超精密抛光技术，不容易！

很早以前就看到过这样的报道：德国、日本等国的科学家花了5年时间，花费近千万元，制造出了一种由高纯度硅28材料制成的球。这个1公斤的纯硅球需要超精密加工、研磨抛光、精密测量（球形度、粗糙度和质量），可以说是世界上最圆的球。

下面我们就来介绍一下超精密抛光工艺。

01 研磨和抛光的区别

磨削：利用涂敷或压在磨具上的磨粒，通过磨具与工件在一定压力下的相对运动来精加工表面。磨削可用于加工各种金属和非金属材料。加工的表面形状有平面、内外圆柱面、圆锥面、凸凹球面、螺纹、齿面及其他型面。加工精度可达IT5~IT1，表面粗糙度可达Ra0.63~0.01μm。

抛光：通过机械、化学或电化学作用降低工件表面粗糙度，以获得光亮、光滑表面的加工方法。

两者的主要区别在于，抛光所达到的表面光洁度高于磨削，可以采用化学或电化学方法，而磨削则基本只采用机械方法，且所用磨料粒度比磨削所用磨料粒度粗。抛光。即，粒径大。

02 超精密抛光技术

超精密抛光是现代电子工业的灵魂

超精密抛光技术在现代电子工业中的使命不仅是平整不同的材料，还要平整多层材料，使几毫米见方的硅片可以形成数万到数百万个组成的VLSI。晶体管。比如人类发明的计算机，从几十吨到今天的几百克，没有超精密抛光是无法实现的。

以晶圆制造为例，抛光是整个工艺的最后一步，目的是改善晶圆加工前道工序留下的微小缺陷，以获得最佳的平行度。当今的光电信息产业水平对蓝宝石、单晶硅等已达到纳米级的光电衬底材料的并行度要求越来越精确。这意味着抛光工艺也进入了纳米级超精密水平。

超精密抛光工艺在现代制造业中有多么重要，其应用领域可以直接说明问题，包括集成电路制造、医疗器械、汽车零部件、数码配件、精密模具和航空航天等。

顶级抛光技术只有美国、日本等少数国家掌握

抛光机的核心装置是“磨盘”。超精密抛光对抛光机中磨盘的材料成分和技术要求有着近乎严格的要求。这种由特殊材料合成的钢盘不仅要满足自动化操作的纳米级精度，还要具有精确的热膨胀系数。

当抛光机高速运转时，如果热膨胀导致磨盘热变形，则无法保证基体的平整度和平行度。而这种不能允许出现的热变形误差不是几毫米、几微米，而是几纳米。

目前，美国、日本等国际顶尖抛光工艺已经可以满足60英寸基板原材料（超尺寸）的精密抛光要求。以此为基础，掌握了超精密抛光工艺的核心技术，牢牢掌握了全球市场的主动权。 。事实上，掌握这项技术也在很大程度上控制着电子制造业的发展。

面对如此严格的技术封锁，在超精密抛光领域，我国目前只能进行自研。

我国超精密抛光技术水平如何？

事实上，在超精密抛光领域，中国并非没有成就。

2011年，中国科学院国家纳米科学中心王琪博士团队研发的“氧化铈微球粒径标准材料及其制备技术”荣获中国石油和化学工业一等奖联合会技术发明奖，相关纳米级粒径标准物质获得国家计量器具许可证和国家一级标准物质证书。新型氧化铈材料的超精密抛光生产试验效果一举超越国外传统材料，填补了该领域的空白。

但王琪博士表示：“这并不意味着我们已经爬到了这个领域的顶峰。整体工艺只有抛光液，没有超精密抛光机。我们顶多只是卖材料而已。”

2019年，浙江工业大学袁巨龙教授研究团队独创半固定磨料化学机械加工技术。开发的系列抛光机已由玉环数控机床有限公司批量生产，并被苹果公司认定为iPhone4、iPad3玻璃。全球唯一用于面板和铝合金背板抛光的精密抛光设备，超过1700台抛光机用于苹果iPhone和iPad玻璃板的量产。

机械加工的魅力就在于此。为了追求市场份额和利润，就得想尽办法去追赶别人，而技术领先者永远会精益求精，更加精益求精，不断竞争和追赶，推动企业的大发展。人类科技。