La fine delle congetture nella produzione industriale di cristallo
Lo zaffiro sintetico è comune nella vita di tutti i giorni, poiché le sue proprietà ottiche, meccaniche, termiche, chimiche e strutturali sono molto apprezzate in una vasta gamma di applicazioni affascinanti. Ad esempio, il materiale viene utilizzato nei cristalli degli orologi da polso, nei sistemi chirurgici, come componente in applicazioni nel settore della difesa e aerospaziale o come substrato per l’elettronica a stato solido, come i diodi a emissione luminosa bianca (LED). Tuttavia, nonostante il suo forte bisogno commerciale, la crescita del materiale riproducibile al massimo grado non è così semplice. Con il finanziamento dell’UE del progetto SAPPHIRO, Scientific Visual è stata in grado di identificare e quantificare i difetti interni nello zaffiro nelle prime fasi del ciclo di produzione ad un livello prima impossibile. Il suo nuovo sistema aiuta a risolvere il problema della mancanza di standard internazionali di qualità, che in definitiva creano incertezza negli utenti finali sulla qualità del prodotto che stanno acquistando o vendendo. Rendere visibile l’invisibile Scientific Visual ha sviluppato i primi sistemi per identificare in modo affidabile i difetti interni nello zaffiro non lucidato. Il nuovo scanner automatizzato per il controllo della qualità, denominato SapphiroScan™, visualizza e analizza i difetti di volume tra cui bolle, cricche, torbidità, inclusioni e distorsioni del reticolo nello zaffiro grezzo. La tecnologia è perfetta per identificare le imperfezioni in rivestimenti di orologi, lingotti e wafer in zaffiro pre e post-lucidato. «SapphiroScan™ si basa sulla corrispondenza dell’indice di rifrazione di diverse sostanze liquide e solide per migliorare la chiarezza ottica complessiva. Questi dati sono combinati con la tomografia e il software di elaborazione delle immagini che rende in 3D i difetti rilevati del materiale. La nuova tecnologia di ispezione automatizzata è non distruttiva e mappa accuratamente tutti i difetti, indipendentemente dal tipo, dimensione e posizione dei cristalli industriali», spiega Ivan Orlov, fondatore di Scientific Visual. È importante sottolineare che i produttori sanno in anticipo dove si trovano i difetti e quindi decidono come sfruttare al meglio il materiale. Risparmio di tempo e di costi I cristalli industriali come lo zaffiro e il carburo di silicio presentano una durezza notevole simile a quella del diamante: ciò rende difficile la produzione di grandi quantità di alta qualità. Le costose macchine per affettare, levigare e lucidare vengono utilizzate tutto il giorno per produrre l’oggetto finale. «Attualmente, i difetti nei wafer semiconduttori, dei rivestimenti di orologi o smartphone sono controllati solo dopo aver completato il trattamento e la lucidatura. Considerato che circa il 10-15 % dei rivestimenti degli orologi viene rifiutato dopo l’elaborazione a causa di difetti, una tipica fabbrica di zaffiri spreca almeno mezza giornata alla settimana per la lucidatura degli scarti», sottolinea Frédéric Falise, COO di Scientific Visual. Un altro sistema di ispezione, SapphiroScope™, rileva i difetti nello zaffiro per l’industria dei semiconduttori prima della sua rettifica e lucidatura, assicurando che solo il materiale di alta qualità entri nella catena del valore del LED. Lo scanner non solo consente ai materiali di soddisfare gli standard di qualità, ma riduce anche i tempi e i costi di produzione. Offrendo un’alternativa rapida ed estremamente economica al controllo di qualità manuale, contribuisce ad aumentare la resa di produzione e consente di risparmiare fino al 15 % dei costi complessivi di esercizio industriale. Insieme alla metrologia e all’ispezione di wafer, la revisione, l’analisi e la classificazione dei difetti sono indispensabili nella produzione di cristalli, fornendo i mezzi per monitorare e controllare la qualità delle singole fasi nella sequenza di produzione dei cristalli. Scientific Visual aspira a ridefinire le attuali pratiche di mercato nella lavorazione del cristallo sintetico, imponendo la sua tecnologia rivoluzionaria come uno standard globale di applicazioni trasversali a livello di settore. Entro il 2022, la sua tecnologia consentirà di ridurre il tasso di difetti del cristallo industriale a un fattore pari a 2. Grazie alla tecnologia di Scientific Visual, la maggiore resa cristallina farà aumentare la produzione di elettronica, in particolare nel campo delle energie rinnovabili, dei veicoli elettrici e dei LED. La società è disponibile a collaborare con altri soggetti industriali per concedere in licenza la propria tecnologia in specifici mercati verticali quali l’ottica di precisione, l’ispezione della ceramica su vetro e laser.
Parole chiave
SAPPHIRO, zaffiro, difetto, Scientific Visual, SapphiroScan™, cristallo industriale, scanner, semiconduttore, orologio, rubino, fluorite, SapphiroScope™
