Что такое электронно-лучевая техника?

Что такое электронно-лучевая обработка?

Электронно-лучевая обработка (ЭЛ) — это процесс, при котором электронный луч воздействует на заготовку в вакууме при высокой температуре (приблизительно 6000 °C).

Когда электронный луч, ускоренный до десятков тысяч вольт или более, фокусируется электронной линзой и облучает материал, кинетическая энергия электронов преобразуется в тепловую энергию, которая генерирует сильное тепло. Сильное тепло может использоваться для обработки тонкой проводки в различных тугоплавких металлах, ювелирных изделиях и полупроводниках. Кроме того, поскольку обработка выполняется в вакууме, нет риска загрязнения или окисления обработанной поверхности по сравнению с обработкой на воздухе, но обрабатываемость ниже.

Новейшие технологии обработки разработали метод, при котором заготовка обрабатывается вне вакуума, а не в вакууме.

Типы электронно-лучевых (ЭЛ) машин

Электронно-лучевая (ЭЛ) техника в основном включает в себя электронно-лучевую сварку, электронно-лучевую технику, электронно-лучевое осаждение и электронно-лучевую литографию.

1. Электронно-лучевая сварка

В этом методе электронные лучи, генерируемые электронной пушкой, фокусируются отклоняющей катушкой с помощью магнитного поля и применяются к материалу. Поверхность материала, к которому применяется электронно-лучевая (ЭЛ) техника, затем расплавляется под действием высокой температуры, и заготовка обрабатывается.

Обработка заготовок традиционно выполнялась в высоком вакууме, но также был разработан метод низкого вакуума с улучшенной производительностью. Он используется для герметизации кварцевых кристаллических узлов, различных деталей самолетов и электронных компонентов, требующих сварки в вакууме.

2. Электронно-лучевое (ЭЛ) оборудование

Электронно-лучевое (ЭЛ) оборудование представляет собой метод сверления и проточки мелких отверстий или канавок путем приложения сфокусированного электронного луча к локализованному пятну на поверхности заготовки и мгновенного испарения поверхностного материала. Этот процесс сверления способен сверлить отверстия диаметром в несколько десятков микрометров. Он используется для сверления и проточки канавок в труднообрабатываемых металлах, таких как нержавеющая сталь и молибден, а также кварц и керамика.

3. Электронно-лучевое осаждение

Металл, который необходимо нанести паром, помещают в вакуумный аппарат и облучают электронным пучком для его расплавления и испарения. Затем заготовка, к которой прикреплен напыленный паром металл, помещается на сторону, противоположную металлу, и напыленный пар металла используется для формирования тонкой металлической пленки на поверхности заготовки. Этот метод используется для производства тонких пленок для полупроводников и стекла ITO, а также для подготовки аналитических образцов для использования в электронных микроскопах.

4. Электронно-лучевая литография

Этот метод используется при формировании электронных схем, требующих тонких схем разводки, таких как полупроводниковые схемы. Схемы разводки полупроводниковых интегральных схем с каждым годом становятся все тоньше и тоньше, что требует формирования множества компонентных схем и точной обработки разводки на кремниевых пластинах. Традиционная обработка полупроводниковых схем использует метод фотолитографии (технология фототравления), который использует фотошаблон.

Разрешение рисунка схемы, сформированного этой фотолитографией, ограничено 0,1 микрометра, и когда требуются более тонкие рисунки проводов, используется прямое рисование электронным лучом. Этот метод используется при производстве полупроводниковых схем, которые требуют современной обработки точного рисунка.