Технология и оборудование для обработки алмазных материалов современной электроники

Разработана технология и создан производственный участок отбора и сортировки алмазов по электрофизическим свойствам. Разработаны технологии и оборудование для прецизионной лазерной резки и обработки алмазных материалов. Розроблено методи відбору і сортування алмазів по електрофізичним властивостям с...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :Технология и конструирование в электронной аппаратуре
Дата:2009
Автори: Митягин, А.Ю., Алтухов, А.А., Митягина, А.Б.
Формат: Стаття
Мова:Російська
Опубліковано: Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України 2009
Теми:
Онлайн доступ:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52028
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Технология и оборудование для обработки алмазных материалов современной электроники / А.Ю. Митягин, А.А. Алтухов, А.Б. Митягина // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2009. — № 1. — С. 53-58. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1860125901873741824
author Митягин, А.Ю.
Алтухов, А.А.
Митягина, А.Б.
author_facet Митягин, А.Ю.
Алтухов, А.А.
Митягина, А.Б.
citation_txt Технология и оборудование для обработки алмазных материалов современной электроники / А.Ю. Митягин, А.А. Алтухов, А.Б. Митягина // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2009. — № 1. — С. 53-58. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.
collection DSpace DC
container_title Технология и конструирование в электронной аппаратуре
description Разработана технология и создан производственный участок отбора и сортировки алмазов по электрофизическим свойствам. Разработаны технологии и оборудование для прецизионной лазерной резки и обработки алмазных материалов. Розроблено методи відбору і сортування алмазів по електрофізичним властивостям сучасними фізичними методами аналізу, технології прецизійного лазерного різання алмазів, їх обробки на основі термохімічних реакцій в газовому середовищі. Створена експериментальна установка для полірування і шліфування алмазних пластин, установка для різання, установка плазмохімічної обробки. Розробленo методики вимірювання шорсткості поверхні оброблених пластин і контролю параметрів шорсткості. Приведено деякі експериментальні результати The methods of selection and sorting of diamonds according to their physical properties by modern physical methods of the analysis are developed, as well as the technologies of precision laser cutting of diamonds, their processing on a basis of thermochemical reactions in gas environment. The experimental installation for polishing and grinding of diamond plates, installation for slicing, installation for plasma-chemical processing are created. The techniques of surface roughness measurement of the processed plates and control of roughness parameters are developed. Some experimental results are given.
first_indexed 2025-12-07T17:42:10Z
format Article
fulltext Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2009, ¹ 1 53 ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ 24.03 2008 ã. Îïïîíåíò ä. ô.-ì. í. Ì. È. ÑÀÌÎÉËÎÂÈ× (ÖÍÈÒÈ «Òåõíîìàø», ã. Ìîñêâà) Ä. ô.-ì. í. À. Þ. ÌÈÒßÃÈÍ, ê. ò. í. À. À. ÀËÒÓÕÎÂ, À. Á. ÌÈÒßÃÈÍÀ Ðîññèÿ, ã. Ôðÿçèíî, ÈÐÝ èì. Â. À. Êîòåëüíèêîâà; ã. Ìîñêâà, ÎÎÎ «ÓðàëÀëìàçÈíâåñò» E-mail: alexandr-mityagin@yandex.ru; info@ural-almaz.ru ÒÅÕÍÎËÎÃÈß È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ ÄËß ÎÁÐÀÁÎÒÊÈ ÀËÌÀÇÍÛÕ ÌÀÒÅÐÈÀËΠÑÎÂÐÅÌÅÍÍÎÉ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ Ðàçðàáîòàíà òåõíîëîãèÿ è ñîçäàí ïðî- èçâîäñòâåííûé ó÷àñòîê îòáîðà è ñîð- òèðîâêè àëìàçîâ ïî ýëåêòðîôèçè÷åñêèì ñâîéñòâàì. Ðàçðàáîòàíû òåõíîëîãèè è îáîðóäîâàíèå äëÿ ïðåöèçèîííîé ëàçåð- íîé ðåçêè è îáðàáîòêè àëìàçíûõ ìàòå- ðèàëîâ. Àëìàç, áåññïîðíî, ÿâëÿåòñÿ îäíèì èç ïåðñïåêòèâ- íûõ ìàòåðèàëîâ äëÿ óñòðîéñòâ ñëåäóþùèõ ïîêîëå- íèé òåõíèêè [1]. Åãî óíèêàëüíûå ôèçè÷åñêèå ñâîé- ñòâà îáåñïå÷èâàþò ýôôåêòèâíóþ è ñòàáèëüíóþ ðàáî- òó ìèêðîìåõàíè÷åñêèõ, îïòè÷åñêèõ è ýëåêòðîííûõ óñòðîéñòâ íà èõ îñíîâå â êðèòè÷åñêèõ óñëîâèÿõ. Ýòèì îáúÿñíÿåòñÿ èíòåðåñ ê àëìàçíûì ìàòåðèàëàì è ê èñ- ñëåäîâàíèþ ïðîöåññîâ èõ ïîëó÷åíèÿ è èõ îãðîìíàÿ ðîëü â ðàçâèòèè ñîâðåìåííîé ïðîìûøëåííîñòè. Ïî ïðèçíàíèþ àìåðèêàíñêèõ ýêîíîìèñòîâ, ñäåëàííîìó â íà÷àëå 1970-õ ãîäîâ, áåç èñïîëüçîâàíèÿ àëìàçíûõ ìàòåðèàëîâ ïðîìûøëåííûé ïîòåíöèàë Ñîåäèíåííûõ Øòàòîâ óìåíüøèëñÿ áû âäâîå. Âîçìîæíîñòü ðåàëèçàöèè íàó÷íûõ èäåé â êîíêðåò- íûõ ïðèáîðàõ, ãëàâíûì îáðàçîì, îïðåäåëÿåòñÿ òåõ- íîëîãè÷åñêèìè âîçìîæíîñòÿìè. Ïîýòîìó ðàçðàáîò- êà òåõíîëîãè÷åñêèõ çàäà÷ ÿâëÿåòñÿ ïðèîðèòåòíîé ïðî- áëåìîé íàó÷íî-òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðèáîðîñòðîåíèÿ. ×òî êàñàåòñÿ òåõíîëîãèè, òî ýòî îãðîìíûé êîìïëåêñ çàäà÷, âêëþ÷àþùèé â ñåáÿ îáùèå òåõíîëîãè÷åñêèå ïðèåìû ïðåäâàðèòåëüíîé îáðàáîòêè è êîíòðîëÿ ìàòå- ðèàëà è ñïåöèôè÷åñêèå òåõíîëîãè÷åñêèå ïðèåìû, õà- ðàêòåðíûå äëÿ äàííîãî ïðèáîðà. Îòáîð è ñîðòèðîâêà Îñòàíîâèìñÿ íà îáùèõ òåõíîëîãè÷åñêèõ ïðèåìàõ è ìåòîäàõ êîíòðîëÿ îñíîâíûõ ïàðàìåòðîâ ìàòåðèà- ëà. Äëÿ íàòóðàëüíûõ è èñêóññòâåííûõ ìîíîêðè- ñòàëëîâ àëìàçà ýòî, ïðåæäå âñåãî, ýëåêòðîôèçè÷å- ñêèå ñâîéñòâà. Õîðîøî èçâåñòíî, ÷òî ïðèðîäíûå àëìàçû èìåþò ðàçëè÷íûé ïðèìåñíûé ñîñòàâ è äåôåêòíóþ ñòðóêòó- ðó [2], à âûðàùåííûå êðèñòàëëû íóæäàþòñÿ â àíàëè- çå èõ ýëåêòðîôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ. Íàìè ðàçðàáîòàíà òåõíîëîãèÿ è ñîçäàí ïðîèçâîäñòâåííûé ó÷àñòîê, íà êîòîðîì îòáîð è ñîðòèðîâêà àëìàçîâ ïî ýëåêòðîôè- çè÷åñêèì ñâîéñòâàì ïðîèçâîäèòñÿ ðàçëè÷íûìè ôè- çè÷åñêèìè ìåòîäàìè àíàëèçà: ôîòîëþìèíåñöåíöèè, ïîëÿðèçàöèîííî-îïòè÷åñêîé ìèêðîñêîïèè, ÓÔ-ñïåê- òðîñêîïèè, ÈÊ-ñïåêòðîñêîïèè, êàòîäîëþìèíåñöåíò- íîé òîïîãðàôèè. Ðàçðàáîòàíû òåõíè÷åñêèå òðåáîâà- íèÿ äëÿ îòáîðà è ñîðòèðîâêè àëìàçîâ. Äëÿ ïîâûøå- íèÿ íàäåæíîñòè èñïîëüçóåòñÿ êîìïëåêñ ðàçëè÷íûõ ìåòîäîâ, äëÿ êîòîðûõ ðàçðàáîòàíû òåõíîëîãè÷åñêèå èíñòðóêöèè. Êîìïëåêñíûå èññëåäîâàíèÿ ïîçâîëèëè óñòàíî- âèòü äîìèíèðóþùåå âëèÿíèå ïðèìåñíîãî àçîòà íà îïòè÷åñêèå è ýëåêòðîôèçè÷åñêèå ñâîéñòâà àëìàçà. Íàèáîëåå ïðèãîäíûìè äëÿ ñîçäàíèÿ ïîëóïðîâîäíè- êîâûõ ñòðóêòóð ÿâëÿþòñÿ àëìàçíûå ïëàñòèíû ñ ïî- íèæåííûì ñîäåðæàíèåì ïðèìåñíîãî àçîòà.  ïëàñ- òèíàõ èç ïðèðîäíîãî àëìàçà, ïåðñïåêòèâíûõ äëÿ ñîçäàíèÿ ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ñòðóêòóð, êîíöåíòðà- öèÿ àçîòà â À-ôîðìå äîëæíà ñîñòàâëÿòü íå áîëåå 5·1019 àò/ñì3. Ãðàíèöà äèàïàçîíà óëüòðàôèîëåòîâîãî ïîãëîùåíèÿ àëìàçíûõ ïëàñòèí äîëæíà íàõîäèòüñÿ íà äëèíå âîëíû λ îò 223,5±1 äî 280±1 íì. Àëìàçíûå ïëàñòèíû, èìåþùèå îïðåäåëåííûé íàáîð è êîíöåíò- ðàöèþ ïðèìåñíûõ äåôåêòîâ, à òàêæå ðàçëè÷íóþ ñòå- ïåíü íåîäíîðîäíîñòè âíóòðåííåãî ñòðîåíèÿ, êîìïëåê- òóþòñÿ â ãðóïïû, îáëàäàþùèå áëèçêèìè ýëåêòðîôè- çè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè. Çàòåì ïðîèçâîäèòñÿ ñîðòè- ðîâêà ïëàñòèí óêàçàííûìè âûøå ìåòîäàìè. Ìåòîäèêà îòáîðà ïî ôîòîëþìèíåñöåíöèè îñíî- âàíà íà òîì, ÷òî ïëàñòèíû, ïðåäíàçíà÷åííûå äëÿ îï- ðåäåëåííûõ öåëåé, õàðàêòåðèçóþòñÿ ëþìèíåñöåíöè- åé ñîîòâåòñòâóþùåãî öâåòà è èíòåíñèâíîñòè èëè ïîë- íûì åå îòñóòñòâèåì ïðè âîçáóæäåíèè èñòî÷íèêîì óëü- òðàôèîëåòîâîãî ñâåòà ñ ìàêñèìóìîì èçëó÷åíèÿ íà äëèíå âîëíû 365 íì. Íåîäíîðîäíîñòü âíóòðåííåãî ñòðîåíèÿ îïðåäåëÿ- åòñÿ ïîëÿðèçàöèîííî-îïòè÷åñêèì ìåòîäîì ïî óçî- ðàì àíîìàëüíîãî äâóïðåëîìëåíèÿ. Òàêàÿ ñîðòèðîâ- êà ïðîèçâîäèòñÿ íà ìèêðîñêîïå ÌÁÑ-10 ñ ïîëÿðè- çàöèîííîé ïðèñòàâêîé â ïðîõîäÿùåì ïëîñêîïîëÿ- ðèçîâàííîì ñâåòå, â ñêðåùåííûõ è ïàðàëëåëüíûõ íèêîëÿõ, ïðè óâåëè÷åíèè â 16�32 ðàçà. Ïî óçîðàì àíîìàëüíîãî äâóïðåëîìëåíèÿ àëìàçû äåëÿòñÿ íà äå- âÿòü ãðóïï, ïåðñïåêòèâíûõ äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ â êà- ÷åñòâå àêòèâíûõ è ïàññèâíûõ ýëåìåíòîâ ìèêðîýëåê- òðîíèêè. Ðàçäåëåíèå àëìàçîâ íà ãðóïïû ñ îïðåäåëåííûì íàáîðîì è êîíöåíòðàöèåé ïðèìåñíûõ äåôåêòîâ â À-, Â1-, Â2-ôîðìå ïðîèçâîäèòñÿ ìåòîäîì ÓÔ- è ÈÊ-ñïåê- òðîìåòðèè â äèàïàçîíå λ=0,2�12,5 ìêì. Ñîðòèðîâ- êà â ÓÔ- è ÈÊ-îáëàñòÿõ ïðîèçâîäèòñÿ íà ñïåêòðîôî- òîìåòðàõ ÑÔ-56 è ÈÊÑ-40, ñîîòâåòñòâåííî. Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2009, ¹ 1 54 ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ Îïðåäåëåíèå êîíöåíòðàöèè àçîòà â À-ôîðìå (ÑÀ) ïðîèçâîäèòñÿ íà ñïåêòðîôîòîìåòðå ÑÔ-56. Äëÿ ñî- çäàíèÿ àêòèâíûõ ýëåìåíòîâ ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïðè- áîðîâ îòáèðàëèñü àëìàçû ñ ÑÀ≤3·1019 àò/ñì3, îñòàëü- íûå � äëÿ ñîçäàíèÿ èíûõ, â òîì ÷èñëå ïàññèâíûõ ýëåìåíòîâ ýëåêòðîíèêè. Îïðåäåëåíèå êîíöåíòðàöèè àçîòà â Â1-, Â2-ôîðìå (ÑÂ1, ÑÂ2) ïðîèçâîäèòñÿ íà ñïåêòðîôîòîìåòðå ÈÊÑ-40 äëÿ ñîðòèðîâêè àëìàçîâ ñ ÑÀ≥1019 àò/ñì3 íà ãðóïïû â çàâèñèìîñòè îò ñîîòíî- øåíèÿ êîíöåíòðàöèé ÑÂ1 è ÑÂ2 ïî ÈÊ-ñïåêòðàì: ÑÂ2>ÑÂ1 � äëÿ èçãîòîâëåíèÿ àêòèâíûõ ýëåìåíòîâ ýëåêòðîíèêè, ÑÂ1=ÑÂ2 èëè ÑÂ1>ÑÀ � äëÿ èçãîòîâëå- íèÿ ïàññèâíûõ ýëåìåíòîâ ýëåêòðîíèêè è äðóãèõ èç- äåëèé íà îñíîâå àëìàçà. Êàòîäîëþìèíåñöåíòíàÿ ñïåêòðîñêîïèÿ ïðè òåìïåðàòóðå æèäêîãî àçîòà è ïðè êîìíàòíîé òåìïå- ðàòóðå ïðîèçâîäèòñÿ ïóòåì èäåíòèôèêàöèè öåíòðîâ ëþìèíåñöåíöèè äëÿ ãðóïïèðîâêè àëìàçîâ ñ áëèç- êèìè ýëåêòðîôèçè÷åñêèìè ïàðàìåòðàìè. Äàëåå èäåò îòáîð îáðàçöîâ äëÿ ñîçäàíèÿ òåñòîâûõ ñòðóêòóð. Îòáîð ïðîâîäèòñÿ íà óñòàíîâêå «ýëåêòðîííàÿ ïóø- êà» ïðè óñêîðÿþùåì ïîëå ýëåêòðîíîâ 40 è 24 êÂ, cðåäíåì òîêå ýëåêòðîíîâ 0,007�1 ìêÀ è òåìïåðà- òóðå 295 è 77 Ê. Êàòîäîëþìèíåñöåíòíàÿ òîïîãðàôèÿ ïðîâîäèò- ñÿ ïðè êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå ïóòåì ëîêàëüíîé èäåí- òèôèêàöèè öåíòðîâ ôîòîëþìèíåñöåíöèè äëÿ ãðóïïè- ðîâêè àëìàçîâ ñ áëèçêèìè ýëåêòðîôèçè÷åñêèìè ïà- ðàìåòðàìè è äàëüíåéøåãî îòáîðà îáðàçöîâ äëÿ ñî- çäàíèÿ òåñòîâûõ ñòðóêòóð. Îòáîð òåñòîâûõ ñòðóêòóð ìåòîäîì êàòîäîëþìèíåñöåíòíîé òîïîãðàôèè ïðîâî- äèòñÿ íà ðàñòðîâîì ýëåêòðîííîì ìèêðîñêîïå ñ ïî- ìîùüþ òåëåâèçèîííîãî ìîíèòîðà â ðåæèìå öâåòíîé êàòîäîëþìèíåñöåíöèè â äèàïàçîíå äëèí âîëí 370� 500, 500�625, 625�800 íì. Îðèåíòàöèÿ ìîíîêðèñòàëëîâ Äëÿ êðèñòàëëîãðàôè÷åñêîé îðèåíòàöèè ìîíîêðè- ñòàëëîâ áûë ñîçäàí ñïåöèàëèçèðîâàííûé ðåíòãåíî- âñêèé äèôðàêòîìåòð ÐÑ-ÓÀÈ. Ðàçðàáîòàíà ïðîãðàì- ìà îáðàáîòêè è óïðàâëåíèÿ ðàáîòîé ðåíòãåíîâñêîãî ïðèáîðà äëÿ òî÷íîé (íå áîëåå 6 óãëîâûõ ìèíóò) îðè- åíòàöèè àëìàçíûõ ìàòåðèàëîâ. Ëàçåðíàÿ ðåçêà Èç èçâåñòíûõ òåõíîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññîâ ðåçêè àëìàçíûõ ïëàñòèí, òàêèõ êàê ìåõàíè÷åñêèé, òåðìî- õèìè÷åñêèé, ëàçåðíûé, íàèáîëåå ýêîíîìè÷íûì ïðåä- ñòàâëÿåòñÿ ïîñëåäíèé. Âûñîêèå ïëîòíîñòè ìîùíîñòè ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ (108�109 Âò/ñì2 â íåïðåðûâ- íîì ðåæèìå è 1016�1017 Âò/ñì2 â èìïóëüñíîì ðåæè- ìå), ñóùåñòâåííî ïðåâîñõîäÿùèå äðóãèå èñòî÷íèêè ýíåðãèè, ïîçâîëÿþò çíà÷èòåëüíî óâåëè÷èòü ïðîèçâî- äèòåëüíîñòü îáðàáîòêè. Ëàçåðíûé ëó÷ êàê èñòî÷íèê íàãðåâà ïðè òåðìè÷åñêîé îáðàáîòêå ìàòåðèàëîâ èìå- åò ñâîè ñïåöèôè÷åñêèå ïðåèìóùåñòâà, ñðåäè êîòî- ðûõ ìîæíî âûäåëèòü äâà. Ïåðâîå � âûñîêàÿ êîíöåíòðàöèÿ ïîäâîäèìîé ýíåð- ãèè è ëîêàëüíîñòü âîçäåéñòâèÿ ïîçâîëÿþò ïðîèçâå- ñòè îáðàáîòêó íåáîëüøîãî ó÷àñòêà ìàòåðèàëà áåç íà- ãðåâà îñòàëüíîãî îáúåìà è áåç íàðóøåíèÿ åãî ñòðóê- òóðû è ñâîéñòâ, ÷òî ïðèâîäèò ê ìèíèìàëüíîìó êî- ðîáëåíèþ äåòàëåé.  ðåçóëüòàòå ýòî äàåò ýêîíîìè÷å- ñêèå è òåõíîëîãè÷åñêèå ïðåèìóùåñòâà. Êðîìå òîãî, âûñîêàÿ êîíöåíòðàöèÿ ïîäâîäèìîé ýíåðãèè ïîçâîëÿ- åò ïðîâåñòè íàãðåâ è îõëàæäåíèå îáðàáàòûâàåìîãî îáúåìà ìàòåðèàëà ñ áîëüøîé ñêîðîñòüþ ïðè î÷åíü ìàëîì âðåìåíè âîçäåéñòâèÿ.  ðåçóëüòàòå îòêðûâàåò- ñÿ âîçìîæíîñòü ïîëó÷åíèÿ óíèêàëüíîé ñòðóêòóðû è ñâîéñòâ îáðàáîòàííîé ïîâåðõíîñòè. Âòîðîå ïðåèìóùåñòâî � âûñîêàÿ òåõíîëîãè÷íîñòü ëàçåðíîãî ëó÷à, êîòîðàÿ ïîçâîëÿåò ðåãóëèðîâàòü ïà- ðàìåòðû îáðàáîòêè â î÷åíü øèðîêîì èíòåðâàëå, îáåñ- ïå÷èâàåò ëåãêîñòü àâòîìàòèçàöèè ïðîöåññà, âîçìîæ- íîñòü îáðàáîòêè íà âîçäóõå; îòñóòñòâèå ìåõàíè÷å- ñêîãî âîçäåéñòâèÿ íà îáðàáàòûâàåìûé ìàòåðèàë; îò- ñóòñòâèå âðåäíûõ îòõîäîâ; âîçìîæíîñòü òðàíñïîð- òèðîâêè èçëó÷åíèÿ. Âñå ýòî ïîçâîëÿåò ïðîèçâîäèòü ïðåöèçèîííóþ ðåçêó àëìàçíûõ ìàòåðèàëîâ è ñîçäà- âàòü ñëîæíûå êîíôèãóðèðîâàííûå àëìàçíûå êîìïî- íåíòû [3]. Íàìè îïðîáîâàí è îòðàáîòàí ïðîöåññ ëàçåðíîé ðåçêè, ò. å. ïîëó÷åíèÿ èçäåëèé èç ïðèðîäíîãî àëìàç- íîãî ñûðüÿ ìåòîäîì èñïàðåíèÿ ìàòåðèàëà èç òâåðäîé ôàçû èçëó÷åíèåì òâåðäîòåëüíîãî ëàçåðà, ðàáîòàþùåãî â íåïðåðûâíîì ðåæèìå, êîòîðîå ìîæåò áûòü ìîäóëè- ðîâàíî ýëåêòðîîïòè÷åñêèì çàòâîðîì â äèàïàçîíå ÷à- ñòîò îò 1 äî 50000 Ãö. Òåõíîëîãè÷åñêàÿ ëàáîðàòîðíàÿ óñòàíîâêà ËÀÇÅÐ- ÊÏÓ äëÿ ðàçìåðíîé îáðàáîòêè àëìàçíûõ ïëàñòèí (ðèñ. 1) ïîñòðîåíà íà áàçå ëàçåðà ËÒÍ-401 c äëèíîé âîëíû èçëó÷åíèÿ àêòèâíîãî ýëåìåíòà YAG:Nd ëàçåðà λ=1,02 ìêì. Íà æåñòêîì êàðêàñå ìàññèâíîé ñòàíè- íû ðàñïîëàãàåòñÿ îïîðíàÿ ÷àñòü îïòè÷åñêîé ñêàìüè òèïà ÎÑÊ-2, íà êîòîðîé ñìîíòèðîâàíû êâàíòðîí ðå- æóùåãî ëàçåðà ËÒÍ-401; ëàçåð, çàäàþùèé îïîðíûé 3 2 1 4 5 6 7 8 9 10 11 Ðèñ. 1. Ëàáîðàòîðíàÿ òåõíîëîãè÷åñêàÿ ëàçåðíàÿ óñòàíîâ- êà ðàçìåðíîé îáðàáîòêè òâåðäûõ ìàòåðèàëîâ: 1 � òðåõêîîðäèíàòíûé ïðåäìåòíûé ñòîë; 2 � êàïèëëÿðíàÿ òðóá- êà è ñîïëî ïîäà÷è îõëàæäàþùåãî çàùèòíîãî ãàçà; 3 � îïòè÷å- ñêàÿ ñèñòåìà ôîêóñèðîâêè è ñîâìåùåíèÿ êîãåðåíòíîãî èçëó÷åíèÿ; 4 � èçìåðèòåëü ìîùíîñòè ÈÌÎ-1; 5 � ãåëèé-íåîíîâûé «îïîð- íûé» ëàçåð ËÃÍ-208À; 6 � ìåõàíèçì êðåïëåíèÿ è ïåðåìåùåíèé îïîðíîãî ëàçåðà ËÃÍ-208À; 7 � òâåðäîòåëüíûé ëàçåð ËÒÍ-401; 8 � ìåõàíèçì êðåïëåíèÿ è ïåðåìåùåíèé ëàçåðà ËÒÍ-401; 9 � îïòè÷åñêàÿ ñêàìüÿ � ñòàíèíà êâàíòîâîãî ãåíåðàòîðà; 10 � èç- ìåðèòåëü ìîùíîñòè; 11 � ñèñòåìà îáîðîòíîãî âîäîñíàáæåíèÿ è îõëàæäåíèÿ êâàíòðîíà, ðåçîíàòîðà è ëàìïû íàêà÷êè òâåðäîòåëü- íîãî ëàçåðà. Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2009, ¹ 1 55 ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ ëó÷ (ãåëèé-íåîíîâûé òèïà ËÃÈ-206) ñ äëèíîé âîëíû èçëó÷åíèÿ λ=0,63 ìêì; ÑÎÊ-1 � êîìáèíèðîâàííàÿ îïòè÷åñêàÿ ñèñòåìà, ïîâîðà÷èâàþùàÿ îïîðíûé è ðå- æóùèé ëó÷è íà 90° èç ãîðèçîíòàëüíîé ïëîñêîñòè â âåðòèêàëüíóþ, à òàêæå ôîêóñèðóþùàÿ êîãåðåíòíîå èçëó÷åíèå â ïÿòíî äèàìåòðîì ïîðÿäêà 50 ìêì (ñôî- êóñèðîâàííûå ëó÷è îïîðíîãî è ðåæóùåãî ëàçåðîâ ñîáèðàþòñÿ â îäíó òî÷êó íà ãîðèçîíòàëüíîé ïëîñêî- ñòè ïðåäìåòíîãî ñòîëà). Ïðåäìåòíûé ñòîë â âèäå ñïå- öèàëüíîé îïðàâêè êðåïèòñÿ íà äåðæàòåëÿõ èñïîëíè- òåëüíîãî òðåõêîîðäèíàòíîãî ìåõàíèçìà ïðåöèçèîííî- ãî êîîðäèíàòíî-ïåðåìåùàþùåãî óñòðîéñòâà (ÊÏÓ). Ñîáñòâåííî ÊÏÓ îñíàùåíî ÷åòûðüìÿ øàãîâûìè äâè- ãàòåëÿìè ÄØÈ-200-1 è ÄØÈ-200-2, îáåñïå÷èâàþùè- ìè ïåðåìåùåíèÿ ïîñðåäñòâîì âèíòîâûõ áåçëþôòî- âûõ ïàð ñ ðàçðåçíûìè ãàéêàìè ïî ãîðèçîíòàëüíûì êîîðäèíàòàì ñ äèñêðåòíîñòüþ 2 ìêì çà 1 øàã è 4 ìêì çà 1 øàã � ïî âåðòèêàëüíîé êîîðäèíàòå. Ïðè ýòîì èìååòñÿ âîçìîæíîñòü ïåðåìåùàòü ïî âåðòèêàëè êàê ïðåäìåòíûé ñòîë ïðè íåïîäâèæíîì âûõîäíîì îáúåêòèâå, òàê è íàîáîðîò � ïðè íåïîäâèæíîì ñòîëå ïåðåìåùàòü îáúåêòèâ ôîêóñèðóþùåé ñèñòåìû. Îõëàæäåíèå ëàìïû íàêà÷êè, àêòèâíîãî ýëåìåíòà è ðåçîíàòîðíîãî áëîêà ëàçåðà îñóùåñòâëÿåòñÿ öåíò- ðîáåæíûì íàñîñîì îò áàêà çàìêíóòîé îáîðîòíîé ñè- ñòåìû îõëàæäåíèÿ ðàñòâîðîì õðîìïèêà â äèñòèëëè- ðîâàííîé âîäå, êîòîðàÿ èìååò ñâîé âíåøíèé ïðîòî÷- íûé îõëàæäàþùèé êîíòóð. Ïèòàíèå ãàçîðàçðÿäíîé ëàìïû íàêà÷êè ëàçåðà ïî- äàåòñÿ îò âûñîêîâîëüòíîãî áëîêà, êîòîðûé îáúåäè- íåí ñ ýëåêòðîïèòàíèåì íàñîñà îõëàæäàþùåé ñèñòå- ìû, ÷òîáû ïðåäîòâðàòèòü íåñàíêöèîíèðîâàííîå âêëþ- ÷åíèå ëàçåðà, ò. å. äî âêëþ÷åíèÿ ïîäà÷è îõëàæäàþ- ùåé æèäêîñòè îí çàáëîêèðîâàí.  ñîñòàâ òåõíîëîãè÷åñêîé óñòàíîâêè âõîäèò òàê- æå áëîê ñèíõðîíèçàöèè è óïðàâëåíèÿ ëàçåðîì, ïðè ïîìîùè êîòîðîãî âêëþ÷àåòñÿ èëè âûêëþ÷àåòñÿ ýëåê- òðîîïòè÷åñêèé çàòâîð èçëó÷àòåëÿ è çàäàåòñÿ íåîáõî- äèìàÿ ÷àñòîòà ïðåðûâàíèÿ, êîòîðàÿ îïðåäåëÿåò èçëó- ÷àåìóþ ìîùíîñòü. Ñðåäíÿÿ ìîùíîñòü èçëó÷åíèÿ ëà- çåðà â êâàçèíåïðåðûâíîì ðåæèìå ìîæåò áûòü îöåíå- íà ïðè ïîìîùè èçìåðèòåëÿ ìîùíîñòè ÈÌÎ-1 è ñòðå- ëî÷íîãî âàòòìåòðà EPM 300 ôèðìû COHERENT. Èñ- ïîëíèòåëüíûé ìåõàíèçì ÊÏÓ ïðèâîäèòñÿ â äåéñòâèå îò áëîêà ñîãëàñîâàíèÿ óïðàâëåíèÿ äâèãàòåëÿìè ïî ïðîãðàììå, çàëîæåííîé â ïàìÿòè ïåðñîíàëüíîãî êîì- ïüþòåðà (PENTIUM-2). Êîíòóð ðàçìåðíîé îáðàáîòêè ïîëó÷àþò â ïðîãðàì- ìå CorelDRAW, ãäå ìîæíî íàðèñîâàòü òðåáóåìûå êîí- òóðû îáúåêòà è çàäàòü åãî èñòèííûå ðàçìåðû. Êîìïëåêñ äàííîãî îáîðóäîâàíèÿ ïîçâîëÿåò ïîëó- ÷àòü ñòðóêòóðû ñ øèðèíîé ðåçà îò 30 ìêì ñ òî÷íî- ñòüþ 3�5 ìêì (ðèñ. 2). Íà ðèñ. 3 ïðåäñòàâëåíû âîçìîæíûå âàðèàíòû êîí- ñòðóêöèè ýëåìåíòîâ äàò÷èêîâ óñêîðåíèé íà îñíîâå àëìàçíûõ ïëàñòèí òîëùèíîé 0,2�0,3 ìì, êîòîðûå ïîëó÷åíû â ðåçóëüòàòå ëàçåðíîé ðåçêè ïî çàäàííîìó êîíòóðó.  ïðîöåññå ðåçêè àëìàçà ëàçåðíûì ëó÷îì ïîä âîçäåéñòâèåì âûñîêîé òåìïåðàòóðû îáðàçóåòñÿ «ñïåê», â êîòîðîì ïðî÷íî ñâÿçàíû ÷àñòèöû àëìàçà, ãðàôèòà è, âîçìîæíî, ìåòàëëîâ, åñëè ðåç ïðîèçâî- äèòñÿ ïî ìåòàëëè÷åñêîìó øàáëîíó. Ïîâåðõíîñòü ðåçà èìååò òåìíóþ îêðàñêó è ÿâëÿåòñÿ ïðîâîäÿùåé. Âàæ- íîé ïðîìåæóòî÷íîé çàäà÷åé ïðè îòðàáîòêå òåõíîëîãè- ÷åñêèõ ïðèåìîâ ñîçäàíèÿ àëìàçíûõ ýëåìåíòîâ ñòàëî èññëåäîâàíèå âîçìîæíîñòè óäàëåíèÿ ãðàôèòèçèðîâàí- íîãî ñëîÿ. Ðàçðàáîòàíà òåõíîëîãèÿ åãî óäàëåíèÿ, êîòî- ðàÿ îáåñïå÷èâàåò ýôôåêòèâíîå ïðîñâåòëåíèå îáðàçöîâ. Ñîïðîòèâëåíèå ëàçåðíîãî ðåçà ñîñòàâëÿëî ñâûøå 40 ìÎì, à ìàêñèìàëüíîå óìåíüøåíèå âåñà ìåíåå 5%. Òåðìîõèìè÷åñêèé ñïîñîá îáðàáîòêè Ñóòü òåðìîõèìè÷åñêîãî ñïîñîáà îáðàáîòêè àëìà- çà [4] çàêëþ÷àåòñÿ â ðàñòâîðåíèè àëìàçà ìåòàëëàìè ïåðåõîäíîé ãðóïïû èëè ñïëàâàìè ýòèõ ìåòàëëîâ ïðè òåìïåðàòóðå âûøå 600°Ñ. Íà îáðàáàòûâàåìóþ ïîâåðõ- íîñòü àëìàçà êëàäåòñÿ êóñî÷åê ôîëüãè íèêåëÿ, æå- ëåçà, ïëàòèíû èëè èõ ñïëàâîâ. Ïðè íàãðåâàíèè àëìà- çà â àòìîñôåðå âîäîðîäà ôîëüãà íà÷èíàåò ïîãðóæàòüñÿ â àëìàç, ïðîèñõîäèò êàòàëèòè÷åñêîå ãèäðèðîâàíèå óãëåðîäà àëìàçà ïî ñõåìå: àëìàç � ðàñòâîð óãëåðîäà â ìåòàëëå � ãàç (ÑÍ4). Ïðè óêàçàííîé òåìïåðàòóðå îáðàáîòêè àëìàç íå ðåàãèðóåò íåïîñðåäñòâåííî ñ âîäîðîäîì, íî ïîñëåä- íèé õîðîøî ðåàãèðóåò ñ ðàñòâîðåííûì â ìåòàëëå óãëåðîäîì àëìàçà, îáðàçóÿ ìåòàí. Ýòî îáåñïå÷èâàåò ñîõðàííîñòü êðèñòàëëà àëìàçà â íå ïîäëåæàùèõ îá- ðàáîòêå ó÷àñòêàõ, à òàêæå íåïðåðûâíóþ ðåãåíåðà- öèþ àëìàçîîáðàáàòûâàþùåãî ìåòàëëà. Òàêèì ñïî- Ðèñ. 2. Àëìàçíûå ïëàñòèíû äî è ïîñëå ëàçåðíîé ðåçêè è êîíôèãóðèðîâàíèÿ à) á) â) Ðèñ. 3. Êîíñòðóêöèè ÷óâ- ñòâèòåëüíûõ ýëåìåíòîâ äàò- ÷èêîâ óñêîðåíèé íà îñíîâå àëìàçíûõ ïëàñòèí: à � êîíñîëüíîãî òèïà; á � êîíñîëüíîãî òèïà ñ êîíöåíòðà- òîðîì ìàññû; â � ìåìáðàííî- êîíñîëüíîãî òèïà Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2009, ¹ 1 56 ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ ñîáîì èç àëìàçà ìîæíî âûðåçàòü èçäåëèÿ èëè ïðî- äåëûâàòü â íåì îòâåðñòèÿ ñëîæíûõ òðàôàðåòíûõ ôîðì. Íàïðèìåð, äëÿ äåìîíñòðàöèè âîçìîæíîñòåé â îáúåìå àëìàçà áûëà âûðåçàíà øåñòåðåíêà äèàìåò- ðîì îêîëî 2,5 ìì íà ãëóáèíó 0,8 ìì. Åñëè âìåñòî ôîëüãè íà àëìàç íàíåñòè òîíêèå ìåòàëëè÷åñêèå ëè- íèè, òî ìîæíî ãðàâèðîâàòü àëìàç, íàíîñèòü íà êðè- ñòàëë çíàêè, ðèñóíêè, âåíçåëÿ è ò. ä. Ïðè îáðàáîòêå àëìàçà íåïîäâèæíûì îòíîñèòåëü- íî íåãî ìåòàëëè÷åñêèì èíñòðóìåíòîì îáðàáîòàííàÿ ïîâåðõíîñòü êðèñòàëëà ïðèíèìàåò ðåëüåô ïîâåðõíî- ñòè ìåòàëëà. Äëÿ ïîääåðæàíèÿ íàïðàâëåíèÿ èíñòðó- ìåíòà ïðè èçãîòîâëåíèè ãëóáîêèõ îòâåðñòèé â àëìàçå èñïîëüçóåòñÿ ñîñòàâíîé èíñòðóìåíò [5]. Ýòîò èíñò- ðóìåíò ñ æàðîñòîéêîé íåñóùåé ÷àñòüþ çíà÷èòåëüíî ðàñøèðèë òåõíîëîãè÷åñêèå âîçìîæíîñòè òåðìîõèìè- ÷åñêîãî ñïîñîáà. Äëÿ ïîëèðîâàíèÿ è ðàñøèðåíèÿ ÷èñëà îïåðàöèé îáðàáîòêè, à òàêæå äëÿ ïîâûøåíèÿ ñêîðîñòè ïðîöåññà, àëìàç îáðàáàòûâàëè äâèæóùèì- ñÿ îòíîñèòåëüíî îáðàáàòûâàåìîé ïîâåðõíîñòè èíñò- ðóìåíòîì [5, 6]. Êà÷åñòâåííî íîâûå ðåçóëüòàòû äîñòèãíóòû â øëè- ôîâàíèè àëìàçà. Ïðè òðàäèöèîííîì ìåõàíè÷åñêîì ñïîñîáå øëèôîâàíèÿ óäàëåíèå ìàññû àëìàçà ïðîèñ- õîäèò çà ñ÷åò ìåõàíè÷åñêîãî ñîóäàðåíèÿ ñ ÷àñòèöàìè àáðàçèâà ïðè áûñòðîì âðàùåíèè àëìàçíîãî äèñêà. Ïðè òåðìîõèìè÷åñêîì ñïîñîáå àëìàç êîíòàêòèðóåò ïðè ìèíèìàëüíîé íàãðóçêå ñ ìåäëåííî âðàùàþùèì- ñÿ íàãðåòûì äèñêîì [6]. Óäàëåíèå ìàññû àëìàçà ïðî- èñõîäèò çà ñ÷åò ðàñòâîðåíèÿ óãëåðîäà àëìàçà ìåòàë- ëè÷åñêèì äèñêîì. Âñå ýòî ïîçâîëÿåò ïîëó÷àòü ïðè ïðèìåíåíèè òåðìîõèìè÷åñêîãî ñïîñîáà øëèôîâàíèÿ âûñîêóþ ÷èñòîòó îáðàáîòàííîé ïîâåðõíîñòè. Äëÿ ïîâûøåíèÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòè óñòàíîâêè äëÿ òåðìîõèìè÷åñêîãî òðàâëåíèÿ àëìàçîâ (ðèñ. 4) ìîæíî óâåëè÷èòü äèàìåòð äèñêà è ñíàáäèòü óñòàíîâ- êó íåñêîëüêèìè îêíàìè äëÿ êðèñòàëëîäåðæàòåëåé, ò. å. ïðîèçâîäèòü îäíîâðåìåííî øëèôîâàíèå íåñêîëü- êèõ îáðàçöîâ. Èíòåíñèâíîé ðåãåíåðàöèè (îáåçóãëå- ðîæèâàíèÿ) äèñêà ìîæíî äîñòè÷ü, ñíàáäèâ óñòàíîâ- êó äîïîëíèòåëüíîé ïîëîñòüþ. Êîæóõ íàïîëíÿåòñÿ (ïðîäóâàåòñÿ) âîññòàíîâèòåëüíûì ãàçîì I (íàïðèìåð âîäîðîäîì, ñìåñÿìè).  ïðîöåññå îáðàáîòêè â ïî- ëîñòü ïîäàåòñÿ ãàç II (âîçäóõ, êèñëîðîä, ÑÎ, âîäÿ- íîé ïàð è äðóãèå, èíòåíñèâíî îáåçóãëåðîæèâàþùèå äèñê). Ñîñòàâ è êîëè÷åñòâî ãàçà II âûáèðàåòñÿ òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû îí íå ïîäàâëÿë çàùèòíûå ñâîéñòâà ãàçà I è íå áûëî áû òðàâëåíèÿ àëìàçà â íåîáðàáàòû- âàåìûõ ìåñòàõ. Òàêèì îáðàçîì, òåðìîõèìè÷åñêîå òðàâëåíèå ìî- æåò ðàññìàòðèâàòüñÿ êàê íàèáîëåå óäîáíûé ñïîñîá ñîçäàíèÿ ïîâåðõíîñòåé ñ âûñîêîé ñòåïåíüþ ïîëèðîâêè (ðèñ. 5). Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî îäíèì èç îñíîâíûõ íåäî- ñòàòêîâ òåðìîõèìè÷åñêèõ ìåòîäîâ ÿâëÿåòñÿ íèçêàÿ ñêîðîñòü îáðàáîòêè. Ïîèñê ïóòåé ïîâûøåíèÿ ñêîðî- ñòè òåðìîõèìè÷åñêîãî øëèôîâàíèÿ ïðèâåë ê îáðà- áîòêå àëìàçà ðàñïëàâàìè ìåòàëëîâ [7, 8]. Îñíîâíàÿ òðóäíîñòü îáðàáîòêè (øëèôîâàíèÿ) ðàñïëàâàìè çàê- ëþ÷àåòñÿ â ïîëó÷åíèè æåëàåìûõ ôîðì è ðàçìåðîâ àëìàçíûõ èçäåëèé. Åñëè ñïîñîáû ñêîðîñòíîãî øëè- ôîâàíèÿ ðàñïëàâàìè ìåòàëëîâ äî êîíöà íå ðàçðàáî- òàíû, òî ñêîðîñòíîå ðàñïèëèâàíèå àëìàçîâ ýâòåêòè- ÷åñêèì ðàñïëàâîì Fe�C óæå ïðèìåíÿåòñÿ íàìè íà ïðàêòèêå. Òåðìîõèìè÷åñêèé ñïîñîá ðåçêè àëìàçà Ïðè òåðìîõèìè÷åñêîì ñïîñîáå ðàñïèëèâàíèÿ àë- ìàçà ïðîèñõîäèò ëîêàëüíîå ðàñòâîðåíèå àòîìîâ óã- ëåðîäà â ìåòàëëå (ñïëàâå), ñïîñîáíîì ðàñòâîðÿòü çíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî óãëåðîäà (äî 3�5%).  äàëü- íåéøåì ðàñòâîð óãëåðîäà â ìåòàëëå (ñïëàâå) óäàëÿ- þò, è â çîíó ðàñòâîðåíèÿ àëìàçà òðàíñïîðòèðóþò íî- âûå ïîðöèè ìåòàëëà, íå ñîäåðæàùåãî óãëåðîä. Òåõ- íîëîãè÷åñêè ýòî âûïîëíÿåòñÿ ñëåäóþùèì îáðàçîì.Ðèñ. 4. Óñòàíîâêà òåðìîõèìè÷åñêîé îáðàáîòêè àëìàçîâ à) á) Ðèñ. 5. Èçîáðàæåíèå ïîâåðõíîñòè äî (à) è ïîñëå (á) òåð- ìîõèìè÷åñêîé ïîëèðîâêè Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2009, ¹ 1 57 ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ Ïðîâîëîêà èç òóãîïëàâêîãî ìàòåðèàëà (ìîëèáäåíà, âîëüôðàìà) ïîêðûâàåòñÿ ñëîåì ðàáî÷åãî ìåòàëëà èëè ñïëàâà (æåëåçîì, êîáàëüòîì, íèêåëåì è äð.). Ðàñïè- ëèâàåìûé êðèñòàëë íàãðåâàþò äî òåìïåðàòóðû ýâòåê- òèêè ðàáî÷åãî ìåòàëëà è ïðèæèìàþò ê ïðîâîëîêå.  ìåñòå êîíòàêòà ìåòàëë ðàñòâîðÿåò óãëåðîä, îáðàçóåò- ñÿ æèäêèé ðàñòâîð óãëåðîäà â ìåòàëëå � ýâòåêòèêà. Çàòåì ïðîâîëîêà ïðèâîäèòñÿ â äâèæåíèå îòíîñèòåëü- íî êðèñòàëëà. Ïðîèñõîäèò íåïðåðûâíîå óäàëåíèå ðàñ- ïëàâà ìåòàëë�óãëåðîä èç çîíû îáðàáîòêè ñ îäíîâðå- ìåííîé òðàíñïîðòèðîâêîé ê ìåñòó ðàñïèëèâàíèÿ ÷è- ñòîãî («íåíàóãëåðîæåííîãî») ìåòàëëà. Äëÿ òîãî ÷òî- áû â àëìàçå ñäåëàòü çàïèë, îáðàáàòûâàåìûé êðèñ- òàëë ïåðåìåùàþò âäîëü ðåæóùåé ïðîâîëîêè. Âîçìî- æåí îáðàòíûé âàðèàíò, êîãäà ïåðåìåùàþò ïðîâîëîêó îòíîñèòåëüíî íåïîäâèæíîãî àëìàçà. Áûëà ñîçäàíà óñòàíîâêà äëÿ òåðìîõèìè÷åñêîé ðåçêè àëìàçà. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå èñïûòàíèÿ ïîêà- çàëè ñëåäóþùåå: � ìàêñèìàëüíàÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòü òåðìîõèìè- ÷åñêîãî ñïîñîáà ðàñïèëèâàíèÿ ìîæåò ñîñòàâëÿòü äî 3 ìì/ìèí, ÷òî ïðèìåðíî â äåñÿòü ðàç âûøå, ÷åì ìå- õàíè÷åñêîãî; � òåðìîõèìè÷åñêèì ñïîñîáîì ìîæíî ïðîèçâî- äèòü ðàñïèëèâàíèå ïî ëþáîìó êðèñòàëëîãðàôè÷å- ñêîìó íàïðàâëåíèþ, â òî âðåìÿ êàê ìåõàíè÷åñêè ýòî âîçìîæíî òîëüêî ïî «ìÿãêèì» íàïðàâëåíèÿì; � òåðìîõèìè÷åñêèì ñïîñîáîì ìîæíî âûïîëíÿòü îäíîâðåìåííî íåñêîëüêî ïàðàëëåëüíûõ ðàçðåçîâ íà îäíîì êðèñòàëëå. Âñå âûøåóêàçàííûå îïåðàöèè ìîæíî âûïîëíÿòü è ñ ïîìîùüþ ëàçåðà, íî ïðåèìóùåñòâî òåðìîõèìè- ÷åñêîãî ñïîñîáà ðàñïèëèâàíèÿ çàêëþ÷àåòñÿ â åãî äå- øåâèçíå. Ïëàçìîõèìè÷åñêàÿ îáðàáîòêà àëìàçíûõ ïëàñòèí Ïëàçìîõèìè÷åñêàÿ îáðàáîòêà àëìàçíûõ ïëàñòèí ïîçâîëÿåò ïðîâîäèòü àíèçîòðîïíîå òðàâëåíèå ìàòå- ðèàëîâ, ò. å. ïîëó÷àòü ïðîôèëè ñ âåðòèêàëüíûìè ñòåí- êàìè, îáåñïå÷èâàåò âîçìîæíîñòü ñåëåêòèâíîãî òðàâ- ëåíèÿ. Ðàçìåðû ýëåìåíòîâ, êîòîðûå ïîëó÷àþò ïëàç- ìîõèìè÷åñêèì òðàâëåíèåì, ìîãóò ñîñòàâëÿòü ñîòûå äîëè ìèêðîìåòðà [9]. Óñòàíîâêè, â êîòîðûõ äëÿ òðàâ- ëåíèÿ ìàòåðèàëîâ èñïîëüçóåòñÿ ãàçîðàçðÿäíàÿ ïëàç- ìà, ïîëó÷èëè íàçâàíèå ïëàçìîõèìè÷åñêèõ ðåàêòîðîâ è õàðàêòåðèçóþòñÿ ñëåäóþùèì: ðàçðÿä â íèõ âîçáóæ- äàåòñÿ è ïîääåðæèâàåòñÿ ñ ïîìîùüþ âûñîêî÷àñòîò- íûõ (Â×) ïîëåé â äèàïàçîíå ÷àñòîò f=1�100 ÌÃö è ñâåðõâûñîêî÷àñòîòíûõ (ÑÂ×) èëè ìèêðîâîëíîâûõ ïîëåé ïðè f=2,45 ÃÃö; ïðè íèçêèõ äàâëåíèÿõ (1 Ïà) ïðèìåíÿþò ïîñòîÿííûå ìàãíèòíûå ïîëÿ äëÿ èçîëÿöèè ïëàçìû îò ñòåíîê ðåàêòîðà è óìåíüøåíèÿ ïîòåðü çà- ðÿæåííûõ ÷àñòèö, à òàêæå äëÿ íàãðåâàíèÿ ýëåêòðî- íîâ ïëàçìû ýëåêòðîííûì öèêëîòðîííûì ðåçîíàíñîì èëè äëÿ âîçáóæäåíèÿ çàòóõàþùèõ âîëí â ïëàçìå ïîä äåéñòâèåì âíåøíèõ Â×- èëè ÑÂ×-ïîëåé; îáúåì ïëàç- ìû V≥104 ñì3; ýëåêòðîä, íà êîòîðîì íàõîäèòñÿ ïîä- ëîæêà (ìîíîêðèñòàëë êðåìíèÿ äèàìåòðîì äî 30 ñì, àðñåíèäà ãàëëèÿ äèàìåòðîì äî 15 ñì è ò. ä.), èìååò äèàìåòð ïðèìåðíî íà 30% áîëüøèé, ÷åì äèàìåòð îá- ðàáàòûâàåìîãî êðèñòàëëà; ðàçðÿäû â ãàëîãåíñîäåð- æàùèõ ãàçîâûõ ñìåñÿõ õèìè÷åñêè àêòèâíû � äëÿ òðàâëåíèÿ ìèêðîñòðóêòóð ïðèìåíÿþò ãàçû CF4, CHF3, CBrF3, ÑÑl4 è äð., â êîòîðûõ îáðàçóþòñÿ àòîìàðíûå è ìîëåêóëÿðíûå ðàäèêàëû F, Cl, CF2, ÑÑlx (õ=1�3), ëåãêî âñòóïàþùèå â õèìè÷åñêèå ðåàêöèè ñî ìíîãè- ìè ìàòåðèàëàìè ïðè êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå. Ê îñî- áåííîñòÿì ðàçðÿäîâ íèçêîãî äàâëåíèÿ îòíîñÿòñÿ áû- ñòðûé ðàâíîìåðíûé ââîä ýíåðãèè â ãàçîâûé îáúåì, à òàêæå âîçìîæíîñòü ñîçäàâàòü ðàçíûå òèïû íåðàâíî- âåñíîñòè, ïîñêîëüêó ýíåðãîâêëàä âî âíóòðåííþþ ñòå- ïåíü ñâîáîäû ÷àñòèö ìîæíî îñóùåñòâëÿòü â íåêîòî- ðîé ñòåïåíè ñåëåêòèâíî, à íà ýôôåêòèâíîñòü îòâîäà ðàçíûõ ÷àñòèö èç îáúåìà ìîæíî âëèÿòü, ïîäáèðàÿ ðàçíûå ïîêðûòèÿ ñòåíîê ðåàêòîðà.  ðàçðÿä âêëàäû- âàåòñÿ ñðàâíèòåëüíî íåáîëüøàÿ ìîùíîñòü (0,1� 1 êÂò). Âñå ðåàêòîðû ÿâëÿþòñÿ ïðîòî÷íûìè, ðàñõîä ãàçà ñîñòàâëÿåò âåëè÷èíó 10�100 ñì3/ìèí. Ñîçäàí ýêñïåðèìåíòàëüíûé ïðèáîð äëÿ ïëàçìî- õèìè÷åñêîãî òðàâëåíèÿ àëìàçíûõ ìàòåðèàëîâ � ìå- òàëëè÷åñêèé ðåàêòîð ñ âîçáóæäåíèåì Â×-ðàçðÿäà â ìàãíèòíîì ïîëå ïðè äàâëåíèè 10�4�10�2 òîðð. Ïðè òðàâëåíèè êîíöåíòðàöèÿ ïëàçìû ñîñòàâëÿëà 1011� 1012 ñì�3, ýíåðãèÿ áîìáàðäèðóþùèõ èîíîâ 10�100 ýB, ïëîòíîñòü ìîùíîñòè 0,1�3 Âò/ñì2. Àëìàçíàÿ ïëàñ- òèíà ðàçìåùàåòñÿ íà Â×-ýëåêòðîäå äèàìåòðîì 20� 40 ñì. Äëÿ ðàçäåëüíîãî óïðàâëåíèÿ êîíöåíòðàöèåé ïëàçìû è ýíåðãèåé èîíîâ â ñëîå ó ïîâåðõíîñòè ïëàñ- òèíû èñïîëüçóåòñÿ êîìáèíàöèÿ ñàìîñòîÿòåëüíîãî è íåñàìîñòîÿòåëüíîãî ðàçðÿäîâ, êîòîðûå ïîääåðæèâà- þòñÿ ïîñðåäñòâîì äâóõ ãåíåðàòîðîâ ìîùíîñòè. Ñ ïî- ìîùüþ ñàìîñòîÿòåëüíîãî ðàçðÿäà ñîçäàåòñÿ ïëàçìà ñ êîíöåíòðàöèåé, çàâèñÿùåé îò âêëàäûâàåìîé ìîù- íîñòè. Ñ ïîìîùüþ íåñàìîñòîÿòåëüíîãî åìêîñòíîãî Â×-ðàçðÿäà ïðîèñõîäèò óñêîðåíèå èîíîâ â ïðèýëåêò- ðîäíîì ñëîå. Ïðè ýòîì íàáèðàåìàÿ èîíàìè ýíåðãèÿ îïðåäåëÿåòñÿ ìîùíîñòüþ, âêëàäûâàåìîé â íåñàìî- ñòîÿòåëüíûé ðàçðÿä. Ýêñïåðèìåíòû ïî ïëàçìîõèìè÷åñêîìó òðàâëåíèþ àëìàçíûõ ïëàñòèí ïîäòâåðäèëè âûñîêóþ ýôôåêòèâ- íîñòü ìåòîäà. Ñêîðîñòü òðàâëåíèÿ àëìàçà â ïëàçìå SF6 îò Â×-ìîùíîñòè ñìåùåíèÿ ñîñòàâëÿëà îò 20 äî 200 íì/ìèí. Ìåòîäèêà èçìåðåíèÿ øåðîõîâàòîñòè ïîâåðõíîñòè îáðàáîòàííûõ ïëàñòèí Íàìè ðàçðàáîòàíà ìåòîäèêà èçìåðåíèÿ øåðîõîâà- òîñòè ïîâåðõíîñòè îáðàáîòàííûõ ïëàñòèí, à òàêæå òåõíîëîãè÷åñêèå èíñòðóêöèè ïî êîíòðîëþ ïàðàìåò- ðîâ øåðîõîâàòîñòè è ïî ñîðòèðîâêå îáðàáîòàííûõ ïëàñòèí ìåòîäîì îïòè÷åñêîé ìèêðîñêîïèè. Øåðîõîâàòîñòü ïîâåðõíîñòè èçìåðÿëàñü ïðè ïî- ìîùè óñòàíîâêè ôèðìû TINCOR INSTRUMENT Alpha-Step 200 ñ òî÷íîñòüþ äî 200Å.  åå ñîñòàâ âõîäÿò êîìïüþòåð è ïðèíòåð, ïîçâîëÿþùèå ïîëó÷àòü ãðàôè÷åñêèå èçîáðàæåíèÿ è ïîñ÷èòàííûå ïàðàìåòðû øåðîõîâàòîñòè ïðîñêàíèðîâàííîé ïîâåðõíîñòè. Alpha-Step 200 ïðåäóñìàòðèâàåò àíàëèç ÷åòûðåõ âàæíûõ õàðàêòåðèñòèê ïîâåðõíîñòè: ñðåäíåé âûñîòû ïðîôèëÿ, íàèáîëüøåé âûñîòû íåðîâíîñòåé ïðîôèëÿ, ñðåäíåàðèôìåòè÷åñêîé íåðîâíîñòè, ïëîùàäè ïîïå- ðå÷íîãî ñå÷åíèÿ ïðîôèëÿ.  ïðîöåññå îòðàáîòêè ìåòîäèêè çàìåðà øåðîõî- âàòîñòè áûë âûáðàí îïòèìàëüíûé ðåæèì. Àëìàçíàÿ Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2009, ¹ 1 58 ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ ïëàñòèíà ïðåäñòàâëÿåòñÿ ìíîãîóãîëüíèêîì. Íà êàæ- äîé ñòîðîíå ìíîãîóãîëüíèêà ïðîèçâîëüíî âûáèðàþòñÿ ÷åòûðå ðåïåðíûå òî÷êè è ðåïåðíàÿ òî÷êà â öåíòðå ìíî- ãîóãîëüíèêà. Ñêàíèðîâàíèå ñëåäóåò ïðîâîäèòü íà îáåèõ ñòîðîíàõ ïëàñòèíû âäîëü ëèíèé, ñîåäèíÿþùèõ êàæäóþ èç ðåïåðíûõ òî÷åê ñòîðîí ìíîãîóãîëüíèêà ñ òî÷êîé â öåíòðå. Çàêëþ÷åíèå Ðåçóëüòàòû òåõíîëîãè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé, ñîçäà- íèå è îñâîåíèå ñòåíäîâ äëÿ àíàëèçà è ñîðòèðîâêè àëìàçíîãî ìàòåðèàëà, ñîçäàíèå è îñâîåíèå ýêñïåðè- ìåíòàëüíîãî òåõíîëîãè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ � âñå ýòî ïîçâîëÿåò ñäåëàòü âûâîä îá óñïåøíîì îñâîåíèè îðèãèíàëüíîé òåõíîëîãèè îáðàáîòêè àëìàçíûõ ìàòå- ðèàëîâ äëÿ ñîçäàíèÿ íà èõ áàçå îðèãèíàëüíûõ è ïåð- ñïåêòèâíûõ ïðèáîðîâ ýëåêòðîííîé òåõíèêè. ÈÑÏÎËÜÇÓÅÌÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ 1. Altukhov À. À., Afanasiev Ì. S., Kvaskov V. B. et al. Application of diamond in high technology // Inorganic Materials.� 2004.� Vol. 40, Supp l. 1.� P. S50�S70. 2. Ïðèðîäíûå àëìàçû Ðîññèè / Ïîä ðåä. Â. Á. Êâàñêîâà.� Ì.: Ïîëÿðîí, 1997. 3. Retyukhin G. E., Astapchik S. A. Cutting of super-hard materials with quasi-continuous YAG : Nd laser // Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus.� Minsk.� 2002.� N 3.� P. 47�50. 4. Øàìàåâ Ï. Ï., Ãðèãîðüåâà À. Ñ., Áîòâèí Â. Â. Î òåðìîõè- ìè÷åñêèõ ìåòîäàõ îáðàáîòêè àëìàçîâ ñ íîâûõ ïîçèöèé // Íàóêà è òåõíèêà â ßêóòèè.� 2002.� ¹ 1.� Ñ. 27�29. 5. À. ñ. 1056531 ÑÑÑÐ. Èíñòðóìåíò äëÿ îáðàáîòêè àëìàçà / À. Ï. Ãðèãîðüåâ, Ñ. Õ. Ëèôøèö, Ï. Ï. Øàìàåâ.� 1983. 6. À. ñ. 1385403 ÑÑÑÐ. Óñòàíîâêà äëÿ îáðàáîòêè àëìàçà / À. Ï. Ãðèãîðüåâ, Â. Â. Òàðàñîâ, Ï. Ï. Øàìàåâ è äð.� 1987. 7. À. ñ. 1365557 ÑÑÑÐ. Ñïîñîá îáðàáîòêè àëìàçà / À. Ï. Ãðèãîðüåâ, Â. Â. Êîâàëüñêèé, Â. Â. Áîòâèí è äð.� 1987. 8. Ïàò. 2125934 ÐÔ. Ñïîñîá îáðàáîòêè àëìàçà / Ñ. Õ. Ëèô- øèö, Ï. Ï. Øàìàåâ, À. Ï. Ãðèãîðüåâ è äð.� 1999. 9. Weima J. A., Job R., Fahrner W. R., Kosaca G. C. Surface analysis of ultraprecise polished chemical vapor deposited diamond films using spectroscopic and microscopic techniques.� Germany, Hagen: University of Hagen, 2000. ÍÎÂÛÅ ÊÍÈÃÈ Í Î Â Û Å Ê Í È Ã È Äåíèñåíêî Â. Â. Êîìïüþòåðíîå óïðàâëåíèå òåõíîëîãè÷åñêèì ïðîöåñ- ñîì, ýêñïåðèìåíòîì, îáîðóäîâàíèåì.� Ì.: Ãîðÿ÷àÿ ëèíèÿ � Òåëåêîì, 2009.� 608 ñ. Êíèãà ñîäåðæèò ñèñòåìàòè÷åñêîå èçëîæåíèå îñíîâíûõ âîïðîñîâ ñîâðåìåííîé òå- îðèè è ïðàêòèêè ïðîìûøëåííîé è ëàáîðàòîðíîé àâòîìàòèçàöèè. Ïðåäñòàâëåíû òîëüêî ñàìûå íåîáõîäèìûå äëÿ ïðàêòèêè ñâåäåíèÿ ñ àêöåíòîì íà äåòàëüíûé àíàëèç íàèáîëåå ñëîæíûõ è ÷àñòî íåïðàâèëüíî ïîíèìàåìûõ âîïðîñîâ. Ðàññìîò- ðåíû øèðîêî ðàñïðîñòðàíåííûå â Ðîññèè ïðîìûøëåííûå èíòåðôåéñû è ñåòè, àðõèòåêòóðà ñèñòåì àâòîìàòèçàöèè è ìåòîäû èõ çàùèòû îò ïîìåõ, òîíêèå íþàí- ñû òåõíèêè àâòîìàòèçèðîâàííûõ èçìåðåíèé, ÏÈÄ-ðåãóëÿòîðû ñ àâòîìàòè÷åñêîé íàñòðîéêîé è àäàïòàöèåé, ñòðóêòóðà è õàðàêòåðèñòèêè óïðàâëÿþùèõ êîíòðîë- ëåðîâ, ñîâðåìåííûå ìåòîäû ðåçåðâèðîâàíèÿ, ñðåäñòâà ïðîãðàììèðîâàíèÿ êîí- òðîëëåðîâ, SCADA-ïàêåòû è ÎÐÑ ñåðâåðû, þðèäè÷åñêèå âîïðîñû âíåäðåíèÿ ñðåäñòâ àâòîìàòèçàöèè, â òîì ÷èñëå íà îïàñíûõ ïðîìûøëåííûõ îáúåêòàõ. Äëÿ ñïåöèàëèñòîâ ïî ïðîìûøëåííîé àâòîìàòèçàöèè, à òàêæå èíæåíåðîâ è íàó÷- íûõ ðàáîòíèêîâ, êîòîðûå õîòÿò àâòîìàòèçèðîâàòü ñâîþ ðàáîòó ñ ïîìîùüþ êîìïüþ- òåðà. Ìîæåò áûòü ïîëåçíà ñòóäåíòàì ñòàðøèõ êóðñîâ òåõíè÷åñêèõ óíèâåðñèòåòîâ. Í Î Â Û Å Ê Í È Ã È Ôðóíçå À. Â. Ìèêðîêîíòðîëëåðû? Ýòî æå ïðîñòî! Òîì 4.� Ì.: Äîäåêà, 2008.� 464 ñ.  ÷åòâåðòîì òîìå êíèãè «Ìèêðîêîíòðîëëåðû? Ýòî æå ïðîñòî!» èçëàãàþòñÿ áàçî- âûå ïîíÿòèÿ äâîè÷íîé àðèôìåòèêè ñ ïëàâàþùåé òî÷êîé � îñíîâû ìàòåìàòè÷å- ñêîãî îáåñïå÷åíèÿ ðàáîòû ñîâðåìåííûõ ìèêðîêîíòðîëëåðîâ. Îñîáîå âíèìàíèå óäåëåíî èñïîëüçîâàíèþ àðèôìåòèêè ñ ïëàâàþùåé òî÷êîé â ïðîãðàììàõ âû÷èñëå- íèÿ ýëåìåíòàðíûõ ôóíêöèé. Ïðèâåäåíû ïðèìåðû àïïàðàòíîé è ïðîãðàììíîé ðåàëèçàöèè ðÿäà ïîëåçíûõ óñòðîéñòâ è ïðèáîðîâ. Èõ èçó÷åíèå ïîìîæåò ãëóáæå ïîíÿòü ôóíêöèîíàëüíûå âîçìîæíîñòè è òèïîâûå ïðèåìû ïðîãðàììèðîâàíèÿ ìèêðîêîíòðîëëåðîâ. Íà ïðèëàãàåìîì êîìïàêò-äèñêå ïîìåùåíû òåêñòû âñåõ ïðèâåäåííûõ ïðîãðàìì, à òàêæå ñïðàâî÷íàÿ èíôîðìàöèÿ ïî ýëåêòðîííûì êîìïîíåíòàì, ñõåìàì è ïðîòî- êîëàì, î êîòîðûõ èäåò ðå÷ü â êíèãå. Äëÿ ñòóäåíòîâ òåõíè÷åñêèõ âóçîâ è øèðîêîãî êðóãà ðàäèîëþáèòåëåé, äåëàþùèõ ïåðâûå øàãè â îñâîåíèè ìèêðîêîíòðîëëåðîâ.
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-52028
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 2225-5818
language Russian
last_indexed 2025-12-07T17:42:10Z
publishDate 2009
publisher Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
record_format dspace
spelling Митягин, А.Ю.
Алтухов, А.А.
Митягина, А.Б.
2013-12-22T21:23:27Z
2013-12-22T21:23:27Z
2009
Технология и оборудование для обработки алмазных материалов современной электроники / А.Ю. Митягин, А.А. Алтухов, А.Б. Митягина // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2009. — № 1. — С. 53-58. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.
2225-5818
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52028
Разработана технология и создан производственный участок отбора и сортировки алмазов по электрофизическим свойствам. Разработаны технологии и оборудование для прецизионной лазерной резки и обработки алмазных материалов.
Розроблено методи відбору і сортування алмазів по електрофізичним властивостям сучасними фізичними методами аналізу, технології прецизійного лазерного різання алмазів, їх обробки на основі термохімічних реакцій в газовому середовищі. Створена експериментальна установка для полірування і шліфування алмазних пластин, установка для різання, установка плазмохімічної обробки. Розробленo методики вимірювання шорсткості поверхні оброблених пластин і контролю параметрів шорсткості. Приведено деякі експериментальні результати
The methods of selection and sorting of diamonds according to their physical properties by modern physical methods of the analysis are developed, as well as the technologies of precision laser cutting of diamonds, their processing on a basis of thermochemical reactions in gas environment. The experimental installation for polishing and grinding of diamond plates, installation for slicing, installation for plasma-chemical processing are created. The techniques of surface roughness measurement of the processed plates and control of roughness parameters are developed. Some experimental results are given.
ru
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
Технология и конструирование в электронной аппаратуре
Технологические процессы и оборудование
Технология и оборудование для обработки алмазных материалов современной электроники
Технологія та обладнання для обробки алмазних материалів сучасної електроніки
Technology and equipment for processing diamond materials of modern electronics
Article
published earlier
spellingShingle Технология и оборудование для обработки алмазных материалов современной электроники
Митягин, А.Ю.
Алтухов, А.А.
Митягина, А.Б.
Технологические процессы и оборудование
title Технология и оборудование для обработки алмазных материалов современной электроники
title_alt Технологія та обладнання для обробки алмазних материалів сучасної електроніки
Technology and equipment for processing diamond materials of modern electronics
title_full Технология и оборудование для обработки алмазных материалов современной электроники
title_fullStr Технология и оборудование для обработки алмазных материалов современной электроники
title_full_unstemmed Технология и оборудование для обработки алмазных материалов современной электроники
title_short Технология и оборудование для обработки алмазных материалов современной электроники
title_sort технология и оборудование для обработки алмазных материалов современной электроники
topic Технологические процессы и оборудование
topic_facet Технологические процессы и оборудование
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52028
work_keys_str_mv AT mitâginaû tehnologiâioborudovaniedlâobrabotkialmaznyhmaterialovsovremennoiélektroniki
AT altuhovaa tehnologiâioborudovaniedlâobrabotkialmaznyhmaterialovsovremennoiélektroniki
AT mitâginaab tehnologiâioborudovaniedlâobrabotkialmaznyhmaterialovsovremennoiélektroniki
AT mitâginaû tehnologíâtaobladnannâdlâobrobkialmaznihmaterialívsučasnoíelektroníki
AT altuhovaa tehnologíâtaobladnannâdlâobrobkialmaznihmaterialívsučasnoíelektroníki
AT mitâginaab tehnologíâtaobladnannâdlâobrobkialmaznihmaterialívsučasnoíelektroníki
AT mitâginaû technologyandequipmentforprocessingdiamondmaterialsofmodernelectronics
AT altuhovaa technologyandequipmentforprocessingdiamondmaterialsofmodernelectronics
AT mitâginaab technologyandequipmentforprocessingdiamondmaterialsofmodernelectronics