電子束與離子束加工-資料下載頁(yè)
2025-01-20 09:04本頁(yè)面
【正文】 擺動(dòng)裝置 工件 三坐標(biāo)工作臺(tái) 圖 離子束去除加工裝置 ◎ 加工裝置見(jiàn)圖 .三坐標(biāo)工作臺(tái)可實(shí)現(xiàn)三坐標(biāo)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) ， 擺動(dòng)裝置可實(shí)現(xiàn)繞水平軸的擺動(dòng)和繞垂直軸的轉(zhuǎn)動(dòng) 。 三、離子束加工的應(yīng)用 ◎ 離子束濺射去除加工可用于非球面透鏡成形 （ 需要 5坐標(biāo)運(yùn)動(dòng) ） ， 金剛石刀具和沖頭的刃磨 ， 大規(guī)模集成電路芯片刻蝕等 。 圖 離子束加工金剛石制品 離子束 離子束 r = 預(yù)加工 終加工 a) 金剛石壓頭 r = 離子束 離子 束 預(yù)加工 終加工 b) 金剛石刀具 ◎ 離子束濺射去除加工可加工金屬和非金屬材料 。 2. 離子束濺射鍍膜加工 ◎ 用加速的離子從靶材上打出原子或分子，并將這些原子或分子附著到工件上，形成 “ 鍍膜 ” 。又被稱(chēng)為“干式鍍”（圖） 離子束源 濺射材料 濺射粒子 工件 真空 圖 離子束濺射鍍膜加工 ◎ 離子鍍氮化鈦，即美觀，又耐磨。應(yīng)用在刀具上可提高壽命 12倍。 ◎ 濺射鍍膜可鍍金屬，也可鍍非金屬。 ◎ 由于濺射出來(lái)的原子和分子有相當(dāng)大的動(dòng)能，故鍍膜附著力極強(qiáng)（與蒸鍍、電鍍相比）。 ◎ 用高能離子（數(shù)十萬(wàn) KeV）轟擊工件表面，離子打入工件表層，其電荷被中和，并留在工件中（置換原子或填隙原子），從而改變工件材料和性質(zhì)。 ◎可用于半導(dǎo)體摻雜（在單晶硅內(nèi)注入磷或硼等雜質(zhì)，用于晶體管、集成電路、太陽(yáng)能電池制作），金屬材料改性（提高刀具刃口硬度）等方面。 3. 離子束濺射注入加工 4. 離子束曝光 ◎ 用在大規(guī)模集成電路制作中，與電子束相比有更高的靈敏度和分辨率。 在真空條件下 ， 將氬 （ Ar） 、 氪 （ Kr） 、 氖 （ Xe） 等惰性氣體 ， 通過(guò)離子源電離形成帶有 10 keV 數(shù)量級(jí)動(dòng)能的惰性氣體離子 ， 并形成離子束 ， 在電場(chǎng)中加速 ， 經(jīng)集束 、 聚焦后 ， 射到被加工表面上 。 對(duì)加工表面進(jìn)行轟擊 ， 這種方法稱(chēng)之為 “ 濺射 ” 。 由于離子本身質(zhì)量較大 ， 因此比電子束有更大的能量 ，當(dāng)沖擊工件材料時(shí) ， 如果能量大 ， 會(huì)從被加工表面分離出原子和分子 ， 這就是 離子束濺射去除加工 ； 離子束濺射 如果用被加速了的離子從靶材上打出原子或分子 ， 并將它們附著到工件表面上形成鍍膜 ， 則為 離子束濺射鍍膜加工（ 如圖所示 ） ； 用數(shù)十萬(wàn)電子伏特的高能離子轟擊工件表面 ，離子將打入工件表層內(nèi) ， 其電荷被中和 ， 成為置換原子或晶格間原子 ， 留于工件表層中 ， 從而改變了工件表層的材料成分和性能 ， 這就是 離子束濺射注入加工 。 圖 離子束濺射鍍膜加工原理 離子束加工與電子束加工不同，離子束加工時(shí)，離子質(zhì)量比電子質(zhì)量大千倍甚至萬(wàn)倍，但速度較低， 因此主要通過(guò)力效應(yīng)進(jìn)行加工。 而電子束加工時(shí)，由于電子質(zhì)量小， 速度高，動(dòng)能幾乎全部轉(zhuǎn)化為熱能，使工件材料局部熔化、 汽化， 因此主要是通過(guò)熱效應(yīng)進(jìn)行加工 。
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