微細(xì)加工的技術(shù)復(fù)習(xí)題2013

1、1、微細(xì)加工技術(shù) ：就是指能夠制造微小尺寸零件的加工技術(shù)的總稱。 從目前國(guó)際上微細(xì)加工技術(shù)的研究與發(fā)展情況看，形成的 主要流派 ：美國(guó)為代表的硅基 MEMS 技術(shù)； 德國(guó)為代表的 LIGA 技術(shù)； 日本為代表的傳統(tǒng)加工方法的微細(xì)化等；基于平面硅工藝的 MEMS 技術(shù)適合于將微傳感器、微執(zhí)行器、信息處理器件集成于一個(gè)微小單元。從工藝角度上看， 具有集成度高，便于大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。但這種方法難以加 工出三維自由曲面形狀，也難以處理各種性能優(yōu)異的金屬材料。相對(duì)于硅材料的微細(xì)加工， LIGA 技術(shù)可以對(duì)許多金屬材料進(jìn)行微細(xì)加工，能夠制造出 高寬比大于500，厚度近1000 um，結(jié)構(gòu)側(cè)壁平行度偏差在亞

2、微米級(jí)的三維立體結(jié)構(gòu)，然而 要實(shí)現(xiàn) LIGA 工藝就必須使用昂貴、稀有的同步輻射源。同時(shí)，從原理上講， LIGA 工藝很 難用于 斜面、階梯面、自由曲面 的微細(xì)三維加工。用深層刻蝕工藝代替同步輻射 X 射線深層光刻， 然后采用電鑄工藝的準(zhǔn) LIGA 技術(shù)成為 研究的熱點(diǎn)。同 LIGA 、光刻等 MEMS 技術(shù)相比，微細(xì)特種加工方法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、可實(shí)施性強(qiáng)和真 三維加工能力。同時(shí)其所能處理的材料非常廣泛，不僅可加工各種性能優(yōu)良的金屬、合金， 還可加工硅等半導(dǎo)體材料、陶瓷等。而且特種加工方法的能量易于控制，可較方便地實(shí)現(xiàn)去除與生長(zhǎng)可逆加工，如基于電火 花加工的放電沉積與去除、 基于電化學(xué)加工的電解

3、與電鑄可逆加工等， 這一明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì) 將有利于微納米尺度零件的精密加工與修復(fù)。2、微細(xì)加工與一般尺度加工的主要區(qū)別體現(xiàn)在： 加工精度的表示方法不同： 在一般尺度加工中，加工精度常用相對(duì)精度表示； 而在微細(xì)加工中，其加工精度則用絕對(duì)精度表示。 加工機(jī)理存在很大的差異： 由于在微細(xì)加工中加工單位的急劇減小，此時(shí)必須 考慮晶粒在加工中的作用。 加工特征明顯不同： 一般加工以尺寸、形狀、位置精度為特征；微細(xì)加工則由 于其加工對(duì)象的微小型化，目前多以分離或結(jié)合原子、分子為特征。3、從被加工對(duì)象的形成過(guò)程上看，微細(xì)加工可大致分為3 大類：分離加工 ：將材料的某一部分分離出去的加工方式，如切削、分解、刻蝕

4、、濺 射等。大致可分為切削加工、磨料加工、特種加工及復(fù)合加工等。結(jié)合加工 ：同種或不同種材料的附加或相互結(jié)合的加工方式，如蒸餾、沉積、 生長(zhǎng)、滲入等。 附著 ：注入：接合 ：變形加工： 使材料形狀發(fā)生改變的加工方式， 如塑性變形加工、 流體變形加工 等。4、在集成電路制造中，微細(xì)加工主要技術(shù)： 橫向微細(xì)加工技術(shù)：按照器件設(shè)計(jì)的要求，在材料的表面上制作所需要的各種 幾何圖形；包括圖形設(shè)計(jì)、圖形產(chǎn)生和刻蝕。 縱向微細(xì)加工技術(shù)：按照器件設(shè)計(jì)的要求，在材料的縱深方向制作各種薄膜結(jié)構(gòu)。包括蒸發(fā)、濺射、高壓氧化、減壓化學(xué)氣相淀積（減壓 CVD） ：熱擴(kuò)散、離子注入和退火、氣相或液相外延、分子束外延等。5、

5、硅的力學(xué)特性單晶硅是 MEMS 結(jié)構(gòu)中最常用的材料 ,實(shí)驗(yàn)表明，硅材料并不像通常所感覺(jué)的那樣脆 弱。產(chǎn)生這種錯(cuò)覺(jué)的原因有以下幾點(diǎn)：1 單晶硅通常是直徑 50mm-130mm 、厚度僅為 (250-500) um 的圓形薄片，在受到外 力時(shí)容易產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，從而導(dǎo)致?lián)p壞。2 由于單晶硅材料具有沿晶面解理的趨勢(shì)， 當(dāng)硅片邊緣、 表面和硅體內(nèi)存在缺陷而導(dǎo) 致應(yīng)力集中，并且其方向與解理面相同時(shí)，會(huì)使硅片開(kāi)裂、損壞。3 半導(dǎo)體的高溫處理和多層膜沉積工藝會(huì)引入內(nèi)應(yīng)力， 當(dāng)與硅材料本體、 表面和邊緣 的缺陷結(jié)合時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力集中，甚至沿解理面開(kāi)裂。4. 常規(guī)尺度下硅出現(xiàn)破壞時(shí)發(fā)生脆性斷裂，而金屬材料通

6、常發(fā)生塑性變形。硅之所以被選作機(jī)械傳感器的最優(yōu)材料是由于它超乎尋常的機(jī)械性能。 對(duì)于傳感器來(lái)說(shuō)， 人們需要一個(gè)可重復(fù)產(chǎn)生的信號(hào)， 這意味著對(duì)于機(jī)械傳感器而言， 它的結(jié)構(gòu)在受到同樣的負(fù) 載時(shí)必須以同樣的方式形變。因此人們需要一種沒(méi)有機(jī)械回滯和蠕變的材料。回滯是由于材料的屈服，換句話說(shuō)是由 塑性形變引起的。硅在彈性形變前就會(huì)失效， 至少在室溫下是這樣。事實(shí)上，使硅失效的應(yīng) 力大大超過(guò)了不銹鋼的屈服應(yīng)力。從這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，硅比所有的金屬都強(qiáng)得多。然而要注意，這并不意味著在所有類型的結(jié) 構(gòu)中硅比鋼強(qiáng)。 如果鋼在結(jié)構(gòu)的某一點(diǎn)上受到超過(guò)屈服強(qiáng)度的應(yīng)力， 它就形變， 直到?jīng)]有什 么地方受到的應(yīng)力超過(guò)屈服強(qiáng)度。在

7、這種情況下整個(gè)結(jié)構(gòu)不會(huì)失效。硅結(jié)構(gòu)與此完全不同： 如果硅中某一點(diǎn)的應(yīng)力超過(guò)屈服點(diǎn)，硅就失效，并且結(jié)構(gòu)斷裂。硅的這種特性(脆性)對(duì)于傳感器來(lái)說(shuō)是有優(yōu)勢(shì)的：如果傳感器過(guò)載， 它就斷裂，根本無(wú)法工作，而不是給出一個(gè)錯(cuò)誤的 信號(hào)。6、硅微結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 硅材料制作的機(jī)械元件和器件的實(shí)際強(qiáng)度取決于它的幾何形狀、缺陷的數(shù)量和大小、 晶向，以及在生長(zhǎng)、拋光、劃片時(shí)產(chǎn)生和積累的內(nèi)應(yīng)力。最少缺陷原則最小應(yīng)力原則最大隔離原則1.2.3.7、薄膜材料的力學(xué)特性 薄膜材料在 MEMS 器件中必不可少，尤其是在表面微加工器件中。溥膜材料的力學(xué)特 性對(duì) MEMS 器件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)同樣具有重要意義。材料力學(xué)參數(shù)主要包括密度

8、、硬度、彈性模量、應(yīng)力極限、應(yīng)變極限、疲勞壽命、沖 擊韌性、品質(zhì)因數(shù)等。8、 考慮尺度效應(yīng)的微機(jī)械動(dòng)力學(xué)微機(jī)構(gòu)是微機(jī)電系統(tǒng)的主要組成單元，在微小空間內(nèi)起著能量傳遞、運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換和調(diào)節(jié) 控制等作用，以實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作和精度。當(dāng)構(gòu)件縮小到一定尺寸范圍時(shí)將會(huì)出現(xiàn)尺度效應(yīng)， 即尺寸的減小將引起響應(yīng)頻率、加速度特性以及單位體積功率等一系列性能的變化。傳統(tǒng)機(jī)械做功往往是 體積力 起主導(dǎo)作用，運(yùn)動(dòng)要克服的主要是重力、慣性力等。 微機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)，常常是 表面力 起主導(dǎo)作用。9、 磁阻執(zhí)行器 其垂直驅(qū)動(dòng)力和切向驅(qū)動(dòng)力分別為：B 為常數(shù)，式中 a、 b 為磁極的側(cè)面尺寸， d 為磁極之間的間隙。由于在最大溫度限制下， 所

9、以磁阻驅(qū)動(dòng)力的變化與 L2 成正比。壓電執(zhí)行器的尺度效應(yīng) 懸臂式雙膜片壓電執(zhí)行器產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力F和位移s為L(zhǎng) 成正比。式中 d31為壓電系數(shù)；E為彈性模量；L、b、h分別為壓電執(zhí)行器的長(zhǎng)、寬、高；V為驅(qū)動(dòng)電壓。因此驅(qū)動(dòng)力的變化與 形狀記憶合金 (SMA) 執(zhí)行器的尺度效應(yīng)SMA 是通過(guò)加溫和降溫來(lái)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)的，通常被認(rèn)為是一種響應(yīng)周期較長(zhǎng)的驅(qū)力動(dòng)器，但是在MEMS尺度下情況發(fā)生了有益的變化。SMA的驅(qū)動(dòng)力隨L2變化，運(yùn)動(dòng)距離隨 L變10、微流體現(xiàn)象與宏觀規(guī)律有相當(dāng)大的差別：1 在微觀領(lǐng)域，慣性力作用減?。徊牧系臐?rùn)滑、表面黏著力、化，做功與 L3 成正比。由于 SMA 的散熱面積與 L2 成正比，質(zhì)

10、量與 L3 成正比，對(duì)流系數(shù) 與 L-1 成正比，則響應(yīng)時(shí)間與 L2 成正比。當(dāng)尺寸減小時(shí)， SMA 的散熱面積相對(duì)增加，熱對(duì) 流增強(qiáng)，使 SMA 執(zhí)行器響應(yīng)時(shí)間大大縮短，功率密度大幅度提高。摩擦與宏觀狀態(tài)不同；黏滯力發(fā)生了變化， 從而影響了其力學(xué)性能并造成微流體力學(xué)特性的流體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)受到尺寸效應(yīng)的影響， 表面力作用變得顯著， 而23微小裝置中流體驅(qū)動(dòng)機(jī)制可利用表面張力和黏性力，但其阻力特性也有所不同； 微小裝置中流體的相變點(diǎn) (飽和壓力和溫度 )不再是常數(shù)，隨尺度減小而降低； 微細(xì)管道固液界面的微觀物理化學(xué)特性所產(chǎn)生的化學(xué)效應(yīng)對(duì)微流體的力學(xué)行為有不同；456.重要影響；7.在微流動(dòng)中，

11、雷諾數(shù)通常都很??；在微觀條件下：1 體邊界對(duì)流體將產(chǎn)生顯著影響；2 固體邊界無(wú)滑移條件應(yīng)區(qū)別對(duì)待；3 一般微機(jī)械器件的長(zhǎng)度尺度都要比簡(jiǎn)單液體的分子間距大得多，因此無(wú)滑移邊界條件在無(wú)運(yùn)動(dòng)界面時(shí)仍然成立。還有一些情況是流動(dòng)本身而不是邊界條件需要修正；11、微摩擦學(xué)的特點(diǎn)1 在微機(jī)械系統(tǒng)中， 摩擦表面的摩擦力主要來(lái)源于表面之間的相互作用力而不 再是載荷壓力；微摩擦過(guò)程中的黏滑現(xiàn)象要比宏觀摩擦過(guò)程強(qiáng)烈得多； 大部分表面效應(yīng)都與溫度有關(guān)； 粘附現(xiàn)象與微摩擦機(jī)理和性能密切相關(guān)；2. 與傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)相比，微機(jī)電系統(tǒng)中的摩擦問(wèn)題顯得特別突出，這是因 為尺度效應(yīng)使得構(gòu)件上的作用力隨著其尺寸減小發(fā)生急劇變化。

12、但在微機(jī)械中一方面要降低 摩擦損耗， 甚至實(shí)現(xiàn)零摩擦，另一方面， 微機(jī)械由于空間限制和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)， 往往利用摩擦作 為牽引或驅(qū)動(dòng)力；4.5.3.12、微電子技術(shù)的一維方式發(fā)展模式將面臨著一系列物理限制的挑戰(zhàn)：1. 基本物理規(guī)律的限制；4.56.材料方面的限制；技術(shù)方面的限制；器件方面的限制；系統(tǒng)方面的限制；面對(duì)這些物理限制，微電子技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)出多維發(fā)展的模式：1 通過(guò)克服在材料、 技術(shù)、 物理基礎(chǔ)方面遇到的限制， 繼續(xù)按照特征尺寸按比 例縮小的途徑繼續(xù)發(fā)展，即所謂的 “自上而下 ”的途徑；發(fā)展新的納米技術(shù)，采用 “自下而上 ”的途徑發(fā)展； 將全新的納米低維材料與微電子技術(shù)相結(jié)合，開(kāi)發(fā)新型的納米

13、電路； 研究新的器件結(jié)構(gòu)，發(fā)展新的運(yùn)算邏輯；將微電子技術(shù)與其他技術(shù)結(jié)合，形成新的學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域；2.34.5.傳統(tǒng)物理理論的限制；微光學(xué)正在迅速深入和拓寬，作為今后的發(fā)展趨勢(shì)大體如下：1. 微細(xì)加工工藝的革新和完善，特別是研究微米、亞微米級(jí)的微光學(xué)工藝技術(shù)；2 微光學(xué)材料的研究和開(kāi)拓， 特別是半導(dǎo)體材料、 非線性聚合物材料、 光析晶 體材料的研究及在微光學(xué)中的應(yīng)用；3.45 微光學(xué)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展等。微光學(xué)元器件的集成化、多功能化，特別是三維集成器件的研制； 微光學(xué)元件及其陣列的成像、傳輸理論和設(shè)計(jì)方法的研究；13、微細(xì)切削的機(jī)理與一般普通切削有很大區(qū)別。晶粒內(nèi)部非常大的原子、分子結(jié)合力。 在微切

14、削去除時(shí)，切削往往在晶粒內(nèi)進(jìn)行，切削力超過(guò)晶體內(nèi)部的分子、原子結(jié)合力，其單位面積的切削阻力(N / mm2)將急劇增大。刀刃上所承受的剪切應(yīng)力就急速地增加并變得非 常大，從而在單位面積上會(huì)產(chǎn)生很大的熱量， 使刀刃尖端局部區(qū)域的溫度極高， 處于高應(yīng)力、 高溫的工作狀態(tài)。因此刀具材料要求采用耐熱性高、高溫硬度高、耐磨性強(qiáng)、 高溫強(qiáng)度好的刀刃材料，即超高硬度材料，最常用的是金剛石、立方氮化硼等。14、材料微觀缺陷分布或材質(zhì)不均勻性，可以歸納為以下幾種情況：1 晶格原子 (<10-6mm) ：在晶格原子空間的破壞就是把原子一個(gè)一個(gè)地去除。2 點(diǎn)缺陷 (10-6mm -10-4mm) ：點(diǎn)缺陷就是

15、在晶粒結(jié)構(gòu)中存在著空位和填隙原子。點(diǎn)缺陷空間的破壞就是以點(diǎn)缺陷為起點(diǎn)來(lái)增加晶格缺陷的破壞。晶體中存在的雜質(zhì)原子也是一種點(diǎn)缺陷。3 位錯(cuò)缺陷 (10-4mm -10-2mm) 。位錯(cuò)缺陷就是晶格位移和微裂紋， 它在晶體中 呈連續(xù)的線狀分布，故又稱線缺陷。位錯(cuò) ：就是有一列或若干列原子發(fā)生了有規(guī)律的錯(cuò)排現(xiàn)象。位錯(cuò)缺陷空間的破 壞是通過(guò)位錯(cuò)線的滑移或微裂紋引起晶體內(nèi)的滑移變形。4 晶界、空隙和裂紋 (10-2mm- 1mm) 。它們的破壞是以缺陷面為基礎(chǔ)的晶粒間 破壞。5 缺口 (1mm 以上 )。缺口空間的破壞是由于拉應(yīng)力集中而引起的破壞。15、金剛石刀具的損傷主要有兩種形式： 崩刃和磨損。 崩刃

16、是在刃口上的應(yīng)力超過(guò)金剛石刀 具的局部承受能力時(shí)發(fā)生的。累積的金剛石刀具的磨損主要發(fā)生在側(cè)面刀面兩個(gè)部位。16、 微細(xì)銑削工具 用離子束加工技術(shù)制作微細(xì)銑刀被認(rèn)為一種可行的方法。 除了離子銑削、刻蝕法外,還有采用冶金成型、 LIGA 工藝等方法來(lái)制作微細(xì)加工 工具或工具毛坯,也可用這幾種方法的組合來(lái)制作微細(xì)工具。 在微小尺度加工時(shí),減少或去除毛刺的方法 ：1.用單晶金剛石刀具進(jìn)行第 2 次精切；2.用電化學(xué)拋光法，在工件棱角等處蝕除(1-2 U m),可去除毛刺獲得很光滑的表面；3.4.在微注模和熱壓紋模上也已開(kāi)展微結(jié)構(gòu)消除毛刺的實(shí)驗(yàn)；選擇易分離的材料加工；17、細(xì)鉆削工藝特點(diǎn)與通常的鉆削加工

17、相比，微細(xì)鉆削加工的工藝特點(diǎn)主要表現(xiàn)在： 排屑十分困難，切屑易阻塞，鉆頭易折斷， 孔的尺寸越微小則越是如此； 切削液較難注入加工區(qū)內(nèi)，鉆削條件較為惡劣，影響正常加工。一般應(yīng)采用 低黏度的礦物油或菜籽油進(jìn)行冷卻潤(rùn)滑； 刀具重磨很難，耐用度低； 微細(xì)鉆床系統(tǒng)剛性要好，加工時(shí)不能有振動(dòng)，應(yīng)有消振措施； 微細(xì)鉆削工藝中微細(xì)鉆頭的制作也是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。目前，商品供應(yīng)的微細(xì)鉆頭的最小 直徑為50u m,要得到更細(xì)的鉆頭，必須借助于特種加工方法。18、板件上的小孔常采用沖孔,具有以下特點(diǎn)： 生產(chǎn)效率高。在大批量生產(chǎn)時(shí),其生產(chǎn)成本比鉆削小孔的成本低得多。 凸模磨損慢,壽命長(zhǎng),加工出的小孔尺寸穩(wěn)定。 沖小孔技術(shù)

18、的研究方向是減小沖床的尺寸,增大微小凸模的強(qiáng)度和剛度,保證微小凸模的導(dǎo)向和保護(hù)等。沖壓是大批量孔加工最常用的方法之一。 把這種方法引入微加工, 要解決以下兩個(gè)主要問(wèn)題： 必須有微細(xì)尺寸的沖頭和凹模；可通過(guò)應(yīng)用適當(dāng)?shù)奈⒓?xì)加工方法解決。 微沖頭與微凹模周隙在微細(xì)尺度上的均勻一致性；它的實(shí)現(xiàn)依賴于一個(gè)能 保證與微細(xì)工具匹配的微沖壓系統(tǒng)的開(kāi)發(fā), 在這個(gè)系統(tǒng)中, 微沖頭和微凹模在微細(xì)沖床上能 夠依次在線制作,確保微沖頭與微凹模周邊間隙的均勻性。19、微陀螺轉(zhuǎn)子進(jìn)行微沖壓加工過(guò)程如下。固定：墊片將鋁箔固定在夾具上；沖壓：沖頭沖壓鋁箔,轉(zhuǎn)子從模具底部落下； 后處理：將沖壓好的轉(zhuǎn)子置于專用夾具中整形,并退火；

19、 清洗、 檢查：把轉(zhuǎn)子放在丙酮溶液中, 經(jīng)超聲波清洗烘干后用顯微鏡觀察, 選擇外形規(guī)整轉(zhuǎn)子器件。20、磨料噴射加工主要具有以下特點(diǎn)： 它不屬于大量去除材料的加工方法 (屬于精細(xì)、微細(xì)加工方法 ),主要用于去 毛刺、 清理表面、刻蝕等。 也適用于解決一些結(jié)構(gòu)特殊、形狀復(fù)雜和尺寸微小零件的加工問(wèn)題。料如玻璃、陶瓷、可以加工導(dǎo)電或非導(dǎo)電材料。 對(duì)于韌性材料其去除率較低； 較適合于脆性材 淬硬金屬的加工?？梢郧謇砀鞣N溝槽、螺紋和異型孔，但用作孔加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生錐度。21、特種加工技術(shù)中，應(yīng)用最廣泛的是電加工技術(shù)通常所說(shuō)的電加工技術(shù)主要包括： 電火花加工 （包括電火花成形加工、 電火花線切割加 工等 ）；電

20、化學(xué)加工 （包括電解加工、電鍍、電鑄等 ）兩大類。22、微細(xì)電化學(xué)加工： 按原理分為兩類,一類是基于陽(yáng)極溶解的減材制造技術(shù)電解加工（ electrochemical machining）另一類是基于陰極沉積的增材制造技術(shù)電鑄 （ electroforming） 脈沖電解加工是利用有規(guī)律的間歇供電進(jìn)行間隙加工， 在脈沖電化學(xué)加工時(shí)間內(nèi)陽(yáng)極發(fā)生電 化學(xué)溶解， 從而達(dá)到改善零件表面質(zhì)量的目的。 電鑄是是在芯模表面沉積金屬， 然后使兩者 分離來(lái)制取零件的工藝。它是利用金屬的點(diǎn)解沉積原理來(lái)制造金屬制品.在電鑄過(guò)程中 ,電解液中的金屬離子不斷向陰極聚集,并沉積在原模表面形成金屬制品.23、要實(shí)現(xiàn)微細(xì)軸、

21、孔及微三維結(jié)構(gòu)的電火花加工，必須使用極為微細(xì)的工具電極，在以往 的微細(xì)電火花加工中，一直是制約微細(xì)電火花加工術(shù)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。24、微細(xì)電極制作的傳統(tǒng)方法主要有哪兩種：WEDG 法具有如下的特點(diǎn)：（1）電極絲被連續(xù)地送出，形成不斷地以新的絲來(lái)加工，補(bǔ)償自身的放電損耗，即使電極絲消耗實(shí)際上是存在的， 對(duì)精度的影響還是小到可以忽略的程度， 可確保被加工工具電極的 尺寸精度。（2）線電極絲與被加工的工具電極為點(diǎn)放電加工，工具電極的形狀與成形運(yùn)動(dòng)的軌跡有關(guān)，可加工多種形狀的電極，如圓柱形，圓錐形，棱柱狀，螺紋狀及帶有斜度的電極（需配 置多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)） ，易于實(shí)現(xiàn)工具電極自動(dòng)化成形。（3）通過(guò)減小放

22、電間隙并取合適的電規(guī)準(zhǔn)則可加工出微細(xì)的工具電極。（4）工具電極的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在保證其加工圓度的同時(shí)，避免了集中放電或短路，有利于放 電加工的連續(xù)進(jìn)行。（ 5 ）旋轉(zhuǎn)主軸的徑向跳動(dòng)， 線放電磨削絲的直徑均勻度以及走絲平穩(wěn)性都會(huì)影響工具電極加工精度和可能達(dá)到的極限尺寸，應(yīng)采用高精密旋轉(zhuǎn)主軸頭和恒張力的線磨削絲的機(jī)構(gòu)。25、電子束微細(xì)加工的特點(diǎn)1.加工面積很小，是一種精密微細(xì)的加工方法。電子束能夠極其微細(xì)地聚焦，甚至能聚焦到 0.1m。2是一種非接觸式加工。工件不受機(jī)械力作用，不產(chǎn)生宏觀應(yīng)力和變形。加工材料范圍很 廣，對(duì)脆性、韌性、導(dǎo)體、非導(dǎo)體及半導(dǎo)體材料都可加工。電子束能量密度高，使照射部分 的溫度超

23、過(guò)材料的融化和氣化溫度，去除材料主要靠瞬時(shí)蒸發(fā)。3. 電子束的能量密度高，每秒鐘可以在2.5伽厚的鋼板上加工 50個(gè)直徑為0.4伽的孔。4可以通過(guò)磁場(chǎng)或電場(chǎng)對(duì)電子束的強(qiáng)度、位置、聚焦等進(jìn)行直接控制。在電子束爆光中， 從加工位置找準(zhǔn)到加工圖形的掃描，都可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 在電子束打孔和切割時(shí)， 可以通過(guò)電氣控制加工異形孔，實(shí)現(xiàn)曲面弧形切割等。5. 加工表面不會(huì)氧化，特別適用于加工易氧化的金屬及合金材料，以及純度要求極高的半導(dǎo)體材料。電子束加工是在真空中進(jìn)行，污染少。6. 價(jià)格較貴，生產(chǎn)應(yīng)用有一定局限性。電子束加工需要一套專用設(shè)備和真空系統(tǒng)。缺點(diǎn)：由于使用高電壓，會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)X射線，必須采取相應(yīng)的安全措

24、施；需要在真空裝置中進(jìn)行加工；設(shè)備造價(jià)高等。電子束加工廣泛用于焊接（見(jiàn)電子束焊），其次是薄材料的穿孔和切割。穿孔直徑一般為0.031.0毫米,最小孔徑可達(dá) 0.002毫米。切割0.2毫米厚的硅片，切縫僅為 0.04毫米，因而可節(jié)省材料。26、電子束焊接具有的工藝特點(diǎn)：1 ）電子束焊接的能量密度高，可焊接一般電弧焊難以實(shí)現(xiàn)的焊縫；|2）電子束焊接是在真空中進(jìn)行,焊縫的化學(xué)成分穩(wěn)定且純凈，接頭強(qiáng)度高，焊縫質(zhì)量高:3）電子束焊接速度快，熱影響區(qū)小，焊接熱變形??；4）電子束焊接適用于焊接幾乎所有的金屬材料，尤其適合鋁材焊接5）電子束焊接可獲得深寬比大的焊縫（20 : 150 : 1），焊接厚件時(shí)可以不

25、開(kāi)坡口一次成形；6）電子束焊接結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了工藝參數(shù)的精確控制，使焊接過(guò)程完全自動(dòng)化。電子束焊接技術(shù)是目前發(fā)展最快_，應(yīng)用最為廣泛的電子束技術(shù)。27、離子束微細(xì)加工與電子束微細(xì)加工本質(zhì)區(qū)別:顧名思義 電子束加工 是以激發(fā)電子作為載體， 離子束則以離子。離子束加工 是一種元素 注入過(guò)程，具有輻照損傷、噴丸作用、表面壓縮、形成表面 非晶態(tài)，形成彌散化合物質(zhì)點(diǎn)等 效應(yīng)，而電子束與激光束的主要作用在高能量，沒(méi)有 輻照、表面壓縮等特性。離子束微細(xì)加工的特點(diǎn)1加工的精度非常高，2、污染少，3、加工應(yīng)力、熱變形等極少、加工精度高，4、離子束加工設(shè)備費(fèi)用高、成本貴、加工效率低。離子束技術(shù)離子束加工是在真空條件下，先由電子槍產(chǎn)生電子束， 再引入已抽成真空且充滿惰性氣體之電離室中，使低壓惰性氣體離子化。 由負(fù)極引出陽(yáng)離子又經(jīng)加速、集束等步驟，獲得具有一定速度的離子投射到材料表面，產(chǎn)生濺射效應(yīng)和注入效應(yīng)。由于離子帶正電荷， 其質(zhì)量比電子大數(shù)千、數(shù)萬(wàn)倍，所以離子束比電子束具有更大的撞擊動(dòng)能，是靠微觀的機(jī)械撞擊能量來(lái)加工的。生長(zhǎng)薄膜技術(shù)薄膜的生長(zhǎng)是半導(dǎo)體制造中一項(xiàng)重要的工