简介播报
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离子束加工(mM)借助具有较高能量的离子束射到材料表面时所发生的撞击效应、溅射效应和注入效应来进行不同的加工。因为离子束轰击材料是逐层消除原子,所以可以达到纳米级的加工精度。离子束加工按其工艺原理和目的的不同可以分为三种:用于从型腔上除去材料的蚀刻加工、用于给型腔表面刻蚀的涂层加工以及用于表面改性的离子注入加工。因为电子束和离子束便于实现精确的控制,所以可以实现加工过程的全手动化,并且电子束和离子束的聚焦、偏转等方面还有许多技术问题尚待解决[1]。
特点播报
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1.是一[2]种精密微细的加工方式。
2.非接触式加工,不会形成挠度和变型。
3.加工速率很快,能量使用率可高达90%。
4.加工过程可手动化。
5.在真空腔中进行,污染少,材料加工表面不氧化。
6.电子束加工须要一整套专用设备和真空系统物理百科知识专题:离子束刻蚀,价钱较贵。
基本原理播报
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离子束加工是在真空条件下,先由电子枪形成电子束,再引入已抽成真空且饱含惰性二氧化碳之电离室中,使低压惰性二氧化碳离子化。由正极引出阳离子又经加速、集束等步骤,获得具有一定速率的离子投射到材料表面,形成溅射效应和注入效应。因为离子带正电荷,其质量比电子大数千、数万倍,所以离子束比电子束具有更大的撞击动能,是靠微观的机械撞击能量来加工的。
离子束加工主要特征如下:
1.加工的精度十分高。
2.污染少。
3.加工挠度、热变型等极小、加工精度高。
4.离子束加工设备费用高、成本贵、加工效率低。
应用播报
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1.刻蚀加工:
离子刻蚀用于加工陀螺仪空气轴承和动压电机上的沟槽,帧率高,精度、重复一致性好。
离子束刻蚀应用的另一个方面是刻蚀高精度图形,如集成电路、光电元件和光集成元件等征电子学预制构件。
太阳能电板表面具有非反射纹理表面。
离子束刻蚀还应用于刻蚀材料,制做穿透式电子显微镜试片。
2.离子束镀膜加工:
离子束镀膜加工有溅射沉积和离子镀两种方式。
离子镀可镀材料范围广泛,不论金属、非金属表面上均可镀制金属或非金属薄膜,各类合金、化合物、或个别合成材料、半导体材料、高熔点材料亦均可镀覆。
分类播报
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1.离子刻蚀或离子切削:Ar离子倾斜轰击型腔,使制件表面原子挨个剥离。
2.离子溅射沉积:Ar离子倾斜轰击某种材料的靶,靶材原子被击出后沉淀在靶材附近的螺孔上,使之表面镀上一层薄膜。
3.离子镀或离子溅射辅助沉积:它和离子溅射沉积的区别在于同时轰击靶材和锥面,目的是为了提高膜材与型腔基材之间的结合力。
4.离子注入:较高能量的离子束直接轰击被加工材料,使制件表面层富含注入离子,改变了型腔表面的物理成份,因而改变了型腔表面层的化学、力学和物理性能物理百科知识专题:离子束刻蚀,满足特殊领域的要求。