電子束加工和離子束加工是近年來(lái)得到較大發(fā)展的新型特種加工。他們?cè)诰芪⒓?xì)加工方面,尤其是在微電子學(xué)領(lǐng)域中得到較多的應(yīng)用。通常來(lái)說(shuō),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(xué)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(jiǎn)稱EBM)起源于德國(guó)。1948年德國(guó)科學(xué)家斯特格瓦發(fā)明了第一臺(tái)電子束加工設(shè)備。它是一種利用高能量密度的電子束對(duì)材料進(jìn)行工藝處理的方法統(tǒng)。

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在真空條件下,利用電子槍中產(chǎn)生的電子經(jīng)加速、聚焦后能量密度為106~109w/cm2的極細(xì)束流高速?zèng)_擊到工件表面上極小的部位,并在幾分之一微秒時(shí)間內(nèi),其能量大部分轉(zhuǎn)換為熱能,使工件被沖擊部位的材料達(dá)到幾千攝氏度,致使材料局部熔化或蒸發(fā),來(lái)去除材料。?

控制電子束能量密度的大小和能量注入時(shí)間,就可以達(dá)到不同的加工目的:

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1、只使材料局部加熱就可進(jìn)行電子束熱處理;

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2、使材料局部熔化就可以進(jìn)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(jìn)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(shí)產(chǎn)生化學(xué)變化的原理,即可進(jìn)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(fā)射陰極—用鎢或鉭制成,在加熱狀態(tài)下發(fā)射電子。

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2、控制柵極—既控制電子束的強(qiáng)弱,又有初步的聚焦作用