집중적 인 연마 : 고품질 광학 플랫 & 분야의 단순, 신속, 전체 조리개 연마 공정

수렴 연마의 전반적인 목표는 단 한 번의 반복으로 초기 표면 모양에 관계없이 우수한 표면 품질로 지면 표면에서 최종 연마 모양까지 유리 공작물을 연마하는 것입니다. 이는 기존 연마와 관련된 복잡성을 줄이는 기술을 사용하는 연마기를 구현함으로써 달성됩니다. 수렴 연마를 위한 중요한 단계에는 연마기에 대한 공작물 특정 격막 중량을 준비하는 것이 포함되며, 이는 패드 마모를 보상하고 보다 균일한 온도 및 슬러리 분포를 가능하게 합니다.

다음으로, 연마는 자연적인 압력 재정규화 프로세스를 통해 최종 원하는 표면 그림으로의 수렴을 달성하기 위해 고정된 매개변수 세트에서 수행되며, 결과는 265mm 정사각형 접지 유리 공작물이 4시간 연마 반복 1회에서 330나노미터 피크 대 밸리 표면 그림을 반복적으로 달성한다는 것을 보여줍니다. 전체 조리개 기존 연마와 같은 기존 방법에 비해 변환 연마의 주요 장점은 공작물이 한 번의 반복으로 고정된 연마 매개변수 세트에서 우수한 표면 형상과 품질을 달성하여 더 빠르고 저렴한 마감 공정을 가능하게 한다는 것입니다. 이와는 대조적으로, 기존의 전체 조리개 연마 방법은 숙련된 안경사에 의한 연마, 계측 및 공정 변경의 여러 반복 주기가 필요합니다.

수렴 연마는 이것에서 저것에 이르는 모든 상자의 그림에서 볼 수 있듯이 기존 연마의 고유한 복잡성을 줄임으로써만 가능하며, 여기에는 서로 다른 메커니즘의 재료 제거의 균질성에서 공간적 차이를 제거하는 기술의 사용이 포함됩니다. 또한 불량 입자가 연마 시스템에 유입되는 것을 방지하고 연마 과정에서 생성된 모든 입자를 적극적으로 제거합니다. 이로 인해 긁힘이 거의 또는 전혀 없고 거칠기가 낮은 표면이 생깁니다.

이 프로토콜은 시저 컨버전트 폴리셔를 사용하여 330나노미터의 피크 투 밸리 측정과 낮은 스크래치 밀도를 가진 평평한 연마 표면을 달성하는 것을 포함합니다. 폴리셔에는 50mil 두께의 폴리우레탄 연마 패드로 덮인 화강암 랩 베이스가 있습니다. 폴리셔의 주요 기능은 작업용 격막 중량이며, 이는 공작물과 랩 크기에 따라 모양과 무게가 다릅니다.

이 데모를 위한 공작물은 265 x 265 x 8입방 밀리미터 용융 실리카 유리 플랫입니다. 연마 패드는 처음 사용하기 전과 연마 후 100시간 정도마다 컨디셔닝해야 합니다. 이렇게하려면 50mm 라운드 다이아몬드 고정, 연마 화학 기계적 연마 또는 CMP 컨디셔너를 무게에 테이프로 붙입니다.

무게는 평방 인치당 0.6파운드의 압력을 제공하며 연마기의 링 마운트에 맞습니다. 탈이온수의 흐름을 시작하고 25RPM으로 랩을 회전합니다. 한 위치에서 5분 동안 컨디셔닝을 한 후 컨디셔너를 방사상으로 25mm씩 움직입니다.

컨디셔닝 장치의 컨디셔닝 및 제거 후 패드는 초음파 세척기로 청소할 준비가 됩니다. 탈이온수가 흐르면서 랩이 5RPM으로 회전하도록 합니다. 각 방사형 위치에 초음파 세척기를 2분 동안 바르면 잔류 슬러리와 유리 제품을 제거할 수 있습니다.

패드를 청소한 후 맞춤형 중격 중량에 주의하십시오. 공작물의 경우, 격막 중량과 일치하는 격막 재료 조각이 서로 부착됩니다. 이렇게하려면 양면 폼 테이프를 웨이트 표면에 부착하고 돌출 된 폼 테이프를 재료의 모양과 무게에 맞게 자릅니다.

표면이 덮이면 추와 격막 재료를 정렬하고 부착합니다. 다음으로, 이산화시륨과 탈이온수의 연마 슬러리를 준비하여 11리터 양동이에 4농도를 주입합니다. pH를 9.5로 조정하려면 10몰 수산화칼륨 약 5방울을 추가합니다.

또한 약 120ml의 계면활성제를 첨가하십시오. 여과 시스템에 설치된 원하는 슬러리와 함께 bome float를 사용하여 bome 농도를 확인하고 여과 시스템에 원하는 CMP 입자 필터가 있는지 확인하십시오. 그런 다음 시스템에서 슬러리의 순환을 시작하고 슬러리가 순환 할 때 몇 시간 동안 계속하십시오 잠시 동안 분석을 위해 슬러리 탱크에서 샘플을 수집하십시오.

예를 들어, 이 단일 입자 광학 감지 기기를 사용하여 입자 크기 분포를 측정하면 분포는 분포의 꼬리 끝에 더 큰 입자가 없음을 보여주어야 합니다. 여기서 녹색 데이터 포인트는 이 프로토콜에 사용되는 슬러리를 나타냅니다. 공작물의 준비는 조각을 덮기에 충분한 양의 완충된 산화물을 사용하여 에칭하고 작업물을 에칭에 담그고 표면에서 10마이크로미터를 제거하기 위해 6시간 동안 유지하여 에칭하는 것으로 시작됩니다.

가장자리 탱크에서 작업물을 회수한 후 탈이온수로 세게 헹굽니다. 조각이 통과하면 조각을 수직으로 자연 건조시키십시오. 검사, 오븐을 섭씨 70도로 예열하여 차단 준비를 진행합니다.

한편, 글루 건에서는 연마기에서 차단 플레이트에 적용하는 당 섭씨 95도까지 피치를 열 차단합니다. 준비가 되면 미리 계획된 패턴에 따라 블로킹 피치의 물방울을 얼굴에 놓습니다. 이 데모에서 액적은 26mm 간격의 9 x 9 배열을 형성해야 합니다.

물방울을 만들고 위를 향하게 하여 차단 플레이트를 섭씨 70도 오븐에 넣습니다. 이제 공작물로 작업하여 테이프를 붙일 때 연마되지 않을 면에 테이프를 붙이고 기포가 생성되거나 테이프가 늘어나지 않도록 하십시오. 테이핑이 완료되면 작업물을 오븐에서 꺼낸 차단판에 부착할 준비가 된 것입니다.

테이프 면이 아래로 향하게 하여 차단 플레이트의 물방울에 놓습니다. 어셈블리를 섭씨 1.5도에서 70시간 동안 오븐에 넣습니다. 그런 다음 시간당 섭씨 10도에서 실온으로 식히십시오.

그런 다음 대류 흐름을 최소화하기 위해 어셈블리를 덮습니다. 폴리셔에서 슬러리가 건조되는 것을 방지하기 위해 환경 챔버의 습도 시스템을 켭니다. 다음으로, 준비된 격막 추를 연마기에 설치하고 장착합니다.

막힌 공작물이 실온에 도달하면 연마기에 설치하고 붐을 내려 제자리에 고정합니다. 여과 시스템에서 분당 1갤런의 속도로 슬러리 흐름을 시작합니다. 25RPM의 회전 속도와 75mm의 반경 방향 스트로크를 사용하여 공작물을 연마합니다.

4시간 동안 이 작업을 계속합니다. 4시간이 지나면 랩 모션과 슬러리 흐름으로 공작물 어셈블리를 잠길 수 있을 만큼 충분한 탈이온수 수조를 준비하십시오. 폴리셔에서 공작물 어셈블리를 제거합니다.

탈이온수에 가져가 물에 담그는 동안 담그십시오. 클린룸 천으로 공작물 표면을 닦습니다. 수조에서 막힌 어셈블리를 제거하고 탈이온수로 헹굼을 뿌립니다.

다음 단계는 공작물을 막는 것입니다. 광택이 나는 표면에 주의하고 공작물 블록 인터페이스에 삽입하여 두 조각을 분리하여 차단을 해제하기 위해 심을 사용하십시오. 분리가 완료되면 공작물 표면에서 테이프를 제거하고 탈이온수로 공작물을 세게 헹굽니다.

계속하기 전에 공작물을 수직으로 자연 건조시키십시오. 한편, 공작물의 다른 쪽을 처리하기 위해 차단 및 연마 단계를 반복할 준비를 합니다. 양면이 연마되면 특성화를 위해 간섭계에 작업 공작물을 장착합니다.

공작물의 양쪽에서 반사 및 투과 파면을 측정합니다. 간섭계 후 밝은 빛 검사 스테이션에 공작물을 장착합니다. 광학 제작 표준 방법을 사용하여 스크래치 굴착 특성을 측정합니다.

특성화 후 완성된 공작물을 연마된 표면과의 접촉을 최소화하는 용기에 보관하십시오. 다음은 정사각형 공작물에 대한 수렴 연마 프로토콜의 최종 출력입니다. 무슨 일이 일어났는지에 대한 더 나은 감각은 이러한 전형적인 초기 및 최종 표면 수치에 의해 제공됩니다.

265mm 정사각형 용융 실리카 평지의 경우 PVQ는 피크에서 밸리까지의 표면 높이입니다. 상위 및 하위 데이터 포인트의 1%가 할인된 후, 프로세스 재현성은 연마 매개변수를 변경할 필요 없이 공작물을 동일한 최종 표면 수치로 수렴하며 초기 표면 수치와 독립적입니다. 다음은 원형 조각과 사각형 조각에서 생성된 추가 전후 표면 그림입니다.

수렴 연마 프로토콜은 다양한 유리 구성, 모양, 크기 및 최종 표면 형상의 공작물과 함께 사용할 수 있습니다. 이 비교적 간단한 절차는 컨버전스가 작동하고 높은 표면 품질을 허용하는 수많은 기술로 인해 가능하다는 점을 기억하는 것이 중요합니다. 여기에는 새로운 형상 격막, 벌크 산 에칭, 피치 버튼 차단, 방사형 스트로크, 밀폐된 고습도 연마 챔버 엔지니어링 여과 시스템, 새로운 화학 슬러리, 안정화 및 현장 초음파 패드 처리가 포함됩니다.

일단 마스터하면 컨버전트 폴리싱으로 광학 표면을 4시간 안에 완성할 수 있습니다. 그것은 전체 작업물과 단일 8시간 교대입니다. 우리는 평면, 대칭 구, 다양한 모양과 크기 및 다양한 유리 조성의 구를 마무리 할 수 있습니다.