Резка оптических фильтров

В октябре 2019 года в нашу компанию поступил запрос на изготовление оборудования для участка дисковой резки для лаборатории Space Applications Center (SAC). SAC является ведущим научно-исследовательским центром Индийской организации космических исследований (ISRO), отвечающим за разработку и реализацию наземной и спутниковой аппаратуры необходимой для различных спутников связи, навигации и дистанционного зондирования.

Вступление

После проведения предварительных переговоров нам были направлены образцы материалов, которые используются данной лабораторией, для отработки технологии и подбора режущего инструмента. Среди полученных материалов были образцы оптических стекол RG610 и NBK7, а также пластины кремния и германия.

Резка кремния и германия не представляла особой сложности для наших специалистов - было полное понимание какой инструмент и какие режимы резания необходимо использовать. Основная же проблема была в резке оптических стекол для новых изделий SAC, имеющих двустороннее покрытие, которое легко повредить.

Требования к резке образцов SAC

1. Образцы должны быть порезаны в размер 50х2 мм с точностью ±10 микрон

2. Сколы на гранях не более 50 микрон

3. Плоскостность граней менее 20 микрон

4. Непараллельность граней менее 20 микрон

Особенности резки стекла

• Хрупкий и относительно мягкий материал - склонен к образованию сколов, “засаливает” диск при резке с возрастанием нагрузки на шпиндель

• Проблемный монтаж и как следствие сколы с нижней стороны образца

Оптическое стекло SCHOTT RG610

Кварцевое стекло SCHOTT Lithosil Q0/Q1

Разработка технологии

Обычно, первое с чем нужно определиться перед резкой нового материала - это способ его закрепления. В настоящее время широко распространено два способа резки стекол:

1. Монтаж на стеклянную подложку с помощью “ваксы“

2. Монтаж на адгезионную пленку

Использовать метод монтажа на “ваксу” оказалось невозможно, так как при отмывке образцов происходило повреждение функциональных слоев и единственно возможным вариантом оставался монтаж на адгезионную пленку. После тщательного отбора наш выбор остановился на нескольких УФ-чувствительных пленках на основе полиэстра разной толщины. Полиэстровая основа более жесткая и меньше “засаливает“ диск в процессе резки.

Второй важный момент это выбор отрезного диска, который бы смог обеспечить требуемое качество реза. Наиболее хорошие результаты показали диски на мягкой полимерной связке с размером алмазного зерна 30 мкм. После проведения многочисленных экспериментов удалось установить оптимальные параметры резания - скорость шпинделя, скорость подачи стола и глубину врезания. Полученные результаты полностью соответствовали требованиям SAC и более детально с ними можно ознакомиться по запросу.

Поставленное оборудование

После получения порезанных образцов SAC выбрал нашу компанию в качестве поставщика оборудования для участка дисковой резки. Поставленный комплект оборудования является законченным решением для производства оптических фильтров и состоит из следующих позиций:

• Установка дисковой резки SATURN

• Установка монтажа пластин на спутник-носитель WM-200

• Установка УФ-экспонирования пленок UV-210

• Система рециркуляции воды замкнутого типа RCS

• Чилер для охлаждения шпинделя

• Комплект адгезионной пленки и алмазных дисков

Отзыв SAC о нашей работе

Mr. Vladimir Vartsov,

V3 Corporation Ltd. has design, fabricated and installed dicing system, water re-circulation unit as per the requirement of Space Applications Centre, ISRO Ahmadabad successfully . The dicing system is carefully optimized for precise dicing high purity glass substrate with thin film optical filter coatings for fabrication of strip filter assemblies. The performance of the system is meeting the requirement, specifically backside chipping of substrate and the dicing surface quality is excellent and does not show any coating peel-off. Installation and demonstration of the system was carried out in very systematic and professional method; also, the training program to maintain and operate the system was very understandable.We appreciate the efforts made by the engineer, Mr. Vladimir Vartsov to make the dicing system functional at SAC site. We hope you will provide necessary support if required in future.

Thank you.

Regards,
Ms. Swati Bisht
Scientist-SG
Space Applications Centre, ISRO