Float, overflow downdraw ve taşlanmış-parlatılmış alt tabakalar: pürüzlülük, düzlemsellik ve kalınlık sapması

Float cam ateşle parlatılmıştır ama dalgalıdır; overflow downdraw her iki yüzde temas olmadan şekillenir; taşlama ve parlatma düzlemselliği denetlenebilir kılar. Bu makale üç alt tabaka yolunu düzlemsellik, dalgalılık ve pürüzlülük ölçeklerinde karşılaştırır, kalınlık sapmasından kama açısını ve yakınlık pozlama için gereken boşluğu kestirir ve enkoder disk alt tabaka seçimini özetler.

Nominal 1 mm kalınlıkta saydam bir cam levha float, overflow downdraw veya taşlama-parlatmadan gelebilir. Yüzey durumları farklıdır: kimisi nanometre düzeyinde pürüzsüz ama levha genelinde hafif eğri, kimisi düz ama ek bir işlem ister; fiyatlar da farklıdır. Seçimin anahtarı dalgalanmanın ölçeğidir: «yüzey ne kadar düz» demek her zaman «hangi yanal pencerede» demektir. Bu makale üç alt tabaka tipini ortak varsayılmış bir yüzey spektrumu modeline yerleştirir ve enkoder disk ile yakınlık pozlama gereksinimleriyle karşılaştırır.

Üç yüzey nereden gelir

Float cam erimiş kalay banyosu üzerinde şerit hâlinde yayılır; üst yüz yüzey gerilimi ve ateşle parlatma ile şekillenir ve nanometre düzeyinde pürüzsüzdür, ancak çekme doğrultusunda uzun dalga salınımlar vardır; kalay temas yüzü bu kütüphanenin kalay yüzü makalesinde ele alınır. Overflow downdraw’da iki cam akışı taşırma teknesinin yanlarından iner ve kökte birleşerek dış yüzleri hiçbir şekillendirme parçasına değmeyen bir levha oluşturur; daha ince levhalar çoğu kez bu yolu kullanır. Taşlama ve parlatma mevcut bir cam levhanın her iki yüzünü düzeltir sonra parlatır ve yüzeye yakın alt-yüzey hasarını giderir (bu kütüphanenin taşlama makalesine bakın); şekli taşlama tablası yüzü ve parlatma süreci belirler.

Ölçeğe göre bakış: düzlemsellik, dalgalılık, pürüzlülük

Uzamsal dalga boyuna göre salınımlar çoğu kez üç banda ayrılır: yaklaşık 10 mm üzeri düzlemsellik (biçim), 0,1–10 mm dalgalılık, daha kısa pürüzlülük. Örnek (varsayım): float biçim rms 10 μm, dalgalılık 40 nm, pürüzlülük 0,7 nm; overflow downdraw 8, 15 nm, 0,3 nm (serbest ince levha); taşlanmış-parlatılmış 0,8 μm, 5 nm, 0,4 nm. Bu spektrumdan her pencerenin P–V’si çıkar (Şekil 1, sağ):

Üç okuma. Birincisi, aynı levhanın P–V’si pencere küçülünce birkaç mertebe düşer; bu yüzden «P–V = …» her zaman pencereyi ve süzmeyi belirtmelidir. İkincisi, büyük ölçekte taşlanmış-parlatılmış en düzdür; küçük ölçekli pürüzlülükte mekanik işlem olmadığı için overflow downdraw en düşüktür; üçünün de nm sınıfı pürüzlülüğü 850 nm kızılötesinde saçılma kaybını ihmal edilebilir kılar (bu kütüphanenin pürüzlülük ve saçılma makalesine bakın). Üçüncüsü, örnekte float dalgalılığı overflow downdraw’dan yüksektir ama fark partiye göre değişir; Şekil 2’deki aralıklar yalnızca mertebedir.

Dalgalılığın geçirime etkisi kestirilebilir: genlik 0,05 μm, dalga boyu 5 mm için en büyük eğim 2π·a/λ ≈ 63 μrad ≈ 13″; tek yüz kırılması yaklaşık (n−1) kat saptırır, yani 30 μrad mertebesi, 1 mm okuma boşluğunda yalnızca 0,03 μm yer değiştirme – ihmal edilebilir.

Kalınlık sapması ve kama açısı

Kalınlık sapması levhayı kamalaştırır: 100 mm içinde 20 μm fark 0,2 mrad (41″) kama açısıdır; geçen ışın yaklaşık (n−1) kat saptırılır, yani 0,1 mrad, 1 mm okuma boşluğunda yalnızca yaklaşık 0,1 μm. Artımsal enkoder disklerde etki küçüktür; tüm levhanın kırınım ızgarası olarak kullanıldığı, optik yolun uzun olduğu veya levhaların üst üste konduğu yapılarda ayrıca hesaplanmalıdır; taşlanmış-parlatılmış levhaların sapması genellikle yalnızca 1–3 μm mertebesindedir.

Enkoder disk ve yakınlık pozlama gereksinimleri

Yakınlık pozlamada maske ile alt tabaka arasında g boşluğu bırakılır; kırınım, çözülebilir çizgi genişliğini boşluk büyüdükçe artırır. Yaygın deneysel biçim (katsayı 1–1,5 sürece göre):

b_min ≈ 1,5·√(λ·(g + z/2))

burada b eşit çizgi–eşit aralık örüntüsünün çizgi genişliği (yarı adım), z ise 1 μm alınan resist kalınlığıdır. 365 nm’de g = 10, 20, 30, 50 μm için b_min yaklaşık 2,9, 4,1, 5,0, 6,4 μm olur. Hedef adım 8 μm (yarı adım 4 μm) ise boşluk yaklaşık 19 μm’yi aşmamalı ve tüm levhada sağlanmalıdır.

Ayarlı boşluk 12 μm ve biçim P–V’si 20 μm (float örneği) iken yerel boşluk 12–32 μm arasında gider, b_min yaklaşık 3,2 μm’den 5,2 μm’ye çıkar ve 4 μm hedefini aşar; P–V 1,5 μm’lik taşlanmış-parlatılmış levha 3,2–3,4 μm’de kalır (Şekil 3, vakum mengenesi düzleştirmesi yok sayılarak). İnce levha vakum mengeneye çekilince düzelir ama yeterli esneklik ve mengenanın düzlüğü gerekir.

Seçim mantığı

Mühendislik notları

• Şartnamedeki düzlemsellik, dalgalılık ve pürüzlülük pencere genişliği ile süzme yöntemini taşımalıdır, yoksa karşılaştırılamaz.
• Pürüzlülük (nm sınıfı) cam alt tabaklarda nadiren sorundur; düzlemsellik ve kalınlık sapması sorundur.
• Yakınlık pozlamada önce hedef çizgi genişliğinden izin verilen boşluğu geri hesaplayın, sonra levha içi biçim P–V’sinin bu boşluğun yalnızca bir kesri olmasını isteyin.
• İnce levhaların serbest biçimi artık gerilim ve öz ağırlığa bağlıdır; giriş muayenesinde sabit mesnetle ölçün.
• Taşlanmış-parlatılmış levhalarda alt-yüzey hasarının giderildiğini doğrulayın; kenar pahı ve temizlik de şartnameye girer.
• Seçimden önce bu makaledeki aralıkları ölçüm raporlarıyla karşılaştırın; parti ve tedarikçi farkları birkaç kata ulaşabilir.

Özet

Float, overflow downdraw ve taşlanmış-parlatılmış alt tabakaların hepsinde nm sınıfı pürüzlülük vardır; onları gerçekten ayıran 100 mm ölçeğindeki düzlemsellik ve kalınlık sapmasıdır: örnekte taşlanmış-parlatılmış P–V yaklaşık 1,5 μm, serbest float ve overflow levhalar yaklaşık 20 μm’dir. Yakınlık pozlamanın boşluk gereksinimi bu farkı çizgi genişliği farkına çevirir; bu yüzden «düz olmalı» demek yerine hedef adıma göre alt tabaka seçin.

Çince orijinal makalenin çevirisi (0568). ENC7 – enkoder diski üreticisi (teklif) · Teknik makaleler · https://enc7.com

© Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd. Tüm hakları saklıdır. Bu makale yapay zekâ desteğiyle hazırlanmıştır.