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电子束加工的特点及应用

2017-03-23 17:21:05 来源:91代工网 浏览:178
内容提要:电子束加工是利用高能量电子束会聚在一起产生的热效应或电离效应
电子束加工是利用高能量电子束会聚在一起产生的热效应或电离效应对材料进行的加工工艺。这种加工功率较高、功率密度大,能够瞬间将能量传递给工件;同时,加工参数可以调节,以应对不同的加工任务;全程可实现计算机控制,自动化程度高。下面我们来详细介绍一下这种加工工艺的特点和应用。电子束加工的特点电子束加工可以将高能电子束聚焦在极其细微的范围内,电子束直径可以达到微米量级。这样细的电子束照射到极小的面积上,能够产生相当高的功率密度,足以在瞬间达到几千摄氏度的高温。这样的温度能够顾将任何材料熔化甚至是气化。所以,电子束加工可以用于任何材料的微孔及窄缝的加工,也可以应用于半导体电路加工,且加工精度极高,是一种精密微细加工方法。而且,由于电子束作用在及其微小的面积上,故而热影响区非常小,再加上作用过程中不会产生机械力的作用,对工件形状的影响可以降到最低,可以得到很好的表面质量。同时,这种加工方式也不会像刀具切削那样损耗工具。对于电子束的束缚是通过电场和磁场来进行的,因此电子束的粗细、强度、聚焦位置都能够得到精确的控制,误差大致在1%以下。而且这种束缚方式是通过计算机在后台控制的,能够实现整个加工过程的自动化。由于电子束加工都是在真空环境中进行的,因此不会造成污染,加工点处能够保持原本材料的纯度。所以,电子束加工尤其适合于加工易级化的金属和合金材料,特别是对纯度要求极高的半导体材料。虽然拥有这么多优点,但目前阶段,电子束加工并不容易得到普及,因为它需要配备一套价格非常昂贵的专用设备,加工中心成本极高,只有少数有实力的大企业,才能用得起这种加工方式。电子束加工的应用电子束加工可以分为两类,一类被称为“热型”电子束加工,另一类被称为“非热型”电子束加工。“热型”电子束加工是利用高能电子束产生的高温将材料的局部加热至熔化甚至是气化温度,从而实现去除材料、焊接材料或者是热处理的加工目的。在电子束的热效应加工中,可以通过调整功率密度来达到不同的加工目的,具体的加工应用包括淬火、熔炼、切割、打孔和焊接等。“非热型”电子束加工是利用电子束的化学效应进行光化学加工或者蚀刻加工的技术。用低功率密度的电子束照射工件表面虽不会引起表面的温升,但入射电子与高分子材料发生碰撞,足以导致它们分子链的切断或重新聚合。在这种情况下,高分子材料实际上发生了化学变化,并形成了新的物质,这种现象叫做电子束的化学效应。利用这种效应进行加工的方法叫电子束光刻。由于电子束曝光系统柔性大,又能连续扫描写图,既是精密微细图形写图设备,也是目前大规模及超大规模掩膜或基片光刻的主要设备。除此之外,电子束可作为光源进行图形复印等工作。

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