電子束加工和離子束加工是近年來得到較大發展的新型特種加工。他們在精密微細加工方面,尤其是在微電子學領域中得到較多的應用。通常來說,電子束加工主要用于打孔、焊接等熱加工和電子束光刻化學加工,而離子束加工則主要用于離子刻蝕、離子鍍膜和離子注入等加工。?
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電子束加工原理
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電子束加工(Electron Beam Machining 簡稱EBM)起源于德國。1948年德國科學家斯特格瓦發明了第一臺電子束加工設備。它是一種利用高能量密度的電子束對材料進行工藝處理的方法統。
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在真空條件下,利用電子槍中產生的電子經加速、聚焦后能量密度為106~109w/cm2的極細束流高速沖擊到工件表面上極小的部位,并在幾分之一微秒時間內,其能量大部分轉換為熱能,使工件被沖擊部位的材料達到幾千攝氏度,致使材料局部熔化或蒸發,來去除材料。?
控制電子束能量密度的大小和能量注入時間,就可以達到不同的加工目的:
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1、只使材料局部加熱就可進行電子束熱處理;
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2、使材料局部熔化就可以進行電子束焊接;
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3、提高電子束能量密度,使材料熔化和汽化,就可進行打孔、切割等加工;
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4、利用較低能量密度的電子束轟擊高分子材料時產生化學變化的原理,即可進行電子束光刻加工。
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電子束主要加工裝置
電子束加工裝置主要由以下幾部分組成:
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電子槍
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獲得電子束的裝置,它包括:
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1、電子發射陰極—用鎢或鉭制成,在加熱狀態下發射電子。
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2、控制柵極—既控制電子束的強弱,又有初步的聚焦作用
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