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在工件的非加工表面上涂敷耐腐蚀涂料,进行防腐蚀保护。然后将工件浸泡到化学溶液中,使工件待加工的暴露表面与化学溶液发生反应,进而达到溶解去除加工的目的。化学刻蚀加工的工艺过程大体为:表面预处理→涂敷保护层→固化→刻型→腐蚀→清洗→去除保护层。下面简单介绍几个主要工序:1)涂敷在涂敷保护层之前,需要预先清理工件表面的附着物、油污以及氧化层膜等。为了加固涂料与金属工件表面的粘接程度,有时还需要进行适当的表面预处理,比如喷丸、打磨等,以使待涂敷表面形成一定的粗糙度。涂层厚度要求均匀,不允许有杂质和气泡,涂层厚度通常控制在0.2mm左右。涂层必须具有良好的耐酸、碱或盐等性能,在金属腐蚀液体中保持牢固的粘接性能。常用的保护层耐蚀涂料有氯丁橡胶、丁基橡胶、丁苯橡胶,涂层后,根据涂料的不同需要不同的时间和温度完成固化。2)刻型涂敷层完全固化之后,根据刻蚀样板用刀子将工件表面上待刻蚀表面的涂层切断、剥离,并清除干净。通常采用1mm厚度的硬铝板制作刻蚀样板。3)腐蚀将经过刻型处理够后的工件放入相应的腐蚀溶液中进行刻蚀,腐蚀温度和速度根据溶液类型和浓度等不同而适当控制。照相制版原理:利用光致抗蚀剂的光学反应特点,将精缩到掩模板上的图形印刷在涂有光致抗蚀剂的制件上,然后进行腐蚀,由于感光后的抗蚀剂具有很强的耐腐蚀特性,而未接受感光部分被腐蚀,从而在制件上获得清晰地图像。特点:光刻加工具有不变形、无加工硬化、飞边、毛刺等,不受材料硬度限制,适合于复杂图形膜片的精密加工,且可将多个图形组合在一起处理。应用:光刻加工在刻线尺、刻度盘、光栅、细孔金属网板、电路布线板、可控硅元件、半导体元件等的精密加工。1)制备原图和掩模:在透明或半透明的聚酯基板上涂敷一层醋酸乙烯树脂,将待加工图形放大后刻在可剥离性薄膜,剥离不需要的部分后可获得原图。或利用照相将原图精缩后,印制在铬薄膜板上,腐蚀后得掩模板。2)涂敷光致抗蚀剂:刷涂光致抗蚀剂,均匀的涂敷于光刻加工的制件表面,对于大面积涂敷需利用离心旋转仪将抗蚀剂甩匀,以防止光刻深度不一致。光致抗蚀剂是一种对光照比较敏感的高分子溶液,分为正性和负性两类。正性光致抗蚀剂是指用显影液能将被感光的部分溶除,在掩模板上获得未被感光的抗蚀涂层,获得掩模上具有实现的图形。负性光致抗蚀剂反之。3)曝光:曝光就是将掩模板上的图形成像在被加工制件上,曝光的时间及焦距要根据制件的光刻面积、光刻深度、光刻胶感光性能以及光源强度等适当调整。通常采用波长为0.4nm的紫外光,对于线宽<1mm的高精度刻线,应采用电子束或X射线等曝光技术。曝光有接触式和非接触式两种。接触式曝光是将掩模板与涂有光致抗蚀剂的制件紧贴,有时在掩模板上压一块透光的玻璃板后进行曝光。而非接触式曝光则是采用光学投影曝光方法,掩模板不与被加工制件相接触。4)腐蚀:将进过曝光后的制件放入化学腐蚀液进行腐蚀。腐蚀时间也是光刻工艺中一项比较关键的技术,需要根据制作材料、腐蚀液浓度以及刻深要求等具体调定。时间过短,图形不清晰,光刻深度不足;时间过长,同样导致图形模糊。原理:利用图形照相底片和光致抗蚀剂在电镀金属基板上选择性的形成电气绝缘膜,放入电镀液中时基板中露出的部分会析出图形,然后将涂敷的光致抗蚀剂剥离去除的加工方法。原理:在给定的磁场中填充磁性磨料。磁场使磨料紧密地、有规则排列形成磁刷,将工件置于磁刷中,并使工件与磁性磨料间产生相对运动,磁压力对工件表面产生微量磨削,实现光整加工。磁性研磨在机械零件中的应用磁性磨料电解研磨加工磁流体研磨的方式较多,其中典型的是磁浮置研磨,其原理如图8-8所示:使用3个以上的永久磁铁(不同于电磁,其不需消耗电能),且相邻的磁铁的极性不同,由此产生的等磁力线在中心磁铁上方呈凹形,添加的磨粒就悬浮在此处。在工件的旋转作用下,磨粒与工件间就产生磨削作用,当要增加磨粒浮置力时,可增大垂直方向的磁场梯度,当要增大保持力时,可增加水平方向的磁场梯度。影响磁流体研磨质量和效率的因素有粘度、温度、磨粒大小、磨粒添加率、外加磁场强度和磁流体的磁感应强度。图8-9是典型磁浮置研磨装置图。目前已在航空、航天、车辆、电子、仪表等的精密零件的研磨中得到应用,最近还有用于光学透镜、弯管内孔等复杂形状的的研磨加工的报道。其粗糙度最低可达到0.04m,去除率可达将近0.3m/min。原理:工作电压超出阳极氧化的电压范围,使等离子体化学和电化学综合反应。当电压超过临界电压铝合金表面被击穿,出现大量游动的弧点,瞬间形成超高温区域(103-104K),导致表层薄弱部位熔化甚至气化,在放电通道内发生复杂的等离子体化学和电化学反应,形成新的氧化物。由于表面受电解液激冷作用,温度不<100°C,使熔融态的氧化物沉积在基体表面,堆叠成陶瓷层。陶瓷膜由疏松层(主要含γ