Wat is ionenstraalbewerking? - Werken en toepassen?

Wat is ionenstraalbewerking?

Ionenbundelbewerking (IBM) is een belangrijke niet-conventionele productietechnologie die wordt gebruikt in micro-/nanofabricage, waarbij een stroom van versnelde ionen met elektrische middelen in een vacuümkamer wordt gebruikt om de atomen op het oppervlak van het object te verwijderen, toe te voegen of te wijzigen.

In IBM wordt een stroom geladen atomen (ionen) van inert gas, zoals argon, in vacuüm versneld door hoge energieën en gericht op een vast werkstuk. De straal verwijdert atomen van het werkstuk door energie en momentum over te dragen aan atomen op het oppervlak van het object.

Wanneer een atoom een ​​cluster van atomen op het werkstuk raakt, maakt het tussen 0,1 en 10 atomen los van het werkstukmateriaal. IBM maakt de nauwkeurige bewerking van vrijwel elk materiaal mogelijk en wordt gebruikt in de halfgeleiderindustrie en bij de vervaardiging van asferische lenzen.

De techniek wordt ook gebruikt voor het textureren van oppervlakken om de hechting te verbeteren, voor het produceren van atomair schone oppervlakken op apparaten zoals laserspiegels en voor het wijzigen van de dikte van dunne films en membranen.

Werking van ionenstraalbewerking

Ionenstraalbewerking (IBM) is een bewerkingsproces met atoombits, dat wordt gebruikt om een ​​product te bewerken met een hoge resolutie in de orde van grootte van 0,1 m. Ionen van inerte gassen zoals argon met een hoge kinematische energie in de orde van 10 KeV worden gebruikt om atomen te bombarderen en uit te werpen van het werkstukoppervlak door elastische botsingen.

In tegenstelling tot werktuigmachines voor snijden, slijpen en leppen, heeft IBM geen inherent referentieoppervlak; patroonmasker fungeert als een referentie. IBM kan worden gebruikt als microbewerkingsmachine met een micro-ionenbundel met een diameter van 1-2 m, samen met een uiterst nauwkeurige werktuigmachine voor positieregeling.

IBM kan ook worden gebruikt voor het aforiseren van lenzen, het slijpen van diamanten microtonenmessen en snijgereedschappen, het etsen van IC-patronen, enz. De kosten van een IBM-machine zijn erg hoog, wat de bewerkingskosten verhoogt en het proces oneconomisch maakt.

Nauwkeurigheid bij het bewerken van ionenbundels

Praktische etssnelheden variëren tot 2000 A (2 x 10-4 mm) per min. De nauwkeurigheid van het etsproces is aanzienlijk hoog, voornamelijk vanwege de kleine hoeveelheid materiaalverwijdering. Toleranties in de buurt van + 50 Å (+ 5 x 10 mm) zijn mogelijk.

Toepassingen van ionenstraalbewerking

Het wordt meestal toegepast bij microbewerking (etsen) van elektronische componenten zoals computeronderdelen, het uittekenen van optische oppervlakken en voor de precisiefabricage van fijne draadmatrijzen in vuurvaste materialen. Typische materialen die kunnen worden geëtst zijn glas, aluminiumoxide, kwarts, kristallen, silica, agaten, porselein, cermet. en talrijke metalen en oxiden.

Voordelen van ionenstraalbewerking

Ion-beam heeft vele voordelen, waaronder:

• Het proces is bijna universeel.
• Er zijn geen chemische reagentia of etsverbindingen nodig.
• Er is geen onderbieding zoals bij een ander chemisch etsproces.
• De etssnelheden zijn gemakkelijk te controleren.

Nadelen van ionenstraalbewerking

Het proces heeft echter veel nadelen, namelijk:

• Het is relatief duur.
• De etssnelheid is traag.
• Hoewel er vrijwel geen warmte wordt gegenereerd, is er weinig kans op enige thermische of stralingsschade.