Dokument: Piezoelektrische Keramik
Einführung
Piezoelektrische Keramiken (wie PZT, PMN-PT usw.) sind eine Klasse funktioneller Materialien mit erheblichen elektromechanischen Kopplungseigenschaften. Sie können unter mechanischer Belastung elektrische Signale erzeugen oder sich unter einem elektrischen Feld verformen, was zu weit verbreiteten Anwendungen in Ultraschallwandlern, Sensoren, Aktoren, akustischen Geräten, medizinischer Bildgebung und Präzisionsbetätigung führt. Ihre hohe Härte, erhebliche Sprödigkeit und häufige mehrschichtige oder dünne -Filmstrukturen stellen äußerst hohe Anforderungen an die Oberflächenqualität, Ebenheit und geometrische Konsistenz.
Die Hemei Company verfügt über umfassende Erfahrung in der Präzisionsbearbeitung von harten, spröden und funktionellen Materialien. Wir haben ein hochpräzises Polier- und Verdünnungsverfahren mit geringer-Beschädigung speziell für piezoelektrische Keramiken entwickelt. Dieser Prozess ermöglicht eine vollständig kontrollierbare Handhabung vom Glätten von Grünkörpern bis zur Feinbearbeitung von Funktionsoberflächen und gewährleistet so eine optimale Leistung piezoelektrischer Keramikgeräte in Bezug auf Frequenzgang, Empfindlichkeit und Zuverlässigkeit.
Bewerbungsvoraussetzungen
Zu den Zielen beim Polieren und Oberflächenbehandeln von piezoelektrischen Keramikmaterialien gehören:
Reduzierung der Oberflächenrauheit (Ra) auf < 10 nm (kann je nach Geräteanforderungen weiter optimiert werden).
Erzielung einer Oberflächenebenheit (TTV) von weniger als oder gleich 2 μm, wodurch Gleichmäßigkeit für mehrschichtige Stapelung oder Elektrodenbeschichtung gewährleistet wird.
Herstellung von Oberflächen ohne Mikrorisse, Kantenabplatzungen und Schäden an der Domänenstruktur unterhalb der Oberfläche, um die Stabilität der piezoelektrischen Eigenschaften aufrechtzuerhalten.
Kompatibilität mit der Verarbeitung von runden, quadratischen und unregelmäßig geformten dünnen Platten mit Dickenbereichen von 50–1000 μm.
Um diese Ziele zu erreichen, nutzt der Prozess von Hemei spannungsarme Bindungssysteme und mehrstufige Feinpoliertechniken, die eine hochpräzise Dickenkontrolle und eine hervorragende Konsistenz des Oberflächenprofils bei gleichzeitiger Wahrung der Oberflächenintegrität gewährleisten.
Systemspezifikationen
Die modularen Poliersysteme von Hemei unterstützen die Bearbeitung von piezoelektrischen Keramikbauteilen unterschiedlicher Größe und Form. Zu den Kernsystemen gehören:
Läppausrüstung der HSM-L/LP-Serie: Wird für den anfänglichen Materialabtrag und die Dickenkontrolle verwendet.
Chemisch-mechanische Poliersysteme der HSM-CMP-Serie: Zur Erzielung ultra-glatter, beschädigungsfreier-Oberflächen.
Wichtige Subsysteme:
Wafer-/Kristall-spezifische Bonding Unit (WB).
Präzisionspoliervorrichtungen der SJ/ASJ-Serie.
C-ASJ-Antriebskopf-Hochgeschwindigkeits-Poliersystem.
Prozessablauf
Verklebung und Montage: Das piezoelektrische Keramikbauteil wird mit der WB-Klebeeinheit temporär auf eine Trägerplatte geklebt und anschließend auf der Poliervorrichtung montiert.
Grob- und Zwischenpolieren: Auf der HSM-L-Anlage wird ein kontrolliertes Läppen durchgeführt, um die vom Prozess-betroffene Schicht zu entfernen.
Feinpolieren: Das abschließende Polieren erfolgt mit dem HSM-CMP-System. Parameter wie Druck, Rotationsgeschwindigkeit und Schlammdurchfluss werden in Echtzeit angepasst, um eine Oberflächenglätte im Nano{3}}-Niveau zu erreichen.
Typische Ergebnisse
Oberflächenrauheit Ra < 10 nm (optimierbar auf < 5 nm).
Gesamtdickenschwankung (TTV) kleiner oder gleich 2 μm, lokale Dickenschwankung (LTV) kleiner oder gleich 0,5 μm.
Materialabtragsrate: 0.3 - 1.5 μm/min (einstellbar, um Effizienz und Oberflächenqualität auszugleichen).
Geeignet für piezoelektrische Keramikwafer mit Durchmessern von weniger als oder gleich 4 Zoll und verschiedenen unregelmäßig geformten dünnen Platten und unterstützt gängige Systeme wie PZT und PMN-PT.
Zusammenfassung
Hemei Company bietet eine vollständige und kontrollierbare Polier- und Verdünnungslösung für piezoelektrische Keramikmaterialien. Diese Lösung gewährleistet eine hohe Oberflächenqualität und geometrische Präzision bei maximalem Erhalt ihrer piezoelektrischen Eigenschaften und Zuverlässigkeit. Dadurch wird die Leistungssteigerung und skalierbare Anwendung piezoelektrischer Keramik in High-End-Bereichen wie der Ultraschallmedizin, Sensoren und Präzisionsbetätigung unterstützt.
