மெலிதாக்குதல் ஏன் தேவை?

பின்தள செயல்முறைக் கட்டத்தில்,வேஃபர் (சிலிக்கான் வேஃபர்முன்பக்கத்தில் சுற்றுகளைக் கொண்ட சிப்களை, பேக்கேஜ் பொருத்தும் உயரத்தைக் குறைக்கவும், சிப் பேக்கேஜின் கன அளவைக் குறைக்கவும், சிப்பின் வெப்பப் பரவல் திறன், மின் செயல்திறன், இயந்திரப் பண்புகள் ஆகியவற்றை மேம்படுத்தவும், மேலும் வெட்டும் அளவைக் குறைக்கவும், அடுத்தடுத்த வெட்டுதல், பற்றவைத்தல் மற்றும் பேக்கேஜிங் செய்வதற்கு முன்பு பின்பக்கத்தில் மெல்லியதாக்க வேண்டும். பின்பக்க அரைத்தல் அதிக செயல்திறன் மற்றும் குறைந்த செலவு போன்ற நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது. இது பாரம்பரிய ஈர அரிப்பு மற்றும் அயனி அரிப்பு செயல்முறைகளுக்குப் பதிலாக, மிக முக்கியமான பின்பக்க மெல்லியதாக்கும் தொழில்நுட்பமாக மாறியுள்ளது.

மெல்லிய வேஃபர்

மெலிதாக்குவது எப்படி?

பாரம்பரிய பேக்கேஜிங் செயல்முறையில் வேஃபர் மெல்லியதாக்கும் முக்கிய செயல்முறை

குறிப்பிட்ட படிகள்வேஃபர்மெலிதாக்குதல் என்பது, பதப்படுத்தப்பட வேண்டிய சிலிக்கான் தகட்டை மெலிதாக்கும் படலத்துடன் பிணைப்பதாகும். பின்னர், வெற்றிடத்தைப் பயன்படுத்தி அந்த மெலிதாக்கும் படலத்தையும் அதன் மீதிருக்கும் சில்லுகளையும் நுண்துளைகளுடைய பீங்கான் சிலிக்கான் தகடு மேசையில் ஒட்டவைத்து, கோப்பை வடிவ வைர அரைக்கும் சக்கரத்தின் வேலை செய்யும் பரப்பில் உள்ள உள் மற்றும் வெளி வட்டப் படகு மையக் கோடுகளை சிலிக்கான் தகட்டின் மையத்திற்குச் சரிசெய்வதாகும். அதன்பின், சிலிக்கான் தகடும் அரைக்கும் சக்கரமும் வெட்டு-அரைப்புக்காகத் தத்தமது அச்சுகளைச் சுற்றிச் சுழலும். அரைத்தல் என்பது கரடுமுரடான அரைத்தல், நுண் அரைத்தல் மற்றும் மெருகூட்டுதல் என மூன்று நிலைகளைக் கொண்டது.

வேஃபர் தொழிற்சாலையிலிருந்து வரும் வேஃபர், பேக்கேஜிங்கிற்குத் தேவையான தடிமனுக்கு மெல்லியதாக்குவதற்காகப் பின்புறம் அரைக்கப்படுகிறது. வேஃபரை அரைக்கும்போது, சர்க்யூட் பகுதியைப் பாதுகாப்பதற்காக அதன் முன்பக்கத்தில் (செயல்பாட்டுப் பகுதி) டேப் ஒட்டப்பட வேண்டும், அதே நேரத்தில் பின்பக்கமும் அரைக்கப்படுகிறது. அரைத்த பிறகு, டேப்பை அகற்றி தடிமனை அளவிடவும்.
சிலிக்கான் வேஃபர் தயாரிப்பில் வெற்றிகரமாகப் பயன்படுத்தப்பட்ட அரைக்கும் செயல்முறைகளில், சுழல் மேசை அரைத்தல் முறையும் அடங்கும்.சிலிக்கான் வேஃபர்சுழற்சி அரைத்தல், இருபக்க அரைத்தல் போன்றவை. ஒற்றைப் படிக சிலிக்கான் தகடுகளின் மேற்பரப்புத் தரத் தேவைகள் மேலும் மேம்படுவதால், TAIKO அரைத்தல், வேதியியல் இயந்திர அரைத்தல், மெருகூட்டல் அரைத்தல் மற்றும் கோள வட்டு அரைத்தல் போன்ற புதிய அரைத்தல் தொழில்நுட்பங்கள் தொடர்ந்து முன்மொழியப்படுகின்றன.

சுழலும் மேசை அரைத்தல்:

சுழல் மேசை அரைத்தல் (rotary table grinding) என்பது சிலிக்கான் வேஃபர் தயாரிப்பு மற்றும் பின் மெலிதாக்கலில் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு ஆரம்ப அரைத்தல் செயல்முறையாகும். அதன் கொள்கை படம் 1-இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. சிலிக்கான் வேஃபர்கள் சுழலும் மேசையின் உறிஞ்சும் கோப்பைகளில் பொருத்தப்பட்டு, சுழலும் மேசையால் இயக்கப்பட்டு ஒத்திசைவாகச் சுழல்கின்றன. சிலிக்கான் வேஃபர்கள் தாங்களாகவே அவற்றின் அச்சில் சுழல்வதில்லை; அரைக்கும் சக்கரம் அதிவேகத்தில் சுழலும்போது அச்சு வழியாக ஊட்டப்படுகிறது, மேலும் அரைக்கும் சக்கரத்தின் விட்டம் சிலிக்கான் வேஃபரின் விட்டத்தை விடப் பெரியதாக இருக்கும். சுழல் மேசை அரைத்தலில் இரண்டு வகைகள் உள்ளன: முகப்பு செங்குத்து அரைத்தல் (face plunge grinding) மற்றும் முகப்பு தொடுகோட்டு அரைத்தல் (face tangential grinding). முகப்பு செங்குத்து அரைத்தலில், அரைக்கும் சக்கரத்தின் அகலம் சிலிக்கான் வேஃபரின் விட்டத்தை விடப் பெரியதாக இருக்கும், மேலும் அதிகப்படியான பகுதி பதப்படுத்தப்படும் வரை அரைக்கும் சக்கரத்தின் சுழல் தண்டு அதன் அச்சு திசையில் தொடர்ச்சியாக ஊட்டப்படுகிறது, பின்னர் சிலிக்கான் வேஃபர் சுழல் மேசையின் இயக்கத்தின் கீழ் சுழற்றப்படுகிறது; முகப்புத் தொடுகோட்டு அரைத்தலில், அரைக்கும் சக்கரம் அதன் அச்சுத் திசையில் நகர்கிறது, மேலும் சுழலும் வட்டின் இயக்கத்தின் கீழ் சிலிக்கான் தகடு தொடர்ச்சியாகச் சுழற்றப்படுகிறது, மற்றும் முன்னும் பின்னுமான நகர்வு (reciprocation) அல்லது ஊர்ந்து செல்லும் நகர்வு (creepfeed) மூலம் அரைத்தல் நிறைவடைகிறது.

படம் 1, சுழல் மேசை அரைத்தல் (முகத் தொடுகோட்டு) கொள்கையின் திட்ட வரைபடம்.

அரைக்கும் முறையுடன் ஒப்பிடும்போது, சுழல் மேசை அரைத்தல் முறையானது அதிக நீக்க விகிதம், குறைந்த மேற்பரப்பு சேதம் மற்றும் எளிதான தானியக்கம் போன்ற நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது. இருப்பினும், அரைக்கும் செயல்பாட்டில், அரைக்கும் சக்கரத்தின் வெட்டும் நிலை மாறுவதால், உண்மையான அரைக்கும் பகுதி (செயலில் உள்ள அரைத்தல்) B மற்றும் வெட்டும் கோணம் θ (அரைக்கும் சக்கரத்தின் வெளிவட்டத்திற்கும் சிலிக்கான் தகட்டின் வெளிவட்டத்திற்கும் இடையிலான கோணம்) ஆகியவை மாறுகின்றன. இதன் விளைவாக, நிலையற்ற அரைக்கும் விசை ஏற்பட்டு, சிறந்த மேற்பரப்புத் துல்லியத்தை (அதிக TTV மதிப்பு) அடைவது கடினமாகிறது. மேலும், இது விளிம்பு சரிவு மற்றும் விளிம்பு சிதைவு போன்ற குறைபாடுகளை எளிதில் ஏற்படுத்துகிறது. சுழல் மேசை அரைத்தல் தொழில்நுட்பம் முக்கியமாக 200 மிமீ-க்குக் குறைவான ஒற்றைப் படிக சிலிக்கான் தகடுகளைப் பதப்படுத்தப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஒற்றைப் படிக சிலிக்கான் தகடுகளின் அளவு அதிகரித்துள்ளதால், உபகரணப் பணித்தளத்தின் மேற்பரப்புத் துல்லியம் மற்றும் இயக்கத் துல்லியம் ஆகியவற்றிற்கு உயர் தேவைகள் ஏற்பட்டுள்ளன. எனவே, 300 மிமீ-க்கு மேற்பட்ட ஒற்றைப் படிக சிலிக்கான் தகடுகளை அரைப்பதற்கு சுழல் மேசை அரைத்தல் முறை பொருத்தமானதல்ல.
அரைக்கும் திறனை மேம்படுத்துவதற்காக, வர்த்தக ரீதியான தட்டையான தொடுகோட்டு அரைக்கும் கருவிகள் பொதுவாக பல அரைக்கும் சக்கர அமைப்பைக் கொண்டுள்ளன. உதாரணமாக, கருவியில் ஒரு தொகுதி கரடுமுரடான அரைக்கும் சக்கரங்களும் ஒரு தொகுதி நுண் அரைக்கும் சக்கரங்களும் பொருத்தப்பட்டுள்ளன, மேலும் சுழலும் மேசை ஒரு சுற்று சுழன்று, கரடுமுரடான அரைத்தல் மற்றும் நுண் அரைத்தல் ஆகியவற்றை ஒன்றன்பின் ஒன்றாக நிறைவு செய்கிறது. இந்த வகை கருவிகளில் அமெரிக்காவின் GTI நிறுவனத்தின் G-500DS அடங்கும் (படம் 2).

படம் 2, அமெரிக்காவில் உள்ள ஜிடிஐ நிறுவனத்தின் ஜி-500டிஎஸ் சுழல் மேசை அரைக்கும் உபகரணம்.

சிலிக்கான் வேஃபர் சுழற்சி அரைத்தல்:

பெரிய அளவிலான சிலிக்கான் வேஃபர் தயாரிப்பு மற்றும் பின் மெலிதாக்கும் செயலாக்கத்தின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்வதற்கும், நல்ல TTV மதிப்புடன் மேற்பரப்புத் துல்லியத்தைப் பெறுவதற்கும், 1988-ல் ஜப்பானிய அறிஞர் மட்சுய் ஒரு சிலிக்கான் வேஃபர் சுழற்சி அரைத்தல் (உள்-ஊட்ட அரைத்தல்) முறையை முன்மொழிந்தார். அதன் கொள்கை படம் 3-ல் காட்டப்பட்டுள்ளது. பணிமேசையில் பொருத்தப்பட்ட ஒற்றைப் படிக சிலிக்கான் வேஃபரும் கோப்பை வடிவ வைர அரைக்கும் சக்கரமும் தத்தமது அச்சுகளைச் சுற்றிச் சுழல்கின்றன, அதே நேரத்தில் அரைக்கும் சக்கரம் அச்சுத் திசையில் தொடர்ச்சியாக ஊட்டப்படுகிறது. அவற்றுள், அரைக்கும் சக்கரத்தின் விட்டம், பதப்படுத்தப்படும் சிலிக்கான் வேஃபரின் விட்டத்தை விடப் பெரியதாக இருக்கும், மேலும் அதன் சுற்றளவு சிலிக்கான் வேஃபரின் மையத்தின் வழியாகச் செல்லும். அரைக்கும் விசையைக் குறைக்கவும், அரைக்கும் வெப்பத்தைக் குறைக்கவும், வெற்றிட உறிஞ்சிக் கோப்பை பொதுவாக ஒரு குவிந்த அல்லது குழிந்த வடிவத்தில் செதுக்கப்படுகிறது அல்லது அரைக்கும் சக்கரத்திற்கும் சிலிக்கான் வேஃபருக்கும் இடையில் பகுதி-தொடர்பு அரைத்தலை உறுதி செய்வதற்காக, அரைக்கும் சக்கர அச்சுக்கும் உறிஞ்சிக் கோப்பை அச்சுக்கும் இடையிலான கோணம் சரிசெய்யப்படுகிறது.

படம் 3, சிலிக்கான் வேஃபர் சுழல் அரைத்தல் கொள்கையின் திட்ட வரைபடம்

சுழல் மேசை அரைத்தலுடன் ஒப்பிடுகையில், சிலிக்கான் வேஃபர் சுழல் அரைத்தல் பின்வரும் நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது: ① ஒரே நேரத்தில் ஒரு வேஃபரை அரைப்பதன் மூலம் 300 மிமீ-க்கு மேற்பட்ட பெரிய அளவிலான சிலிக்கான் வேஃபர்களைச் செயலாக்க முடியும்; ② உண்மையான அரைக்கும் பகுதி B மற்றும் வெட்டுக் கோணம் θ ஆகியவை நிலையானவை, மேலும் அரைக்கும் விசை ஒப்பீட்டளவில் நிலையானது; ③ அரைக்கும் சக்கர அச்சுக்கும் சிலிக்கான் வேஃபர் அச்சுக்கும் இடையிலான சாய்வுக் கோணத்தைச் சரிசெய்வதன் மூலம், ஒற்றைப் படிக சிலிக்கான் வேஃபரின் மேற்பரப்பு வடிவத்தை முனைப்புடன் கட்டுப்படுத்தி, சிறந்த மேற்பரப்பு வடிவத் துல்லியத்தைப் பெற முடியும். கூடுதலாக, சிலிக்கான் வேஃபர் சுழல் அரைத்தலின் அரைக்கும் பகுதி மற்றும் வெட்டுக் கோணம் θ ஆகியவை பெரிய விளிம்பு அரைத்தல், எளிதான ஆன்லைன் தடிமன் மற்றும் மேற்பரப்புத் தரத்தைக் கண்டறிந்து கட்டுப்படுத்துதல், கச்சிதமான உபகரண அமைப்பு, எளிதான பல-நிலைய ஒருங்கிணைந்த அரைத்தல் மற்றும் அதிக அரைத்தல் செயல்திறன் போன்ற நன்மைகளையும் கொண்டுள்ளன.
உற்பத்தித் திறனை மேம்படுத்துவதற்கும் குறைக்கடத்தி உற்பத்தித் தொடர்களின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்வதற்கும், சிலிக்கான் வேஃபர் சுழல் அரைத்தல் கொள்கையை அடிப்படையாகக் கொண்ட வணிக ரீதியான அரைக்கும் உபகரணமானது, பல-சுழல் பல-நிலையக் கட்டமைப்பைக் கொண்டுள்ளது. இது ஒரே ஏற்றுதல் மற்றும் இறக்குதலில் கரடுமுரடான அரைத்தல் மற்றும் நுண் அரைத்தல் ஆகியவற்றை முடிக்க முடியும். மற்ற துணை வசதிகளுடன் இணைந்து, இது ஒற்றைப் படிக சிலிக்கான் வேஃபர்களின் முழுமையான தானியங்கி அரைத்தலான "உலர்-உள்ளீடு/உலர்-வெளியீடு" மற்றும் "கேசட்டிலிருந்து கேசட்டிற்கு" ஆகியவற்றைச் சாத்தியமாக்குகிறது.

இருபக்க அரைத்தல்:

சிலிக்கான் வேஃபர் சுழல் அரைத்தல் செயல்முறையானது சிலிக்கான் வேஃபரின் மேல் மற்றும் கீழ் பரப்புகளை அரைக்கும்போது, வேலைப் பொருளைப் புரட்டிப் பல படிகளில் செய்ய வேண்டியுள்ளது, இது செயல்திறனைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. அதே நேரத்தில், சிலிக்கான் வேஃபர் சுழல் அரைத்தலில் மேற்பரப்புப் பிழை நகலெடுத்தல் (copied) மற்றும் அரைத்தல் குறிகள் (grindingmark) ஏற்படுகின்றன. மேலும், படம் 4-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, கம்பி வெட்டலுக்குப் (multi-saw) பிறகு ஒற்றைப் படிக சிலிக்கான் வேஃபரின் மேற்பரப்பில் உள்ள அலைவு மற்றும் கூம்பு போன்ற குறைபாடுகளைத் திறம்பட அகற்றுவது சாத்தியமில்லை. மேற்கண்ட குறைபாடுகளைச் சரிசெய்ய, 1990-களில் இருபக்க அரைத்தல் தொழில்நுட்பம் (doublesidegrinding) தோன்றியது, அதன் கொள்கை படம் 5-இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. இருபுறமும் சமச்சீராகப் பரப்பப்பட்ட பிடிப்பான்கள், ஒற்றைப் படிக சிலிக்கான் வேஃபரைத் தக்கவைக்கும் வளையத்தில் இறுக்கிப் பிடித்து, உருளையால் இயக்கப்பட்டு மெதுவாகச் சுழற்றுகின்றன. ஒரு ஜோடி கோப்பை வடிவ வைர அரைக்கும் சக்கரங்கள் ஒற்றைப் படிக சிலிக்கான் வேஃபரின் இருபுறமும் ஒன்றுக்கொன்று சார்பாக அமைந்துள்ளன. காற்றுத் தாங்கி மின்சார சுழல் அச்சால் இயக்கப்பட்டு, அவை எதிர் திசைகளில் சுழன்று, ஒற்றைப் படிக சிலிக்கான் தகட்டின் இருபக்க அரைத்தலை அடைவதற்காக அச்சு வழியே ஊட்டப்படுகின்றன. படத்தில் காணப்படுவது போல, கம்பி வெட்டலுக்குப் பிறகு ஒற்றைப் படிக சிலிக்கான் தகட்டின் மேற்பரப்பில் உள்ள அலைவு மற்றும் கூம்பு வடிவத்தை இருபக்க அரைத்தல் திறம்பட நீக்க முடியும். அரைக்கும் சக்கர அச்சின் அமைப்பு திசையின்படி, இருபக்க அரைத்தலை கிடைமட்டமாகவும் செங்குத்தாகவும் செய்யலாம். அவற்றுள், கிடைமட்ட இருபக்க அரைத்தலானது, சிலிக்கான் தகட்டின் சுய எடையால் ஏற்படும் சிலிக்கான் தகட்டின் உருக்குலைவின் தாக்கத்தை அரைத்தல் தரத்தில் திறம்படக் குறைக்கிறது. மேலும், ஒற்றைப் படிக சிலிக்கான் தகட்டின் இரு பக்கங்களிலும் அரைத்தல் செயல்முறை நிலைமைகள் ஒரே மாதிரியாக இருப்பதை எளிதாக உறுதி செய்ய முடியும், அத்துடன் சிராய்ப்புத் துகள்கள் மற்றும் அரைத்தல் சில்லுகள் ஒற்றைப் படிக சிலிக்கான் தகட்டின் மேற்பரப்பில் எளிதில் தங்குவதில்லை. இது ஒப்பீட்டளவில் ஒரு சிறந்த அரைத்தல் முறையாகும்.

படம் 4, சிலிக்கான் வேஃபர் சுழற்சி அரைத்தலில் "பிழை நகல்" மற்றும் தேய்வு அடையாளக் குறைபாடுகள்.

படம் 5, இருபக்க அரைத்தல் கொள்கையின் திட்ட வரைபடம்

அட்டவணை 1, மேலே உள்ள மூன்று வகையான ஒற்றைப் படிக சிலிக்கான் வேஃபர்களின் அரைத்தல் மற்றும் இருபக்க அரைத்தல் ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான ஒப்பீட்டைக் காட்டுகிறது. இருபக்க அரைத்தல் முக்கியமாக 200 மிமீ-க்குக் குறைவான சிலிக்கான் வேஃபர் செயலாக்கத்திற்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் இது அதிக வேஃபர் விளைச்சலைக் கொண்டுள்ளது. நிலையான சிராய்ப்பு அரைக்கும் சக்கரங்களைப் பயன்படுத்துவதால், ஒற்றைப் படிக சிலிக்கான் வேஃபர்களை அரைப்பதன் மூலம் இருபக்க அரைத்தலை விட மிக உயர்ந்த மேற்பரப்புத் தரத்தைப் பெற முடியும். எனவே, சிலிக்கான் வேஃபர் சுழல் அரைத்தல் மற்றும் இருபக்க அரைத்தல் ஆகிய இரண்டுமே பிரதான 300 மிமீ சிலிக்கான் வேஃபர்களின் செயலாக்கத் தரத் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய முடியும், மேலும் இவை தற்போது மிக முக்கியமான தட்டையாக்கும் செயலாக்க முறைகளாகும். ஒரு சிலிக்கான் வேஃபர் தட்டையாக்கும் செயலாக்க முறையைத் தேர்ந்தெடுக்கும்போது, ஒற்றைப் படிக சிலிக்கான் வேஃபரின் விட்டம் அளவு, மேற்பரப்புத் தரம் மற்றும் மெருகூட்டும் வேஃபர் செயலாக்கத் தொழில்நுட்பம் ஆகியவற்றின் தேவைகளை முழுமையாகக் கருத்தில் கொள்வது அவசியம். வேஃபரின் பின்புறத்தை மெல்லியதாக்குவதற்கு, சிலிக்கான் வேஃபர் சுழல் அரைத்தல் முறை போன்ற ஒருபக்க செயலாக்க முறையை மட்டுமே தேர்ந்தெடுக்க முடியும்.

சிலிக்கான் வேஃபர் அரைத்தலில், அரைக்கும் முறையைத் தேர்ந்தெடுப்பதுடன், நேர்மறை அழுத்தம், அரைக்கும் சக்கரத்தின் துகள் அளவு, அரைக்கும் சக்கரப் பிணைப்பான், அரைக்கும் சக்கரத்தின் வேகம், சிலிக்கான் வேஃபரின் வேகம், அரைக்கும் திரவத்தின் பாகுத்தன்மை மற்றும் பாய்வு விகிதம் போன்ற பொருத்தமான செயல்முறை அளவுருக்களைத் தேர்ந்தெடுத்து, ஒரு நியாயமான செயல்முறைப் பாதையையும் தீர்மானிக்க வேண்டியது அவசியம். பொதுவாக, அதிக செயலாக்கத் திறன், உயர் மேற்பரப்பு சமதளம் மற்றும் குறைந்த மேற்பரப்பு சேதம் கொண்ட ஒற்றைப் படிக சிலிக்கான் வேஃபர்களைப் பெறுவதற்காக, கரடுமுரடான அரைத்தல், பகுதி-முழுமையாக்கல் அரைத்தல், முழுமையாக்கல் அரைத்தல், தீப்பொறியற்ற அரைத்தல் மற்றும் மெதுவான அரைத்தல் ஆகியவற்றை உள்ளடக்கிய ஒரு பிரிக்கப்பட்ட அரைத்தல் செயல்முறை பயன்படுத்தப்படுகிறது.