,即靠選擇性的溶解材料表面微小凸出部分,使表面光滑。與化學拋光相比,可以消除陰極反應的影響,效果較好。電化學拋光過程分為兩步: (1)宏觀整平 溶解產物向電解液中擴散,材料表面幾何粗糙下降,Ra>1μm。 (2)微光平整 陽極極化,表面光亮度提高,Ra<1μm。 

 

1.4 超聲波拋光 將工件放入磨料懸浮液中並一起置於超聲波場中,依靠超聲波的振盪作用,使磨料在工件表面磨削拋光。超聲波加工宏觀力小,不會引起工件變形,但工裝製作和安裝較困難。超聲波加工可以與化學或電化學方法結合。在溶液腐蝕、電解的基礎上,再施加超聲波振動攪拌溶液,使工件表面溶解產物脫離,表面附近的腐蝕或電解質均勻;超聲波在液體中的空化作用還能夠抑制腐蝕過程,利於表面光亮化。 

 

1.5 流體拋光 流體拋光是依靠高速流動的液體及其攜帶的磨粒沖刷工件表面達到拋光的目的。常用方法有:磨料噴射加工、液體噴射加工、流體動力研磨等。流體動力研磨是由液壓驅動,使攜帶磨粒的液體介質高速往復流過工件表面。介質主要採用在較低壓力下流過性好的特殊化合物(聚合物狀物質)並摻上磨料製成,磨料可採用碳化矽粉末。 

 

1.6 磁研磨拋光 磁研磨拋光是利用磁性磨料在磁場作用下形成磨料刷,對工件磨削加工。這種方法加工效率高,品質好,加工條件容易控制,工作條件好。採用合適的磨料,表面粗糙度可以達到Ra0.1μm。 

 

2 機械拋光基本方法 在塑膠模具加工中所說的拋光與其他行業中所要求的表面拋光有很大的不同,嚴格來說,模具的拋光應該稱為鏡面加工。它不僅對拋光本身有很高的要求並且對表面平整度、光滑度以及幾何精確度也有很高的標準。表面拋光一般只要求獲得光亮的表面即可。

 

鏡面加工的標準分為四級:AO=Ra0.008μm,A1=Ra0.016μm,A3=Ra0.032μm,A4=Ra0.063μm,由於電解拋光、流體拋光等方法很難精確控制零件的幾何精確度,而化學拋光、超聲波拋光、磁研磨拋光等方法的表面品質又達不到要求,所以精密模具的鏡面加工還是以機械拋光為主。 

 

2.1 機械拋光基本程式 要想獲得高品質的拋光效果,最重要的是要具備有高品質的油石、砂紙和鑽石研磨膏等拋光工具和輔助品。而拋光程式的選擇取決於前期加工後的表面狀況,如機械加工、電火花加工,磨加工等等。機械拋光的一般過程如下: 

 

(1)粗拋 經銑、電火花、磨等工藝後的表面可以選擇轉速在35 000—40 000 rpm的旋轉表面拋光機或超聲波研磨機進行拋光。常用的方法有利用直徑Φ3mm、WA # 400的輪子去除白色電火花層。然後是手工油石研磨,條狀油石加煤油作為潤滑劑或冷卻劑。一般的使用順序為#180 ~ #240 ~ #320 ~ #400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000。許多模具製造商為了節約時間而選擇從#400開始。 

 

(2)半精拋 半精拋主要使用砂紙和煤油。砂紙的號數依次為:#400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000 ~ #1200 ~ #1500。實際上#1500砂紙只用適於淬硬的模具鋼(52HRC以上),而不適用於預硬鋼,因為這樣可能會導致預硬鋼件表面燒傷。 

 

(3)精拋 精拋主要使用鑽石研磨膏。若用拋光布輪混合鑽石研磨粉或研磨膏進行研磨的話,則通常的研磨順序是9μm(#1800)~ 6μm(#3000)~3μm(#8000)。9μm的鑽石研磨膏和拋光布輪可用來去除#1200和#1500號砂紙留下的發狀磨痕。接著用粘氈和鑽石研磨膏進行拋光,順序為1μm(#14000)~ 1/2μm(#60000)~1/4μm(#100000)。 精度要求在1μm以上(包括1μm)的拋光工藝在模具加工車間中一個清潔的拋光室內即可進行。若進行更加精密的拋光則必需一個絕對潔淨的空間。灰塵、煙霧,頭皮屑和口水沫都有可能報廢數個小時工作後得到的高精密拋光表面。

 

2.2 機械拋光中要注意的問題 用砂紙拋光應注意以下幾點: 

 

(1)用砂紙拋光需要利用軟的木棒或竹棒。在拋光圓面或球面時,使用軟木棒可更好的配合圓面和球面的弧度。而較硬的木條像櫻桃木,則更適用於平整表面的拋光。修整木條的末端使其能與鋼件表面形狀保持吻合,這樣可以避免木條(或竹條)的銳角接觸鋼件表面而造成較深的劃痕。 

 

(2)當換用不同型號的砂紙時,拋光方向應變換45°~ 90°,這樣前一種型號砂紙拋光後留下的條紋陰影即可分辨出來。在換不同型號砂紙之前,必須用100%純棉花沾取酒精之類的清潔液對拋光表面進行仔細的擦拭,因為一顆很小的沙礫留在表面都會毀壞接下去的整個拋光工作。從砂紙拋光換成鑽石研磨膏拋光時,這個清潔過程同樣重要。在拋光繼續進行之前,所有顆粒和煤油都必須被完全清潔乾淨。 

 

(3)為了避免擦傷和燒傷工件表面,在用#1200和#1500砂紙進行拋光時必須特別小心。因而有必要載入一個輕載荷以及採用兩步拋光法對表面進行拋光。用每一種型號的砂紙進行拋光時都應沿兩個不同方向進行兩次拋光,兩個方向之間每次轉動45°~ 90°。 

 

鑽石研磨拋光應注意以下幾點: 

 

1)這種拋光必須儘量在較輕的壓力下進行特別是拋光預硬鋼件和用細研磨膏拋光時。在用#8000研磨膏拋光時,常用載荷為100~200g/cm2,但要保持此載荷的精准度很難做到。為了更容易做到這一點,可以在木條上做一個薄且窄的手柄,比如加一銅片;或者在竹條上切去一部分而使其更加柔軟。這樣可以幫助控制拋光壓力,以確保模具表面壓力不會過高。 具體方法如圖1所示 圖1 有彈性的拋光工具 

 

2)當使用鑽石研磨拋光時,不僅是工作表面要求潔淨,工作者的雙手也必須仔細清潔。 

 

3)每次拋光時間不應過長,時間越短,效果越好。如果拋光過程進行得過長將會造成“橘皮”和“點蝕”。 

 

4)為獲得高品質的拋光效果,容易發熱的拋光方法和工具都應避免。比如:拋光輪拋光,拋光輪產生的熱量會很容易造成“橘皮”。 

 

5)當拋光過程停止時,保證工件表面潔淨和仔細去除所有研磨劑和潤滑劑非常重要,隨後應在表面噴淋一層模具防銹塗層。 

 

3 影響模具拋光品質的因素 由於機械拋光主要還是靠人工完成,所以拋光技術目前還是影響拋光品質的主要原因。除此之外,還與模具材料、拋光前的表面狀況、熱處理工藝等有關。優質的鋼材是獲得良好拋光品質的前提條件,如果鋼材表面硬度不均或特性上有差異,往往會產生拋光困難。鋼材中的各種夾雜物和氣孔都不利於拋光。 

 

3.1 不同硬度對拋光工藝的影響 硬度增高使研磨的困難增大,但拋光後的粗糙度減小。由於硬度的增高,要達到較低的粗糙度所需的拋光時間相應增長。同時硬度增高,拋光過度的可能性相應減少。 零件硬度與研磨性能和拋光性能的關係如圖2所示。 圖2 零件硬度與研磨性能和拋光性能的關係圖 

 

3.2 工件表面狀況對拋光工藝的影響 鋼材在切削機械加工的破碎過程中,表層會因熱量、內應力或其他因素而損壞,切削參數不當會影響拋光效果。電火花加工後的表面比普通機械加工或熱處理後的表面更難研磨,因此電火花加工結束前應採用精規准電火花修整,否則表面會形成硬化薄層。如果電火花精修規准選擇不當,熱影響層的深度最大可達0.4mm。硬化薄層的硬度比基體硬度高,必須去除。因此最好增加一道粗磨加工,徹底清除損壞表面層,構成一片平均粗糙的金屬面,為拋光加工提供一個良好基礎。

 

 

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歡迎來到利豐行的世界,首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力,我們是提供精密表面處理的代理商,應對廠商高品質的表面處理需求,我們可以協助廠商滿足您對產業的不同要求,我們有能力達到非常卓越的表面處理品質,這是現有相關技術無法比擬的,表面處理技術皆集中於去毛邊, 去毛刺, 導角, 精密研磨,拋光, VTD PVD工具鍍膜, 光學鍍膜 optical coating, 金屬濺鍍 metallization,absolute chemie 精密CVD/PVD退鍍工藝和 EMAG Precision Electrochemical Machining 精密電化學加工技術 (ECM / PECM) 取代放電加工), EMAG 硬車削/乾式車削 hard turning, Koepfer 滾齒(齒輪加工製造) 技術, Reinecker, KARSTENS 內外圓研磨外圓+內圓曲面磨削, Naxos-Union曲柄軸研磨, 凸輪軸, KOPP非圓研磨, SW中心加工機, EMAG 雷射焊接, 自動化設備.。我們成功的滿足了各行各業的要求,包括:精密需求高的軸承盒、射出成型的模具、高壓空氣閥、航太零配件、超高硬度的切削刀具、醫療配件及汽車用精密五金等等。我們的產品涵蓋了從桌上型到工業級的生產設備;從微細零配件到大型五金配件;從小型生產到大型量產;從半自動到全自動整合;我們的技術可提供您連續生產的效能,我們整體的服務及卓越的技術,恭迎您親自體驗.

OTEC公司專門研發製造金屬和非金屬的精密表面處理技術及設備,如:切削刀具的鎢鋼和高速鋼之表面處理,並廣泛為世界級大廠所採用如:Guhring oHG;Iskar等等。利豐行引進最先進的去毛邊, 去毛刺, 導角, 精密研磨和拋光技術,並希望提供台灣廠商提昇產業競爭力及生產效益和使用壽命。OTEC精密表面處理技術被認定為世界的領導者之一。去毛邊, 去毛刺, 研磨拋光、邊緣導角、功能性、裝飾性,這些精密表面處理技術除了令人讚嘆外,OTEC的技術整合還考量到生產者的需求,讓生產者在質量上和效益上及成本上有一個完美的平衡。機械操作除了更人性化還能額外整合生產者目前的製造設備。OTEC的產品兼具美觀及實耐用,不佔空間卻能在最小的單位中創造出最大的質量,當你採購了OTEC的設備後,除了擁有出眾的表面處理技術讓您的競爭力提升外,當客戶拜訪您公司時也不免對您令眼相看而發出讚嘆,OTEC是您生意的好伙伴。

VTD為德國PVD真空鍍膜技術的佼佼者,其前身為東德的研究機構,技術開發人員就有二千多位,近來更是提供Laser Arc雷射鑽石鍍膜的設備及技術. 最新的ta-C雷射鑽石鍍膜比傳統的DLC類鑽膜更加堅強, 是一種無氫結構的鍍層, 可以低溫沈積並且可以沈積厚膜達30um以上在工件上. 加上最新的filter過濾技術, 在刀具及模具上可以鍍上光亮平滑且無droplet的鍍層. 這種新穎的PVD鍍膜技術在未來的工具鍍應用上, 精采可期!

另外有 EMAG ECM GmbH (ECM / PECM / uECM) 精微電化學加工技術在未來各種細微加工應用中佔有極大的優勢。該技術之優點係在於其加工能力與材料硬度無關,且能加工出微細及形狀複雜之表面結構,經由該製程加工後之產品表面具有粗糙度佳、無殘留應力及無裂縫產生, 無毛邊刺等優良特性,常應用於航太、光電半導體、醫療器材、綠色能源、模具等產業上,本次研討會中特別邀請國內外知名學者及專家,介紹於精微電化學領域內之各種加工技術,可應用於燃料電池雙極板、生物晶片、微流體動壓軸承、微噴嘴、次世次流體分配閥元件、模具等產品加工上,機會難得,精彩可期。 EMAG ECM GmbH為精密電化學切削的工程公司,其領先的技術,已在精密電化學切削領域達到量產化的水準。供顧客PECM精密電化學切削生產技術和客制化的製程設備。

利豐行著重於表面處理之前後製程技術,提供客戶individual & total finishing solutions 的整合作業,協助產業提升效能並降低成本。

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精密表面處理館http://lifung.pixnet.net/blog
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本館專門提供 OTEC 表面處理技術皆集中於去毛邊, 去毛刺, 導角, 精密研磨,拋光, deburring, smoothingand polishing. 還有VTD PVD 超硬工具鍍膜 tool coating, ta-C雷射鑽石鍍膜, 精密光學鍍膜 optical coating, 真空金屬鍍膜 metalization 和 absolute chemiePVD/CVD 退鍍工藝和 EMAG ECM / Precise Electrochemical Machining 精密電化學加工技術, 去毛邊刺, EMAG 硬車削/乾式切削 hard turning, Koepfer 滾齒加工製造技術, Reinecker, KARSTENS外圓研磨+內圓曲面磨削, Naxos-Union曲柄軸研磨, 凸輪軸, KOPP非圓研磨, SW中心加工機, EMAG 雷射焊接, 自動化設備. 其它非相關資料純粹供同好分享.

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高級黃銅合金樂器的表面研磨拋光優化處理

 產業: 高級樂器
需求: 表面研磨拋光優化處理
材料: 黃銅; 銅合金
機械加工: 鑄造, 衝壓, 焊接

處理前現象: 

處理前的狀況

處理後表面狀況: 

處理後的狀況  

 

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表面處理( Surface Treatment )

表面處理的對象非常廣泛,從傳統工業到現在的高科技工業,從以前的金屬表面到現在的塑膠,非金屬的表面.它使材料更耐腐蝕 ,更耐磨耗,更耐熱,它使材料之壽 延長,此外改善材料表面之特性,光澤美觀等提高產品之附加價值,所有這些改變材料表面之物理,機械及化學性質之加工技術統稱為表面處理 (surface treatment) 或稱為表面加工(surface finishing).

金屬表面處理(metal surface treatment)

金屬經初步加工成型後需修飾金屬表面,美化金屬表面 ,更進一步改變金屬表面的機械性質及物理化學性質等之各種操作過程,稱之為金屬表面處理.或稱之金屬 表面加工(metal surface finishing).


表面處理的目的

表面處理的目的可以分四大類:
(1) 美觀(appearance).
(2) 防護(protection)
(3) 特殊表面性質(special surface properties)
(4) 機械或工程性質(mechanical or engineering properties)

(1) 美觀(appearance)
為了提高製品之附加價值,賦予製品表面美觀,例如裝飾性電鍍
(decorative plating) Au, Ag, Rh, Ni, Cr,黃銅等電鍍 (electroplating).

(2) 防護(protection)
為了延長製品的壽命,再製品表面披覆(coating)耐腐蝕之材料,例如保護性電鍍(protective  plating) Zn,Cd,Ni,Cr,Sn 等電鍍.

(3) 特殊表面性質(special surface properties)

1. 提高製品之導電性(electrical conductiuity),例如電鍍Ag,Cu.
2. 提高焊接性(soderability)在通訊急電子工業應用,例如Sn-Pb 合金   電鍍.
3. 提高光線之反射性(light reflectivity ) 例如太空船,人造衛星的   外殼需
   反射光線,Ag及Rh的鍍層被應用上.
4. 減小接觸阻抗(contact resistance)例如在電子組件之Au及Pd電鍍.

(4) 機械或工程性質(mechanical or engineering properties )


1. 提高製品之強度(strenth),例如塑膠電鍍.
2. 提高製品之潤滑性 ( bearing properties ) 例如多孔洛電鍍
   (porous  chromium plating), 內燃機之鋁合金活塞 (piston) ,鍍   錫Sn以防止汽缸 (cylinder)壁刮傷.
3. 增加硬度(hardness)及耐磨性(wear resistance) ,例如硬洛電鍍(    hard chromium plating).
4. 提高製品之耐熱性,耐候性,抗幅射線,例如塑膠,非金屬之電鍍.
5. 滲碳(carburizing) ,氮化(nitriding) 之防止,例如鋼鐵表面硬化    (case hardening)時在不要硬化部份鍍Cu.



表面處理之重要性

表面處理工業雖然不是工業之主流,但只有透過表面處理,製品的特性及價值才能充份發揮出來.應用電鍍(plating),陽極處理(anodizing),化成處理(convesion coating),塗裝(coating)等工業技術,達到防蝕,增進可焊性,潤滑性,耐磨性,附著性及鋼材防止滲碳等的多項目的.

所以表面處理為各種加工製造工業不可或缺的過 從傳統工業到近代高科技,表面處理技術一直扮演非常重要性之角色.例如太空船,人造衛星,積體電路等之發展表面處理技術都有決定性之影響.由於表面處理對材料月異,帶動相關科技工程之進步.


表面處理技術之種類 從表面處理之特性可分類:



_____ 機械法 __ 珠擊法,切削,搪磨,撒砂,精磨,研磨,超加工.

_____ 冶金法 __ 表面硬化,(淬火,滲碳,氮化),擴散皮膜法.

_____ 化學法 __ 電解研磨,酸洗,化學研磨,酸蝕雕刻.




_____ 表面披覆__ 電鍍,無電鍍,熱浸鍍,熔射鍍,真空蒸著,陰極噴濺,

_____ 無機披覆__ 陽極處理,化成處理,著色,琺瑯處理.

_____ 有機披覆__ 塗裝,橡膠加襯,塑膠加襯.



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銅合金拋光實例


銅錶殼拋光實例

 
SF-Application
Dry polishing of copper watch housings

In tests with watch cases made of copper, the polishing media TP1000 gave us very good results.

In previous tests we always had a strong tendency to scratches and orange skin during dry polishing. This applied for standard media H1/xxx and for the common diamond granules.

In the test, the watch case has been pre-grinded with KXMA 24 (18 min.) at slow process container speed (40 rpm). After that it was dry polished for 20 min. at a higher process container speed (80 rpm).

   — in Germany. 

 

 

 

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Polishing of Gear Shaft

gear shaft polishing 齒輪軸拋光-1 gear shaft polishing 齒輪軸拋光-2

特殊表面優化處理改進齒輪的性能 

特殊表面處理對於減少滑動和滾動接觸的摩擦和磨損是非常有效的。這樣的特殊表面處理為齒輪的磨損問題提供了一個好的解決方案。有很多不同的機理限制了齒輪組的轉矩能力。這些曲線的實際形狀將取決於具體的齒輪應用。

 

 

 

但是對於所有的失效方式而言,特殊表面優化處理對於減少摩擦和磨損以及提高性能和壽命都是具有很大幫助。事實上,壽命試驗表明處理的齒輪,彎曲疲勞壽命增加50%以上。

 

 

通常情況下,齒輪輪齒在臨近節線C處會產生滾動摩擦,在這個區域的最普遍磨損方式是點蝕。

 


在節線BC和CD之間,齒輪面將經受滾動和滑動兩種磨損混合模式的接觸。在這個區域的一般磨損模式是點蝕和劃傷。

而在AB和DF之間的節線處,齒的接觸主要是滑動摩擦,從而引起磨損和劃傷。

 

利豐公司的特殊表面優化處理特別適合於齒輪壽命的延長和性能的提高。通過合適的表面優質化提昇和塗層兩者配合的綜效,處理後的表面能提高轉矩,功率密度,並允許同樣尺寸的齒輪傳動更高的功率。額外的好處還有它能降低潤滑水平面高度或潤滑劑粘度的要求,因為特殊表面處理有助於消除由渦流而引起的潤滑損耗。在很多方面,特殊表面優化處理能提高齒輪系統的性能和壽命。

gear shaft polishing 齒輪軸拋光-3 gear shaft polishing 齒輪軸拋光-4 gear shaft polishing 齒輪軸拋光-5 gear shaft polishing 齒輪軸拋光-6  

齒輪需要去除毛刺跟拋光的功能在於減少摩擦的好處:

  • 提高燃油經濟性
  • 減少接觸疲勞
  • 提高功率密度
  • 減少潤滑要求和成本
  • 較低的工作溫度
  • 延長平均維護間隔時間
  • 減少振動和噪音
  • 延長零件壽命,並降低零件故障
  • 降低維護成本

終端使用者的好處: 

  • 降低油耗
  • 降低維護成本
  • 減少維護時間
  • 消除崩齒

零件壽命更長+降低故障率+更少的燃料和潤滑油的要求=增加值和降低總擁有成本

 

我們提供的表面工程技術,希望達到節約能源的願景,正因為如此,我們一直在努力幫助傳統產業和應用的環境, 幫助客戶延長零部件的使用壽命,並提高了效率. 我們獨特的工藝提供無毛刺, 光滑, 拋光的表面品質, 並幫助高性能傳動產業獲得更多的優勢. 

 

 

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利豐行著重於表面處理之前後製程技術,提供客戶individual & total finishing solutions 的整合作業,協助產業提升效能並降低成本。

 

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精密表面處理館http://lifung.pixnet.net/blog

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切削刀具(Cutting Tools)乃以個別的尖點或切刃切削加工。超高壓燒結的多晶鑽石(Polycrystalline Diamond,PCD)複合片(Compact)是切削刀具的極品,在切削耐磨的材料(如A390高矽鋁合金)時,其壽命可達碳化鎢刀具的數十倍。世界最大的PCD Compact圓片(100 mmφ)已首次做成平坦的刨平器(Planer),其表面可形成極多尖點或平面的切刃。這種PCD刨平器可用以修整化學機械平坦化(Chemical Mechanical Planarization,CMP)的拋光墊(Polishing Pad),修整後的拋光墊其表面微細結構的均勻程度會遠勝於傳統鑽石修整器(Diamond Dresser)。PCD Planer 是製造半導體奈米級積體電路(Integrated Circuit 或IC)晶片的尖端利器。PCD刨平器也可用以刨削(Shave)硬脆材料(如矽晶圓及陶瓷基板),當刺入深度僅數奈米時,硬脆的物質具延展性,因此可刨削出平坦而光滑的加工面。以這種新技術加工硬脆材料的速度會比傳統的研磨後再拋光操作簡單也快速得多。
化學機械拋光要埋設積體電路時晶圓表面需沈積多至十層的導電層(如Cu、Al、W)、絕緣層(如Black Diamond)和抗磨層(如TaN)。每次沈積之後必須將表面拋光使其平滑,這個技術稱為化學機械平坦化(Chemical Mechanical Planarization,CMP)。CMP為精密的拋光製程。在拋光時晶圓乃壓在一片旋轉的拋光墊(Pad)上。拋光墊通常為Polyurethane 所製而且也常含有氣孔(例如Rhom Haas的IC1010即含1/3約30μm的氣孔)。拋光墊只是供擦拭晶圓的「抹布」。晶圓表面突出處乃以塗佈在拋光墊表面的磨漿(Slurry)拋光。磨漿內含有與IC線寬相近(如90 nm)的懸浮磨粒(如10 wt%)。磨漿的液體通常也含氧化劑(如H2O2)或腐蝕劑(如酸液)。液體會和晶圓表面反應生成鬆散的氧化物,這就是CMP的化學反應。磨粒(如SiO2、Al2O3、CeO2)以拋光墊表面纖細的絨毛支撐就可擦拭晶圓的表面,這就是CMP的機械磨除。

圖一:CMP的製程示意圖,其中「鑽石碟」決定了晶圓與拋光墊的接觸面積和接觸壓力,因此也決定了晶圓拋光的效率及平坦化的品質。
磨粒對晶圓的壓力及相對速度越大,CMP的磨除速率就越高。為了加大局部的接觸壓力,拋光墊的表面必須刻上細紋(約20μm深)以減少和晶圓的接觸面積(至約5%)。在磨除時刻紋會逐漸消失,碎屑摻雜的磨漿也會累積在拋光墊的表面使其變得既硬又滑,這種現像稱為鈍化(Glazing)。拋光墊和晶圓的接觸面積增大後就降低了磨粒在晶圓表面的接觸壓力,這樣晶圓的拋光速率就會大減。更有甚者,骯髒的拋光墊會污染晶圓的表面使其缺陷密度增加。為了維持拋光速率及保持晶圓乾淨,拋光墊必須以「鑽石碟」(Diamond Disk)間歇修整(Dressing)或活化(Conditioning)。「鑽石碟」不僅可清除磨屑,還能在逐漸平滑的拋光墊表面刻出溝紋。這樣就可提高拋光墊對晶圓的摩擦阻力,使CMP 持續進行。

「鑽石碟」的設計「鑽石碟」乃為一個上面黏附鑽石(如150μm)的金屬(如不鏽鋼)圓盤(如100mmφ)。由於超硬的鑽石容易刮壞晶圓,它絕不能在CMP時自圓盤掉落。鑽石的惰性極大甚難將之附著在金屬盤上。傳統的方法乃將鑽石以電鍍的鎳層圍繞卡住或以燒結的金屬粉末(如鈷)掩埋夾住。這兩種方法都只能機械式的握持鑽石,所以鑽石仍然容易脫落。本人在「中砂」以熔融的鎳鉻合金和鑽石反應在表面形成碳化鉻的化學鍵。熔融的液體也會因表面張力而爬昇到鑽石表面形成緩坡,因此可將鑽石廣泛支撐(Massive Support)。這種強力的附著使鑽石永不脫落,既使故意把鑽石上部撞斷,其根基仍會崁在銲料之內。

圖二:電鍍鎳卡住的鑽石(上圖)及燒結鎳夾住的鑽石(中圖)被撞擊時都容易脫落。強力支撐的硬銲鑽石則永不脫落(下圖)。

早期的「鑽石碟」乃使用磨切石材的電鍍或硬銲工具。這種傳統的鑽石工具其上的鑽石分佈雜亂無章。1997年「中砂」推出「鑽石陣®」(DiaGrid®)鑽石工具(Sung, US Patent 6,286,498、6,039,641 、6,679,243)。1999 年「中砂」售出(聯電、IBM)第一批DiaGrid®「鑽石碟」,自此它就成為CMP的標竿產品,甚至是國內外競爭者師法的對象。2004 年全球「鑽石碟」的市場約$1億而其中的60%具有「鑽石陣」的特徵。

著名的創新公司3M也生產具有「鑽石陣」特徵的「鑽石碟」。由於它和「中砂」劇烈競爭乃控告「中砂」侵權,3M挾其強大的智權律師團隊窮追猛打「中砂」超過四年之久。其間本人反控3M侵權終迫其放手。2005年3月7日3M簽下和解書同意賠償本人及不再控告「中砂」。

圖三:電鍍(圖三之上圖)及硬銲(圖三之中圖)的鑽石碟,其上的鑽石分佈雜亂無章。「中砂的」DiaGrid®「鑽石碟」上的鑽石分佈則井然有序。
一般的表面加工只注意其粗糙度,對加工時所產生溝紋的分佈並不在意,所以可以使用雜亂無序的鑽石工具。然而修整CMP的拋光墊時刻紋的深淺、分佈,甚至形狀都會影響到晶圓的拋光。因此「鑽石陣」乃成為「鑽石碟」的主要設計。

傳統鑽石工具可以容忍鑽石脫落或崩裂,但「鑽石碟」上的鑽石絕不能脫落及崩裂。「鑽石碟」上鑽石的磨耗只是在頂端而已。因此鑽石必須保持鋒利,才能在拋光墊上刻劃出較尖且較密的紋路。一但鑽石磨鈍,拋光墊的切溝變淺也會加寬,這時晶圓的拋光速率會大降,而晶圓表面的缺陷數量也會驟增;這時「鑽石碟」的壽命已盡,必須立刻更換。

圖四:拋光墊的溝紋可以水波的特性描述,深度為振幅(浪高)而距離為波長(浪距)。溝紋越細密,拋光的速率越低但拋光墊支撐的時間越長,越規則的溝紋其拋光的速度也越穩定。
「鑽石陣」是「鑽石碟」設計的里程碑。「中砂的」DiaGrid®「鑽石碟」現為市場的領先者。為了拉大差距,本人安排世界最大的CMP 機台公司Applied Material 及世界最大的拋光墊公司Rhom Haas共同推薦DiaGrid®「鑽石碟」給所有的半導體客戶。
未來的CMP晶片的線寬仍大時可用較粗糙的拋光墊。但線寬依Moore定律的走勢進入奈米級(如2006開始的65 nm),拋光時的壓力要大幅降低(如至0.1 PSI),這時拋光墊上的刻紋不僅要細緻,也必須均勻。

圖五:「鑽石碟」上的鑽石尖點磨鈍後,拋光墊的摩擦力減小而表面累積的切屑逐漸增加,隨著銳利鑽石數量的減少,晶圓的磨除率就會降低而表面的缺陷數量則持續增加。
由於積體電路的線寬日趨微小,例如2005年開始執行90 nm的製程,晶圓表面平坦化及平滑度的要求就越來越高。鑽石除了分佈規則外,其頂點的等高度(Leveling)也要不斷改進。除此之外,為了因應晶片價格降低的長期走勢,「鑽石碟」的成本也需不斷壓低。為了因應這個趨勢,本人乃發明三種次世代的「鑽石碟」,包括由PCD Planer 改製的「先進鑽石碟」(Advanced Diamond Disk,ADD)、「電鍍鑽石碟」(Electroplated Diamond Disk,EDD)及「有機鑽石碟」(Organic Diamond Disk)。ADD乃將多晶鑽石燒結體以放電加工的方法刻劃出同樣形狀的尖錐。尖錐的頂點可在同一高度,其形狀也可設計。因此可在拋光墊上刻劃出細微而均勻的刻紋,這是現今鑽石碟無法做到的。未來的CMP 必須以極低的壓力進行才能避免磨穿奈米級的柔軟銅線及脆弱的低介電常數(Low K)電阻層,例如美國的Applied Material(世界最大的CMP機台公司)所發展的Electrolytic CMP(ECMP)就是以電解銅的方式降低拋光的接觸壓力。這種未來的CMP技術必須使用極細微刻紋的導電拋光墊,ADD 因可使鑽石尖角更利,似乎是唯一可用的拋光墊修整器。

圖六:拋光墊表面刻紋隨Moore定律走勢必須越來越微小,深淺也必須越來越均一。

EDD乃以反轉的電鍍製程使「鑽石碟」上的鑽石頂點都在同一平面上。EDD 所刻劃的紋路雖然不如ADD者細膩使其深度相當一致,目前所有「鑽石碟」上的鑽石高低不一,因此只能刻劃出深淺不規則的刻紋,EDD因此可取代現在產品成為下一代的「鑽石碟」。

ODD乃將化學鍍鎳的鑽石崁在堅硬的聚合物裏(如Polyimide、Bakelite或Arcrylic)。雖然鑽石乃以鎳層握持,但因鑽石只用尖端在軟質的拋光墊上刻畫出淺溝(如10μm),因此不會自鎳層脫落。為了增加介面的接觸面積鎳層的外部呈刺蝟狀,所以可以牢牢的卡在塑膠裏。由於ODD乃以灌膠的方式在常溫下或低溫下製造,所以不僅鑽石頂點可控制在同一高度其製造成本也最低廉。除此之外,基材也不會因高溫(如硬銲)變形破壞了鑽石的等高度。鑽石沒有受到高溫破壞,它也不會在CMP時崩裂刮傷晶圓。ODD含有聚合物所以不怕酸,它也是CMP次世代的「鑽石碟」。

圖七:ODD「鑽石碟」的設計圖。這種「鑽石碟」的基材(如Epoxy)可以是完全透明的塑膠,鑽石掉落時以肉眼即可看出,因此它可成為無缺陷的產品。

ADD已在美國的Center of Tribology測試顯示其利度及壽命都遠超過現在最好的DiaGrid®「鑽石碟」。不僅如此,「拋光墊」被修整時的消耗也遠低於傳統的「鑽石碟」。因此使用ADD可顯著提昇拋光晶圓的品質,也能大幅降低CMP的成本。

圖八:ADD、EDD及ODD為次世代的CMP產品,可在拋光墊上刻劃出極細的均勻刻紋,是未來CMP製程不可或缺的利器。
以CMP製造下世代的晶片必須避免局部因拋光過度而凹陷(Dishing)。現有的「鑽石碟」在拋光墊上所刻的紋路參差不齊,因此極易造成金屬線路太薄。ADD所產生的刻痕均勻,尤其不會有特別突出的隆起處,所以拋光的晶圓表面不僅沒有凹陷,也會特別平整及光滑。

為因應Moore定律未來的走勢,全世界最大CMP機台的製造公司「應用材料」(Applied Materials)已全力發展出電解CMP(Electrolytic CMP,ECMP)。ECMP乃將金屬(如銅)在陽極氧化,再以拋光墊輕柔擦拭把鬆散的氧化物掃除,因此拋光墊決不容許有任何「殺手纖毛」。ADD是唯一可以在拋光墊上刻出細緻紋路的修整器,因此它會成為製造未來精密晶片必備的利器。

圖九:ADD上的鑽石錐不僅形狀相同,而且尖刃在同一高度。除此之外,它的基材為燒結的多晶鑽石,所以可以耐強酸及強鹼,甚至在通過電流時也不虞氧化或侵蝕,ADD是終極的CMP「鑽石碟」。ADD修整的「拋光墊」比較平整,而且沒有異軍突起的「殺手絨毛」(killer Asperities),因此它拋光的晶圓較平滑也不會有常見的局部凹陷(Dishing)。


圖十:現有「鑽石碟」上的鑽石乃立於同一平面(上圖),因此在拋光墊表面刻劃的切溝深淺不一,這是造成晶圓拋光不均與產品刮裂痕的主要原因。ADD的尖錐切刃高度一致,而且可以設計出特殊結構,因此可刻劃出均勻細緻的紋路,這是拋光奈米級晶片最好的CMP拋光墊。


圖十一:DiaGrid®「鑽石碟」修整「拋光墊」的絨毛(Asperities)高低差較大,而ADD者較均勻(蔡明義提供)。前者拋光晶圓易造成缺陷,後者則可生產高品質的IC。


圖十二:ADD在修整「拋光墊」時可迅速(15秒)恢復「拋光墊」的摩擦係數,比傳統「鑽石碟」所需時間(33秒)快了一倍以上。


圖十三:ADD 修整「拋光墊」的壽命比DiaGrid®「鑽石碟」長多倍。圖示在加速磨耗的實驗中DiaGrid®「鑽石碟」在70秒前就已磨鈍,但ADD卻可持續修整到超過300秒。

圖十四:現用「拋光墊」上的刻痕落差太大,CMP時異軍突起的「殺手纖毛」(Killer Asperities)會刮傷晶片(上圖)。「殺手纖毛」不僅較高,而且因曾過度擠壓而變硬,它們會刮傷晶圓。ADD修整的拋光墊紋路高低有致(下圖),可以拋光出平整光滑的晶片。

圖十五;Applied Materials所發展的ECMP技術可能成為製造未來晶片的主流,ADD可望成為ECMP修整拋光墊不可或缺的利器(圖為Semiconductor Manufacturing, March 2006, Vol 7, Issue 3雜誌的封面)。

硬脆材料的延性切削

任何材料在極高壓的狀態下都會逐漸金屬化,既使如氫的氣體在數百萬個大氣壓下也會變成導電的金屬。遠在金屬化之前,材料的脆性會消失而變得可塑,因此極脆的陶瓷在高壓下也會流動變形。地殼表面的岩石相當硬脆,因此應力累積到某種程度就會破裂,甚至產生地震,但地殼深度的岩石可以流動,應力就不能累積,所以地震只在地表的淺處(<30 Km)發生。

圖十六:硬的刀具可以刺入軟的材料,當刺入的刀尖硬如鑽石時,脆性的陶瓷也會塑性變形,有如金屬。
刀具接觸工件時其切削點的最大應力取決定刀具本身的硬度。硬度其實就是刀具原子間所能承受的壓力。如果刀刃的刺入不深,刀頭前的工件原子所受的壓力就可接近刀具的硬度,在這種高壓下既使是脆性的材料,例如陶瓷、玻璃、矽晶、石英、剛玉…等,也可以延性切削。如果刀具夠利,不僅可「削矽如泥」,而且由於刺入很淺,其切削面有如鏡面而粗糙度甚至比拋光更平滑。「以切代拋」不僅速度可快多倍,加工面的品質更可超越,因此是鏡面加工的最高境界。

圖十七:以PCD刨平器淺削矽晶圓的示意圖,圖中的數字為PCD刨平器刀刃刺入矽晶的深度。

圖十八:當PCD刀刃被磨鈍後,延性切削就變成脆性破壞。

 



圖十九:三刃型(上圖)及四刃型(下圖)PCD刨平器。

圖二十:PCD刨平器刀頭表面暴露的微晶鑽石。

要延性切削硬脆材料,必須使用最硬及最尖的刀具,鑽石是最好的尖硬刀具,也是唯一可以延性切削陶瓷等硬脆材料的刀具。

由於硬脆材料本身為磨料,既使硬如鑽石的切削刀具在加工時也會很快被磨鈍,因此以尖利的鑽石延性切削的過程十分短促,當刀刃磨鈍後它和工件的接觸面積會急速增加以致使壓力頓形散失。這時工件的脆性已經恢復,切面就會崩裂。大面積摩擦產生的熱來不及排除,切面也會留下受熱產生的變質層。
PCD刨平器
為了延長延性切削的時間,切刃的數目及長度必須大幅增加,PCD刨平器具有極多的切刃,可長時延性切削包括矽晶等硬脆材料。

為了減低PCD刨平器與工件表面之間的摩擦阻力,PCD刀刃之間的平面也可以雷射轟擊使其粗糙化。由於PCD乃燒結的微粉鑽石,當切刃延性切削工件時,平台上暴露的鑽石微晶也可同時研磨刨削過的平面,使其更加細緻。 SST-AP/Taiwan
參考文獻
James C. Sung, 2006, PCD Planer for Dressing CMP Pads, 2006 CMP-MIC, CA, U.S.A.
 
reference: http://ssttpro.acesuppliers.com/semiconductor/Magazine_Details_Index_Id_1325.html 
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研磨與拋光介紹

 
研磨拋光(Polishing or Lapping)是使工件產生平滑鏡面的超精密研磨技術,其目的在於使表面粗糙度及平坦度到達一定的可容許範圍,常被廣泛的使用在硬脆金屬、陶瓷、玻璃及 晶圓等材料表面的精密加工。
研磨-研磨與拋光介紹

研磨

研磨工作方式:

研磨加工通常使用1μm到幾十μm磨粒和鑄鐵等硬質材料的研具。
  • 磨粒在工件與研具之間進行轉動
  • 由研具面支撐磨粒研磨加工面
  • 由工件支撐磨粒研磨加工面

研磨特性:

  • 硬脆材料的研磨
    • 微小破碎痕跡構成的無光澤面。
    • 磨粒不是作用於鏡面而是作用在有凸凹和裂紋等處的表面上,並產生磨屑。
  • 金屬材料的研磨
    • 表面沒有裂紋。
    • 對於鋁材等軟質材料,研磨時有很多磨粒被壓入材料內;對刀具和塊規等淬火工具鋼等可確保有塊規那樣的光澤表面。

拋光-研磨與拋光介紹

拋光

拋光工作方式:

  • 使用<1μm的微細磨粒。
  • 軟質材料拋光墊:瀝青、石蠟、合成樹脂和人造革等。
  • 微小的磨粒被拋光器彈性地夾持研磨工件。因而,磨粒對工件的作用力很小,即使拋光脆性材料也不會發生裂紋。


研磨特性:

  • 由磨粒進行的機械拋光可塑性地生成切屑。但是它僅利用極少磨粒強制壓入產生作用。
  • 借助磨粒和拋光器與工件流動摩擦使工件表面的凸因變平。
  • 在加工液中進行化學性溶析。
  • 工件和磨粒之間有直接的化學反應而有助於上述現象。
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超精密加工是指加工誤差小於0.01μm、表面粗糙度小於Ra0.02μm 的加工,又稱之為亞微米級加工。現在,超精密加工已進入納米級,稱之為納米加工。用於製造高精度高表面品質的零件,如大型積體電路的矽片,不僅要求極高的平面度,極小的表面粗糙度,而且要求表面無變質層、無劃傷。光學平晶、量塊、石英振子基片平面,除要求極高平面度、極小表面粗糙度外,還要求兩端面嚴格平行。

拋光研磨方法:

研磨方法 磨料 研磨工具 研磨液 研磨方式 加工機理 加工對象
超精密研磨 各種維細磨料 鑄鐵 
玻璃 
陶瓷
機油 
煤油 
水溶液
手工研磨 
機械研磨
以磨料的機械作用為去除加工余量 各種形位及尺寸精度高的硬脆材料零件
超精密拋光 各種微細磨料、軟質磨料 軟質研具、瀝青等 過濾水或蒸餾水 透鏡、平鏡研磨機,帶修整輪,加工運動平穩 光學零件、石英振子、玻璃等
液中研磨
、拋光
微細磨料 合成樹脂 過濾水或蒸餾水 研磨運動在液體中進行 以磨料的機械作用為主,加上液體的冷卻,分散磨料作用 矽片等電子材料
化學研磨
、拋光
微細磨料 無紡織等 純水或水溶液 研磨壓力大研磨速度高 以磨料的機械作用去除化學反應生成物 矽等
軟質磨料 玻璃板 藍寶石基板

機械作用的超精密研磨:

超精密研磨種類 加工原理
機械研磨 依靠微細磨粒的機械作用對被加工表面進行微量去除,達到高精度的加工表面。
彈性發射加工 加工時使用聚氨脂球作加工頭,在高速旋轉的加工頭與被加工工件表面之間加上含有微細磨粒(0.1~0.01μm)的研磨液,並產生一定的壓力。通過高速旋轉的加工頭所產生的高速氣流及離心力,使磨粒衝擊或擦過工件表面,產生彈性破壞物質的原子結合,從而去除工件表面的材料。
浮動研磨 利用流體力學原理使拋光器與工件浮離,在拋光器的工件表面做出了若干楔槽,當拋光器高速旋轉時,由於油楔的動壓作用使工件或拋光器浮起,其間的磨粒就對工件表面進行拋光。
磁力研磨 磁力研磨是利用磁場將磁性磨料聚集在工件與磁極間之工作間隙內,這些聚集的磁性磨料在磁場的作用下形成一束撓性的磁力刷(magnetic brush),同時產生研磨壓力作用在工件表面上,再藉由工件的旋轉與軸向振動,使磁性磨粒與工件表面之間產生相對運動,而達到精密拋光的效果
電解磁力研磨 電流電壓的陽極接工件,陰極接工具,陰極接欲去除毛刺的工件部位。電解液由泵驅動後經陰極流過陽極工件的毛刺部位到達回流槽。工件以一定的速度旋轉,同時作軸向振動。在垂直於工件軸線及電力線的平面方向上加直流強磁場,在磁場中填入游離狀的磁性磨料,由磁磨料組成的“磨料刷”快速衝擊件表面,去除突起的毛刺和實現光整加工。
ELID研磨 電子零件等功能材料之進步是有目共睹的,但對於各種素材零件之加工精度要求則是愈來愈嚴格。其加工技巧之磨料加工技術的研磨、拋光方面,對於高效率、高精度、高品位、超精密、自動化等之期望也很高,滿足其要求的加工技術之一為ELID研磨法。  
ELID研磨法為金屬結合砂輪的削銳方法之一,利用電氣化學作用所產生之電解溶出現象,在研磨加工中也可以連續地進行削銳,以保持穩定的銳利度。

機械+化學作用的超精密研磨:

超精密研磨種類 加工原理
化學機械研磨(CMP) CMP 指化學機械研磨 (Chemical Mechanical Polishing),或稱為化學機械平坦化 (Chemical Mechanical Planarization)。研磨液會與基材產生化學反應,反應生成物以力作用方式去除。利用作用力促進化學反應。
機械化學拋光(MCP) 磨料和基材之間由於力作用產生化學反應,在表面形成反應生成物,以力作用方式去除。利用作用力促進化學反應。
超音波振動研磨 超音波震動工具頭的端面與工件表面保持一固定的間隙δ,並在其間充以微細磨粒工作液,當超音波振動工具以一定的頻率振動時,帶動微細磨粒衝擊工件表面,從而對工件表面進行研磨。
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鈦在高溫下易於與空氣中的O、H、N等元素及包埋料中的Si、Al、Mg等元素發生反應,在鑄件表面形成表面污染層,使其優良的理化性能變差,硬度增加、塑性、彈性降低,脆性增加。


鈦的密度小,故鈦液流動時慣性小,熔鈦流動性差致使鑄流率低。 鑄造溫度與鑄型溫差(300℃)較大,冷卻快,鑄造在保護性氣氛中進行,鈦鑄件表面和內部難免有氣孔等缺陷出現,對鑄件的質量影響很大。
因此,鈦鑄件的表面處理與其它牙用合金相比顯得更為重要,由於鈦的獨特的理化性能,如導熱係數小、表面硬度、及彈性模量低,粘性大,電導率低、易氧化等,這對鈦的表面處理帶來了很大的難度,採用常規的表面處理方法很難達到理想的效果。 必須採用特殊的加工方法和操作手段。


鑄件的後期表面處理不僅是為了得到平滑光亮的表面,減少食物及菌斑等的積聚和粘附,維持患者的正常的口腔微生態的平衡,同時也增加了義齒的美感;更重要的是通過這些表面處理和改性過程,改善鑄件的表面性狀和適合性,提高義齒的耐磨、耐蝕和抗應力疲勞等理化特性。 


一、 表面反應層的去除 
表面反應層是影響鈦鑄件理化性能的主要因素,在鈦鑄件研磨拋光前,必須達到完全去除表面污染層,才能達到滿意的拋光效果。 通過噴砂後酸洗的方法可完全去除鈦的表面反應層。


1. 噴砂: 鈦鑄件的噴砂處理一般選用白剛玉粗噴較好,噴砂的壓力要比非貴金屬者較小,一般控制在0.45Mpa以下。 因為,噴射壓力過大時,砂粒衝擊鈦表面產生激烈火花,溫度升高可與鈦表面發生反應,形成二次污染,影響表面質量。 時間為15~30秒,僅去除鑄件表面的粘砂、表面燒結層和部分和氧化層即可。 其餘的表面反應層結構宜採用化學酸洗的方法快速去除。


2. 酸洗: 酸洗能夠快速完全去除表面反應層,而表面不會產生其他元素的污染。 HF—HCl系和HF—HNO3系酸洗液都可用於鈦的酸洗,但HF—HCl系酸洗液吸氫量較大,而HF—HNO3系酸洗液吸氫量小,可控制HNO3的濃度減少吸氫,並可對錶面進行光亮處理,一般HF的濃度在3%~5%左右,HNO3的濃度在15%~30%左右為宜。


二、鑄造缺陷的處理 
內部氣孔和縮孔內部缺陷:可等熱靜壓技術(hot isostatic pressing)去除, 但對義齒的精度會產生影響,最好用X線探傷後,表面磨除暴露氣孔,用激光補焊。 表面氣孔缺陷可直接用激光局部焊接修補。


三、研磨與拋光 
1. 機械研磨: 鈦的化學反應性高,導熱係數低,粘性大,機械研磨研削比低,且易於磨料磨俱發生反應,普通磨料不宜用於鈦的研磨與拋光,最好採用導熱性好的超硬磨料,如金剛石、立方氮化硼等,拋光線速度一般為900~1800m/min.為宜,否則,鈦表面易發生研削燒傷和微裂紋。


2. 超聲波研磨: 通過超聲振動作用,使磨頭和被研磨面間的磨粒與被研磨面產生相對運動而達到研磨、拋光的目的。 其優點在於常規旋轉工具研磨不到的溝、窩和狹窄部位變得容易了,但較大的鑄件研磨效果還不能令人滿意。
3. 電解機械複合研磨: 採用導電磨俱,在磨俱與研磨面之間施加電解液和電壓,通過機械和電化學拋光的共同作用下,降低表面粗糙度提高表面光澤度。 電解液為0.9NaCl,電壓為5v,轉速為3000rpm/min.,此方法只能研磨平面,對複雜的義齒支架的研磨還處於研究階段。


4. 桶研磨:利用研磨桶的公轉與自轉所產生的離心力,使桶內的義齒與磨料相對摩擦運動而起到降低表面粗糙度的研磨目的。 研磨自動化、效率高,但只能降低表面粗糙度而不能提高表面光澤度,研磨的精度較差,可用與義齒精拋光前的去毛刺和粗研磨。


5. 化學拋光:化學拋光是通過金屬在化學介質中的氧化還原反應而達到整平拋光的目的。 其優點是化學拋光與金屬的硬度、拋光面積與結構形狀無關,凡與拋光液接觸的部位均被拋光,不須特殊複雜設備,操作簡便,較適合於復雜結構鈦義齒支架的拋光。 但化學拋光的工藝參數較難控制,要求在不影響義齒精度的情況下能夠對義齒有良好的拋光效果。 較好的鈦化學拋光液是HF和HNO3 按一定比例配製,HF是還原劑,能溶解鈦金屬,起到整平作用,濃度


6. 電解拋光:又稱為電化學拋光或者陽極溶解拋光,由於鈦的電導率較低,氧化性能極強,採用有水酸性電解液如HF—H3PO4、HF—H2SO系電解液對鈦幾乎不能拋光,施加外電壓後,鈦陽極立刻發生氧化,而使陽極溶解不能進行。 但採用無水氯化物電解液在低電壓下,對鈦有良好的拋光效果,小型試件可得到鏡面拋光,但對於復雜修復體仍不能達到完全拋光的目的,也許採用改變陰極形狀和附加陰極的方法能解決這一難題,還有待於進一步研究。

 

四、鈦的表面改性 
1. 氮化:採用等離子體滲氮、多弧離子鍍、離子注入和激光氮化的等化學熱處理技術, 在鈦義齒表面形成金黃色TiN滲鍍層,從而提高鈦的耐磨性、耐腐蝕性和耐疲勞性。 但技術複雜,設備昂貴,用於鈦義齒的表面改性很難達到臨床實用化。

2. 陽極氧化:鈦的陽極氧化技術較為容易,在一些氧化性介質中,外加電壓的作用下,鈦陽極可形成較厚的氧化膜,從而提高其耐腐蝕性和耐磨性和耐候性。 陽極氧化的電解液一般採用H2SO4、H3PO4和有機酸水溶液。


3. 大氣氧化:鈦在高溫大氣中可形成較厚堅固的無水氧化膜,對鈦的全面腐蝕、間隙腐蝕都有效,方法比較簡便。


五、 著色 
為了增加鈦義齒的美感、防止鈦義齒在自然條件下的繼續氧化的變色,可採用表面氮化處理、大氣氧化和陽極氧化法表面著色處理,使表面形成淡黃色或金黃色,提高鈦義齒的美感。 陽極氧化法利用鈦的氧化膜對光的干涉作用,自然髮色,可通過改變槽電壓在鈦表面形成多彩的顏色。


六、 其他表面處理 
1: 表面粗化:為了提高鈦與飾面樹脂的粘結性能,必須對鈦表面進行粗化處理,提高其粘結面積。 臨床上常採用噴砂粗化處理,但噴砂會造成鈦表面的氧化鋁的污染,我們採用草酸刻蝕的方法,得到良好的粗化效果,刻蝕1h表面粗糙度(Ra)可達到1.50 ±0.30μm,刻蝕2h Ra為2.99±0.57μm,比單獨噴砂的Ra(1.42±0.14μm)提高一倍多,其粘結強度提高了30%。


2: 抗高溫氧化的表面處理:為了防止鈦在高溫下的急劇氧化,在鈦表面形成鈦矽化合物及鈦鋁化合物,可防止鈦在700℃以上溫度下的氧化。 這種表面處理對鈦的高溫氧化非常有效,也許鈦表面塗覆這類化合物,對鈦瓷結合有利,仍須進一步研究。

 

 

 

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在電鍍生產線上,工件在電鍍前進行的一係列前處理都是為了得到更好的鍍層,那麼化學拋光在整個前處理中也是很重要的,下面我們就來了解一下電鍍前處理的化學拋光。

    化學拋光是指在合適的溶液中,不使用外接電源,依靠化學浸蝕作用對工件進行的拋光。在化學拋光過程中,由於金屬微觀表面形成了不均勻的鈍化膜,或由於形成了類似電解拋光過程中所形成的稠質黏膜,從而使表面微觀凸出部分的溶解速度顯著大於微觀凹入部分,因此降低了零件的表面顯微粗糙程度,使零件表面比較光亮和平整。化學拋光廣泛應用於不銹鋼、銅及鋁合金等的拋光,還用於對一些零件做裝飾加工。化學拋光可作為電鍍前的處理工序,也可在拋光後輔以必要的防護措施而直接使用。

    與電拋光相比,化學拋光不需要電源和導電挂具,可對形狀復雜的各種尺寸的零件進行拋光,生產效率高。其缺點是溶液使用壽命短,濃度的調整和再生比較困難,通常還會析出一些有害氣體。化學拋光的拋光質量也比電拋光差,這主要是因為在化學拋光中,由於材料的質量不均勻,會引起局部電勢高低不一,產生局部陰陽極區,形成局部短路的微電池,使陽極發生局部溶解。而在電拋光中,由於外加電勢的作用可以完全消除這種局部的陰極區,從而進行全面的電解,因而效果更好。

    (1)拋光液的組成及其他影響因素。

    拋光液組成:為了保證化學拋光的效果,必須使金屬表面溶解,並在表面形成前述的液體膜或固體膜。化學拋光液的基本組成一般包括腐蝕劑、氧化劑、添加劑和水。其中,腐蝕劑是主要成分,主要使工件在溶液中溶解;氧化劑和添加劑可抑制腐蝕過程,使反應朝有利於拋光的方向進行;水對溶液濃度起調節作用,便於反應產物的擴散。

    用作金屬溶解的成分一般是酸,其中用得較多的是H2S04、HN03、HC1、H3PO。、HF等強酸,而對鋁那樣的兩性金屬,也可用NaOH,在這些酸中由於高濃度的磷酸和硫酸都具有較高的黏度,可形成液體膜擴散層,故這種成分具有兩種功能。這也是在化學拋光液的組成中主要採用磷酸和硫酸的原因。為了提高黏度,使擴散層容易形成,也可加進明膠或甘油等能提高黏度的添加劑。為了促進固體膜的形成,則需加入以硝酸或鉻酸為主的強氧化劑。

    拋光時間:化學拋光存在一個最佳拋光時間範圍。若時間過短,只能獲得沒有光澤的梨皮狀表面;若時間過長,不僅溶液損失增大,而且加工表面會出現污點或斑點。而這個時間範圍受材料、拋光液組成及拋光溫度等因素的影響,通常難以預測,只能通過實驗測定。化學拋光中往往同時產生氫氣,這是在拋光具有氫脆敏感性材料時必須注意的問題。另外拋光液溫度高達100~

    200CC時,還會發生退火作用。為了把氫脆和退火作用的影響降到最低,就必須在最適溫度範圍內選擇盡可能短的拋光時間。

    拋光溫度:化學拋光時,溶解速度隨著拋光液溫度的提高而顯著增加。此外,強氧化性的酸在高溫時的氧化作用會變得很顯著。在化學拋光中,由於這些酸的溶解作用和氧化作用會同時發生,故多數情況下都是把拋光液加熱到較高溫度來進行拋光的。

    需要提供溫度來進行拋光的金屬有鋼鐵、鎳、鉛等,若溫度低於某一定值,就會失去光滑的腐蝕表面,故存在一個形成光澤面的臨界點,在臨界點以上的溫度範圍內拋光效果較好。而這個溫度範圍又因液體的組成不同而異,如果高於這個溫度範圍,會形成點蝕、局部污點或斑點,使整個拋光效果降低。此外,溫度越高,材料的溶解損失也越大。

    (2)銅及其合金的化學拋光。銅和單相銅合金可在磷酸一硝酸一醋酸或硫酸一硝酸一鉻酸型溶液中進行化學拋光

    在使用過程中需經常補充硝酸,拋光時如果二氧化氮析出較少,零件表面呈暗黃色時,可按配置量的1/3補充硝酸。為防止過量的水帶入槽內,零件應幹燥後再拋光。

    (3)鋁及鋁合金的化學拋光。為獲得光亮的表面,必須嚴格控制拋光液硝酸的含量。硝酸含量過低,拋光速度慢且拋光後表面光澤性差;硝酸含量過高,容易發生鱗狀腐蝕。磷酸濃度低時,不能獲得光亮的表面,為了防止溶液被稀釋,拋光前的零件表面應幹燥。醋酸和硫酸可以抑制點狀腐蝕,使拋光表面均勻、細致。硫酸銨和尿素可以減少氧化氮的析出,並有助於改善拋光質量。少量的銅離子可以防止過腐蝕,從而提高拋光表面的均勻性,但含量過高又會降低拋光表面的反光能力。鉻酐可以提高鋁鋅銅合金的拋光質量,含鋅、銅絲高的強度鋁合金在不含鉻酐的拋光液中,難以獲得光亮的表面。

    經化學拋光的零件,一般應在室溫下於400—500g/L的硝酸中或在100~200g/L的鉻酐溶液中,浸漬數秒至數十秒,以除去表面的接觸銅。

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鋁和鋁合金的化學拋光是以70%(質量百分數)的磷酸為基礎的溶液。常用的是磷酸、硝酸、硫酸混合液,當合金成分變化時,硫酸含量(質量百分數)在9%。l5%之間變化,硝酸含量(質量百分比)在3%~9%之間變化。由於工作溫度在105℃左右,大量產生氮氧化物污染環境。因此,在磷酸和硫酸混合液基礎上用S類酸銅光亮劑作添加劑,產生了無黃煙化學拋光工藝。但這種無黃煙化學拋光只適用於純鋁或鋁鎂合金,對其他鋁合金效果較差。後來又有只加2%硝酸的配方出現,也用類似的添加劑,沒得到擴大適用範圍。但是,至今磷酸、硝酸、硫酸混合液因為適應性強,還是主流配方。

    含銅、鋅較高的鋁合金,化學拋光時加2~5g/L鉻酐有幫助。手冊上有記述,含硅高的鋁合金,化學拋光時用60~65mL/L硝酸、15~20mL/L氫氟酸、甘油1~2mL/L的混合液,在室溫下浸2s。不過這種方法更像是浸蝕。

    還有一種含醋酸的配方,適用於純鋁和2A12(LYl2):

 

圖片1.jpg

                                含醋酸的配方

   醋酸對於防止點狀腐蝕有更好的效果。

 

 

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近幾年來,台灣的半導體產業產值在全球已佔有相當比例,成為台灣生產結構的重心,但是在半導體設備方面,因發展歷程較短,對於技術層面較高、產值較大的半導體前段製程設備及關鍵零組件,幾乎完全仰賴進口,無法自行生產。經由專家學者分析後了解,此段製程設備中關鍵零組件附加價值雖比系統設備低,但其所需的製造技術較接近我國相關產業目前的技術水準,其中又以氣體供應系統之關鍵零組件,包含各類閥件、接頭、管件、泵浦、真空腔體等,其具有用量大、汰換率高、單價高、市場龐大等優點,適合作為發展的踏板。半導體製程設備的構造材料,考量耐蝕性、強度、加工性,以不銹鋼最為廣泛使用。然而經過熱壓延後的素材表面,成形後含有複雜的雜質與介化合物的變質層,且覆蓋一層多孔性的氧化層,表層的晶界易被腐蝕,因而發生局部侵蝕,晶界的隙縫中會殘留氣體或液體而形成死區(dead zone),形成水分或氣體的吸附區,也是較易附著金屬微粒的原因,為了減少這些表面缺陷層、加工變質層,且表面粗度要盡可能變小,並且在表面覆蓋一層薄且緻密的氧化皮膜,故需要進行特殊的表面處理。

 由於半導體製程使用的零組件對於表面平滑、潔淨與抗腐蝕能力的需求越來越高,過去的處理方式面臨極限,如擦光研磨因局部加壓研磨,在加工表面留下磨痕,且在晶界處發現金屬粉末及油脂嵌入其中;而電解拋光法容易發生過度電解,於晶界發生腐蝕作用,並且在表面產生孔蝕缺陷;化學鈍化法無法移除變質層及改善粗糙度;化學研磨法的電解液調配複雜且電解液的保存與管理十分重要;光輝熱處理無法改善表面粗糙度;GBB處理會在表面上產生許多微小裂縫並且有金屬微粒及玻璃的破片嵌入表面。而上述處理方式,表面粗度大約都在0.1mm以上。

 電解複合研磨為金屬表面處理技術,適用於不銹鋼及鋁、鈦、銅等非鐵金屬,主要之加工機制是利用電解作用將材料逐層移除,再配合黏彈性磨料進行輔助性之微小切割,藉此排除電解生成物並使加工面均勻平滑,使得到高品質鏡面的加工技術。加工後表面形成披覆200-300蚊鈍化皮膜的高品質鏡面,表面粗糙度可達到0.1mm~0.01mm,品質穩定,且加工效率可達工業生產規模。

電解複合研磨
 電解複合研磨(Eletro Chemical Buffing,ECB) 為1976年開發之金屬表面處理技術,其加工示意圖(參照圖一)所示之原理,係利用電解作用將金屬原子由表面逐層移除,並配合黏彈性磨料進行輔助作用的微小切割,藉此排除電解生成物對工件表面產生絕緣效果之不良影響,經由反覆實施之方式,進而得到高品質鏡面。ECB加工系統示意圖(參照圖二),陰極側安裝電極與研磨材料,加工件連接於陽極側並與陰極保持一定的間隙,在兩電極其間供給電解液,同時輸入電流,並使研磨材與陽極接觸並移動,在電解作用下,陽極的金屬進行反應,並產生電解生成物,其覆蓋於工件表面凹凸部分,凸部被研磨材磨去,優先且有選擇性地逐步微量削減表面凸部的高低差距,在加工過程中,應力、熱及磨粒等殘留極少,可避免生成加工變質層。

 電解複合研磨(ECB)是使用電流密度約為0.1~0.4A/cm2,並配合施加壓力5~30kPa之電解研磨加工法。在此電流密度下進行電解,其加工面上會形成電解生成物,因其影響導電效果,使電流效率下降,導致電解作用減緩(參照圖三)。被磨粒摩擦而除去部分生成物,使其電解溶析反應恢復,電流效率快速升高至10-100% (參照圖四)。當磨料的移動速度在1m/s以上時,磨料選擇性地摩擦過表面微觀的凸部,而微觀的凹部其去除量近乎為零,因此表面粗糙度可以快速獲得改善。

 針對生技管件之主要產品尺寸以1/4”~3”或4”,而半導體管件之主要產品尺寸則以1/8”~1”,針對5-30mm的管或穴等內表面的加工方式,在經過各1~3道次的粗、中、鏡面精修的三道程序後,表面粗度從數mm(Ra)等級會減低到0.01mm(Ra)。

 另電極治具材質為聚氨基甲酸乙酯(urethane)、耐龍不織布以螺旋狀纏繞並固定兩端所構成,工具的外型直徑比工件的內徑稍大,使其再插入工件時可以因壓縮而產生磨擦壓力,在工具迴轉同時做振幅約為8~10mm的軸向往復運動(參照圖五),如此磨粒的運動軌跡便會產生適當的交叉角度。長度100mm以上的工件,假如整面同時做研磨,則研磨刀具在軸方向運動宜採定速方式。

 針對電解複合研磨製程因電解作用而對金屬表面產生材質成分的變化,依據相關資料顯示(參照表一),就SUS316L不銹鋼之表面材質成份,經電解複合研磨加工前後,鉻(Cr)增加約80%、鐵(Fe)減少約18%、鉻鐵比(Cr/Fe)約提升119%,且比值亦達1.57明顯增加工件表面之耐蝕性。

 另對電解複合研磨製程中磨料固定型式者,加工表面精度以Ra 1.0~0.01mm為其範圍,如為磨料非固定型式者,加工表面精度則可能達Ra 0.02~0.006mm(參照圖七),對未來在高強度、高韌性等材料特性或高精度、高潔淨度等要求下,應可滿足相關產業之加工需求,並因其使用中性鹽類電解液之製程特性,故對作業環境、工廠安全、廢水、廢液等環保問題之處理,應可符合綠色製程之要求,相信未來會突顯其特性,並對產業界做出貢獻。

產業背景
 不銹鋼是最被廣泛使用在食品、生技及半導體設備、超高真空元件的應用材料,其主要考量材質之耐蝕性、強度及加工性,因為就前述產業中光電、半導體產業之毒性、腐蝕性與微粒子問題皆是在材料選用上之重要考量,然而上述產業加工製程中需靠管件輸送大量工作流體,以行輸送、儲存、反應等功能,而上述潔淨管件對內表面之潔淨度、面粗度、材質成份等亦有高度的要求,故是本技術的適當運用場合。

 電解複合研磨(ECB)製程技術應用於生技、半導體產業之廠務設備及真空腔體等項目,日本使用最多,目前以神鋼特殊鋼管株式會社(KOBELCO)應用於不銹鋼潔淨管件,另日造精密研磨株式會社更應用於化學、醫藥、半導體、超真空等領域為最顯著(參照圖八)。

 目前國內光電、半導體產業所需之相關管閥件多為國外進口,不僅建廠成本增加,更使得建廠品質、時程、效率等在國際競爭下,皆處於相對不利的地位,尤其是主要競爭對手韓國已逐漸建立光電、半導體產業所需之相關零組件產業。

 為突破上述技術瓶頸,金屬工業研究發展中心針對上述產品之開發技術切入,希望能藉由設計、製造、檢測等面向建立相關技術,以期能改善所面臨的產業瓶頸。為符合SEMI的相關規範,需解決閥管件之內流道或接頭之內表面拋光問題,故不僅需克服電解拋光技術(Electrochemical Polishing),更需克服流道內面研磨技術,乃希望藉由電解複合研磨技術(Electrochemical Buffing)來達到內徑研磨、拋光等目的。

 就光電、半導體產業所需管件材質以SUS316L為主,由於管件使用場合不同,材質等級亦有差異,為達到對表面粗糙度、潔淨度、抗蝕性、化學反應性、洩漏率、加工性等要求,管配件表面處理可分為AP(Untreated)、CT(Chemical Treatment)、MP(Mechanical Polish)、BA(Bright Anneal Treatment)、CP(Chemical Polish)、EP(Electrochemical Polish)等製程,表面粗度量測規範以符合SEMI F19、F37及SEMASPEC 900120400B規範為準,SEMI對UHP(Ultra High Purity)管配件表面粗度建議規範為Ra ≦0.13mm,最大(Maximum) Ra ≦0.25mm,且對於研磨紋路(Texture)亦有所要求。過去吾人所施行的金屬表面處理方式仍然有其缺點,並無法達成高潔淨度及鏡面的要求,尤其是手工拋光更是耗時費工且不易達到要求,而金屬刷之工具磨耗及高熱、表面殘留應力等亦是難以克服之缺點,故電化學加工技術被應用於上述場合正可以滿足要求。

 金屬中心由93年開始規劃以潔淨管件加工為標的物,藉由完成潔淨管件內徑研磨漸次推展至彎管、小管徑、超鏡面等目標,目前已完成管件電解複合研磨拋光機開發,正逐漸建立前述技術之應用,並已完成實測且效果顯著。

加工實例:2”管接頭(fellow)
加工件材質:SUS316L
加工時間:2 min
表面粗度:加工前Ra 0.5mm 加工後Ra 0.08mm

結論
 隨著新時代的來臨,現階段傳統加工法已無法滿足我們在精微加工的需求,唯有跳脫巨觀進入微觀的領域,不斷創新才能突破現有的技術。換言之,在各種特殊材料不斷推新的航太、電子、生醫等高科技產業下,現代成熟的精微表面加工技術將是不可或缺的製程技術,而電化學複合加工技術更可突顯其特性。而電化學表面處理技術涵蓋範圍不止前述部份,但皆需靠精密與具功能性的設備,更需要系統化的know-how和配套的相關技術相互整合才可能發揮功效,如:穩定之電源供應器、具創意之電極治具、精密之電解液循環過濾系統及有效之廢液處理系統等,因此如何建立並應用電化學加工技術加速半導體、光電、生醫、模具等零組件關鍵技術的開發,並把握切入新興領域的龐大商機,是相關產業面臨的重大挑戰與轉型成長的關鍵。SST-AP/Taiwan

參考資料
1. CS半導體基盤技術研會:超高純度氣體的科學,REALIZE INC. (1994)
2. 間宮富士雄:化學研磨和電解研磨,楨書店(1997)
3. 朱樹敏:電化學加工及相關特種加工工藝技術,精微電化學加工技術研討會(2006)
4. 李碩仁:The polishing mechanism of electrochemical mechanical polishing technology,journal of Materials Processing Technology 140 (2003)
5. ASME:Bio processing Equipment,ASME BPE(2002)
6. ASME:Surface Texture,ANSI/ASME B46.1-2002

 

reference: http://ssttpro.acesuppliers.com/meg/meg_1_4023122820071619285876806_8323.html 

 

 

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半導體氣體供應零組件要求高潔淨性、表面平滑性、抗蝕性、低洩漏率等,目前適用於半導體元
件的表面處理方法有:機械拋光法+化學鈍化法、化學抛光法(chemicalpolishing, CP)、光輝熱
處理(bright annealing, BA)與電解拋光法(electro-polishing,EP)等。由於電解拋光法具有以下
幾種特性,衍然已成為半導體製程中重要閥件與零組件處理流道表面的主要方法。

● 鈍化層:不銹鋼材料在進行EP處理後的表面,會在表面生成鈍化層,鈍化層生成原因是因為
EP在處理時,鐵鎳移去的速率比鉻快,造成表面富鉻化效應,同時在表面生成氧化鉻層,可有
效提昇表面抗腐蝕能力,此為其他種抛光無法達到的特色。

 

● 光澤化:抛光能力優越,較機械抛光更佳,可以達到鏡面級的光澤,商品化的管件可以用EP
達到Ra=0.01µm的層次。

 

● 高潔淨度:EP製程將工程表面移去一層,因此表面之髒汙層、氧化層、雜質層、碳化層、應
力層等,都會被EP所移去,同時表面平坦化,無藏污納垢的凹陷,因此可使工件表面達到高潔
淨層度。

 

● 特殊形狀加工:EP過程中,接觸工件的僅有電解液,工件在處理過程中,不受任何應力,可
處理薄型工件,且可除去因機械加工產生的表面應力層。同時,EP可處理特殊形狀工件,對於特
殊形狀表面可均勻拋光,對於小型工件的外部EP處理,可大批量一次進行,可減少加工時間。

 

由於EP處理具有以上幾項優點,因此在半導體設備的氣體供應元件中被大量使用,也因為僅有EP
可以達到表面超高潔淨度之要求,且對於氣體流道的鈍化效果可提供優越的抗腐蝕能力,能確保
管件不受多種特別強腐蝕性氣體腐蝕,在對於線幅越來越小的半導體製程中,潔淨度的要求越來
越高之條件下,未來對EP處理之產品的要求勢必越來越重要。


電解拋光技術在歐美早已成熟30年以上,直到近年來半導體工業的發展,才使得這項技術在國內
有發展之契機。EP技術可分為外表面與內孔表面兩種,數年前國內業者始引進外表面EP技術,然
而內孔表面EP技術因涉及電極夾治具的設計障礙,致使國內業者仍缺乏這方面之技能。本部門從
事半導體設與閥件之研發,深深瞭解EP關鍵技術在各項零組件流到表面處理的重要性,因此致力
於研究與開發內孔表面EP技術,以提昇本部門在關鍵零組件之研發與製造之能力。

 電解拋光原理


電解拋光原理乃將工件接於陽極,以某種金屬接於陰極,置於電解液中通以直流電,以電解作用將
工件表面金屬移除,亦即反電鍍作用,如圖2-3所示(詳情請參考附件)。在適當的電解液和操作條
件下,使工件表面發生材料之消蝕,具有清除毛稜之作用,使工件表面光澤化與平坦化。以不銹鋼
而言,所含之元素如鐵、鉻、鎳都同時參與此反電鍍反應,在工件表面發生材料之消蝕,並發生表
面平順化作用,造成拋光效果。在此同時也會生成一些副產物,這些副產物必須小心地予以控制以
得到最高的拋光品質;例如不銹鋼所含之不同金屬成分有所差異,元素的溶解移除速率也就不盡相
同,鐵原子會先被移除掉,因此留下的表面鎳與鉻含量會變高,使得表面出現“富鉻化”的效果,
產生EP工件重要的鈍化層,此乃有助於提昇工件表面的抗蝕能力。

 

電解拋光之所以有抛光效果,主要有以下幾種效應:

(一) 電場集中效應:亦稱之為避雷針效應,此為最主要之拋光效應。將工件表面放大而視之,可
        發現表面凹凸不平,尖突處如同避雷針,可吸附較大電場,造成局部的電流密度增加,因此
        尖端 處的金屬迅速的被侵蝕;而凹陷處之電流密度較低,金屬被侵蝕較少,因此有抛光平坦
        化之效果。

 

(二) 陽極膜飽和效應(黏度效應):電解抛光過程中,將產生厚約0.1mm的陽極膜(anode film),
        陽極膜呈黏膜狀,具高電阻,金屬帶正電離子不易擴散出與陰極離子結合,因此電流不易通過
        。由於表面凹陷處電解液流動較慢,易形成飽和陽極膜,電流密度因而降低;而尖突處電解液
        流動較快,不易生成飽和陽極膜,電流密度較高,因而具有拋效果。

 

(三) 氣體擾動效應:電解拋光過程中,陽極會產生氧氣氣泡,而尖突處電流大,所以產生氣泡較多
        , 因此也較易打破陽極膜,形成抛光之效果。


電解拋光發展現況與趨勢


電解拋光技術在歐美早已成熟30年以上,目前主要專注於特殊金屬如鈮鉭等金屬的拋光技術,以及
特殊電解液的添加濟配方等方向發展。另方面,對於自動化設備及節省成本的新製程,如各種大小
管件、彎曲管件、細長無縫鋼管、大小筒槽、大量散裝件之製程及專用機自動化設備等,都是發展
之重點。以日本而言,早已完成30m無縫EP鋼管製程,並已於市場銷售,目前正研發300m無縫
鋼管EP鋼管製程。就整體EP技術而言,美國優於歐日;以無縫EP鋼管技術來說,日本技術最為領
先。早些年在台灣的民間業者已自行引入外表面EP技術,主要應用於欄杆、不銹鋼門窗光澤美化等
。幾年前,中科院為研製飛機零組件,也引進外表面EP技術;工研院化工所、清大機械所及雲林技
術學院機械系也曾就外表面EP技術進行研究。


至少內孔EP技術,主要關鍵在於夾治具的設計,其次才是電解液之配方。夾治具視待EP工件形狀與
數量而定,一般而言,夾治具必須包括電極連接端子與連接線與電源供應器相連接,外部EP夾治具
一般為掛架,懸掛工件置於電解槽內或是吊籃滾筒類以安置小型工件,內孔EP夾治具則為提供電解
液流動通道並電解液流出入內孔。夾治具材料因需抗電解液腐蝕,需通電的通常用鎢或鈦,不通電
則選用PTFE或PP類材質。


以EP製程本身而言,夾治具設計受到工件不同而具有相當大的歧異性,由於國外廠商將夾治具的設計
列為機密,以致國內對此技術完全闕如。再則,夾治具設計需要多方面的分析模擬以及實驗的驗證,
再加以經驗之累積使成,因此在國內少有業者願意投資研發,致使此項技術延宕至今,另一項需要經
驗累積的則是EP參數的調整,此方面技術也需進行長時間的試驗及累積足夠的資料庫後,始可達到良
好的控制。同時,對於EP處理後的品質檢驗程序技術,國內的能力與經驗也略嫌不足,這方面仍有待
投入更多的時間與人力持續從事研發工作。有鑑於此,本部門於開發質流控制器的同時,也深切體會
到EP技術的重要性,因此積極開發此項關鍵技術,以期提升產品品質,並落實本土化技術。

 

 

 

 

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近幾年來,台灣的半導體產業產值在全球已名列前茅,成為台灣生產結構的重心,但是在半導體設備方面,因發展歷程較短,對於技術層面較高、產值較大的半導體前段製程設備及關鍵零組件,幾乎完全仰賴進口,無法自行生產。經由專家學者分析後了解,此段製程設備中關鍵零組件附加價值雖比系統設備低,但其所需的製造技術較接近我國相關產業目前的技術水準,其中又以氣體供應系統之關鍵零組件,包含各類閥件、接頭、管件、泵浦、真空腔體等,具有用量大、更新率高、市場龐大等優點,適合作為發展的踏板[1]。半導體製程設備的構造材料,考量耐蝕性、強度、加工性,以不銹鋼最為廣泛使用。然而經過熱壓延後的素材表面,成形後含有複雜的雜質與介化合物的變質層,且覆蓋一層多孔性的氧化層,表層的晶界易被極度腐蝕,因而發生局部侵蝕,晶界的隙縫中會殘留氣體或液體而形成死區(dead zone),形成水分或氣體的吸附區,亦是較易附著金屬微粒的原因,圖一為SUS304熱壓延的酸處理材的表面SEM觀察[2]。
為了減少這些表面缺陷層、加工變質層,且表面粗糙度要盡可能變小,並且在表面覆蓋一層薄且緻密的酸化皮膜,需要進行特殊的鏡面加工處理。過去用來處理金屬表面的方式包括:擦光(buffing)、電解拋光(electro polishing,EP)、化學鈍化(chemical passivation)、化學拋光(chemical polishing)、光輝熱處理(bright annealing ,BA)、Glass beads blast (GBB)等。
由於半導體製程使用的零組件表面對於平滑、潔淨與抗腐蝕能力的需求越來越高,過去的處理方式面臨極限,如擦光研磨因局部加熱加壓研磨,在加工表面留下磨痕,且在晶界處發現金屬粉末及油脂嵌入其中;而電解拋光容易發生過度電解,於晶界發生腐蝕作用,並且在表面產生孔蝕缺陷;化學鈍化法無法移除變質層及改善粗糙度;化學拋光法的電解液調配複雜且電解液的保存與管理十分重要;光輝熱處理無法改善表面粗糙度;GBB處理會在表面上產生許多微小裂縫並且有金屬微粒及玻璃的破片嵌入表面。而上述處理方式,表面粗度大約都在0.1mm以上。因而有必要導入電解複合研磨(Electrochemical buffing,ECB),使表面品質得到更進一步的改善。

加工原理
電解複合研磨為1976年開發之金屬表面處理新技術,適用於不銹鋼及鋁、鈦、銅等非鐵金屬,圖二為ECB加工示意圖。系統主要包括電解槽、電解液、電解液過濾循環系統、直流電源供應器、電極研磨刀具、電極進給系統等。加工時,陰極端係為電極與研磨材交互排列所製成之刀具,工件於陽極端藉由磨輪接觸與陰極保持一定的間隙,注入電解液,施以適當電壓,在電解作用下使工件表面生成不動態皮膜。工件表面的凹凸部分生成不動態皮膜的期間,同時將研磨刀具壓在工件上迴轉,凸部被磨粒摩擦去除,且陽極進行溶解時有選擇性高點優先被電解溶出,兼得兩者的長處,圖三為鏡面形成過程的模擬[3][4]。 

鏡面的達成
金屬材料的表面層有凹凸、殘留應變、研磨劑、氧化物嵌入,晶界處容易與氧、水、硫之類起化學反應,過去使用擦光、EP、CP、GBB之類的處理來去除這些加工變質層。但是,設備的高集積化,高品質化伴隨而來,面臨了這些處理方法的極限,電解複合研磨(ECB)進而被廣加利用。圖四為機械拋光後看起來宛如鏡面的表面狀態經SEM放大後觀察,因為研磨過程局部遭受加壓加熱變形,產生磨痕、毛邊,且有金屬粉、油脂等雜質嵌入晶界處。相較之下,圖五的ECB處理面,品質穩定,表面粗糙度可達到Ra0.1mm~0.01mm以下,變質層及缺陷都被去除,也沒有嵌入異物,進而得到高品質鏡面。

電解複合研磨之特徵
1. 鏡面般的表面:同時以一邊拋光一邊電解的方式,快速達到鏡面般的平面。
2. 表面結構均勻:在電解過程中將一些因機械加工或研磨拋光所嵌入之雜質攜出,讓表面回復均勻結晶面。
3. 高抗腐蝕性:係利用電解作用將鐵離子大量攜出,讓Cr/Fe比提高達到抗腐蝕效果。
4. 表面不易黏著雜質:由於拋光後表面粗糙度接近光滑平順面,所以任何黏著的雜質不易附著且能輕易地清除。
5. 針對複雜自由曲面也能拋光:針對平面、凹凸面、自由曲面、超大型表面,也都能處理。
6. 可針對不同材料進行拋光:主要以導電性金屬為主(例如:一般的碳鋼、不銹鋼、銅、鋁和鈦)都能加工。

結論
由於半導體業對於超潔淨元件加工後處理製程要求非常嚴謹,國外各主要製造業者對於相關技術發展均保持高度機密,在文獻中也僅有一般性技術理論描述,鮮少有針對半導體設備元件的製程發表專業研究報告,本文可謂開此研究之先驅。希望能起一個拋磚引玉的效果,促進相關研究人員的興趣及投入。SST-AP/Taiwan

參考文獻
1. 宣立傳,《台灣半導體製程設備》,台灣整廠雙月刊,第八十四期,第4-8頁,民國92年9月
2. 半導體基盤技術研究會編,超高純度科學2,第二分冊,株式會社,第213-226頁,平成6年4月
3.馬場吉康、佐藤憲二,電解複合研磨金屬超鏡面化技術,表面科學,第11卷,第6號,1990
4.日造精密研磨株式會社,網路資料,http://www.uft.co.jp/japanese/kenma/
 
reference: http://ssttpro.acesuppliers.com/semiconductor/Magazine_Details_Index_Id_109.html 
 
 

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