Абразивной суспензии

3) шлифовальные станки применяются преимущественно при изготовлении деталей из материалов, обработка которых возможна лишь абразивным инструментом (высококоэрцитивные магнитные сплавы);

Суперфиниш также является отделочной операцией, выполняемой абразивным инструментом. Процесс осуществляется специальной головкой с мелкозернистыми абразивными брусками, которые пружинами прижимаются с незначительным усилием к обрабатываемой поверхности. В зону обработки подается смазывающе-охлаждающая жидкость. Абразивные бруски касаются лишь микронеровностей в местах разрыва масляного слоя. Суперфинишем можно лишь уменьшить шероховатость поверхности до значений Яа=0,32...0,02 мкм.

Процессы обработки точных отверстий абразивным инструментом (шлифование, притирка, доводка и хонингование) не характерны для приборостроения, что обусловлено малыми габаритами деталей и широким использованием сплавов цветных металлов.

Кроме основных формообразующих и отделочных операций, выполняемых лезвийным или абразивным инструментом, в технологических процессах изготовления деталей приборов применяется целый ряд специфических операций, отличных от процессов обработки резанием.

При анодно-механическом способе обработка производится под влиянием трех факторов: электроэрозионного разрушения, электрохимического растворения и механического воздействия инструмента. На анодно-механических установках можно производить и чистовую обработку электронейтральным абразивным инструментом. В этом случае катодом служит специальная профильная пластина, соответствующая по форме детали. Правильно подбирая режимы работы, можно обработать заготовки с точностью, соответствующей 7 ... 8-му квалитетам и с шероховатостью поверхности Яа= 1,25 ...0,32 мкм.

В зависимости от характера используемого абразива она подразделяется на шлифовку связанным (абразивным инструментом) и свободным абразивом (абразивными суспензиями). Шлифование связанным абразивом является высокоточным и производительным процессом, заключающимся в обработке поверхности пластин полупроводников алмазными шлифовальными кругами. Пластины крепят к столу шлифовального станка наклеиванием или вакуумным присасыванием. В зону контакта шлифовального круга с ПЛаСТИНаМИ ПОДаЮТ Охлаждающую жидкость. Обычно закрепленные на вращающемся столе пластины обрабатывают последовательно несколькими (обычно тремя) алмазными шлифовальными кругами. Это позволяет за один поворот стола провести черновую, получистовую и чистовую обработку пластин.

Основными требованиями к подложкам являются: значительная механическая прочность при малых толщинах; высокое удельное электрическое сопротивление и малая диэлектрическая проницаемость; термический коэффициент линейного расширения (ТКЛР), близкий к ТКЛР осаждаемых пленок; физическая и химическая стойкость, инертность К осаждаемым веществам при нагревании до нескольких сот градусов; отсутствие газовы.делений из материала подложки в вакууме; высокая геометрическая точность формы (плоскостность и параллельность основных поверхностей) и высокий класс шероховатости поверхности; хорошая обрабатываемость абразивным инструментом.

Маршрут изготовления стеклянных подложек: разрезка ленточного стекла на заготовки подложек стандартного размера (разрезка ведется алмазным или абразивным инструментом); обработка торцовых поверхностей шлифовкой; очистка по-

Ферритовые спеченные изделия отличаются высокой твердостью и хрупкостью. Механическую обработку ферритов можно производить абразивным инструментом из синтетических алмазов или выполнить операции — резку, шлифовку и полировку.

Подстройку частоты контуров в данном случае удобно производить с помощью конденсаторов. Для этой цели используют малогабаритные керамические конденсаторы (часто они являются базовым узлом для всего фильтра), подгонку емкости которых выполняют в собранном фильтре путем удаления части внешней обкладки абразивным инструментом. Возможна и подстройка магнитом, изменяющим величину постоянного поля в магнитопроводе. Для этой цели применяют магниты на феррит-бариевой основе. Использование такого подстроечного элемента увеличивает габариты катушки в 2—3 раза, что в ряде случаев сводит на нет преимущества применения кольцевых магнитопроводов, особенно в контурах с частотой выше 1 МГц.

Механическую обработку керамики путем шлифования выполняют в три стадии: черновая, чистовая и доводочная (рис, 27). Эти стадии отличаются количествам сошлифованной керамики и состоянием ее поверхности (табл. 9). На первой стадии сошлифовывается до 80% подлежащего удалению материала, причем обработка ведется на повышенных скоростях крупнозернистым инструментом, в результате чего на поверхности остаются глубокие риски и сколы. Припуск в размере детали может составлять 0,3—0,5 мм, бывает одно- и двусторонним и зависит от размеров детали. На второй стадии шлифования объем ошлифованного материала уменьшается, шероховатость -поверхности также уменьшается, так как вторая стадия обработки ведется абразивным инструментом с более мелким зерном. Наконец, третья стадия — доводка до номинального размера — обычно производится шлифовальными алмазными порошками (пастами) нужной зернистости. Стадию доводки отождествляют с полировкой, при которой достигается класс точности 1—3.

Оптимальным абразивным инструментом для обработки сплавов ЮНДК24, ЮНДК25БА и ЮНДК35Т5 является круг на керамической связке ЭБ40СМ12К6.

Эффективным методом получения отверстий в стекле (в том числе фасонных) является их прошивание с помощью ультразвука и абразивной суспензии на станках для ультразвуковой обработки моделей 4А7-71П, 4Д772 и др.

Главными преимуществами метода являются малая ширина реза, всего в два раза превышающая толщину полотна, и уменьшенная по сравнению с резанием алмазными дисками толщина механически нарушенного слоя (около 30 мкм). Последнее обстоятельство связано с тем, что при резании полотнами происходит одновременное шлифование поверхности пластин боковыми поверхностями полотен. Качество поверхности определяется скоростью движения полотна, давлением на полотно, размером и твердостью зерен абразива, концентрацией абразивной суспензии, свойствами обрабатываемого материала. Так, скорость резания кремния почти в два раза ниже скорости резания германия. К недостаткам метода можно отнести малый срок службы полотен вследствие их истирания и сложность их установки в кассету при обрыве полотна. Кроме того, разрыв полотна в результате истирания обычно приводит к поломке нескольких пластин.

/ — УЗ-генератор; 2 — вибратор; 3 — концентратор; 7' 4 — инструмент; 5 — струя абразивной суспензии; 6 — крепежная пластина; 7 — пластина полупроводника

концентрация абразивной суспензии, вязкость жидкости, входящей в состав суспензии, тип и размер зерен абразива, механические характеристики обрабатываемого материала. Диапазон допустимых измерений каждого из этих факторов устанавливается в зависимости от конкретной задачи. Для представления о количественной производительности УЗ-обработки приведем такой пример: время вырезания кристаллов размером 5x5 мм из пластины кремния толщиной 1 мм составляет в среднем 1,5-2 мин, получение же рисок глубиной до 0,2 мм производится за 10—15 с.

5.15. Схемы полирующих узлов ставков одностороннего (а) и двустороннего (6) шлифования пластин полупроводников свободным абразивом: / — устройство, дозирующее абразивную суспензию; 2 — грузы; 3 — шлифовальная головка; 4 — обрабатываемая пластина; 5 — шлифовальник; « — направляющие ролики; 7 — отверстие для подачи абразивной суспензии: 8 — центральный вал с закрепленной на нем шестерней 9; 10 — зубчатый сепаратор с отверстием для обрабатываемой пластины; Л — периферийное зубчатое колесо; 11 — траектория движения центра пластины

На 9.8 показан внешний вид станка для ультразвуковой размерной обработки. Он оснащен суппортами, позволяющими перемещать ванну с изделием в двух направлениях, механизмом подачи инструмента, насосом и баком для абразивной суспензии и ламповым генератором мощностью 1—4 кВт (частота 20—30 кГц).

После выполнения УЗО для удаления остатков абразивной суспензии детали тщательно промывают В проточной воде с последующей сушкой.

Физическая сущность процесса ультразвукового резания заключается в механическом воздействии абразивного материала на полупроводниковую пластину, причем рабочий инструмент, совершающий возвратно-поступательное движение, служит для передачи энергии колебаний магнитостриктора на абразивную суспензию. В абразивной суспензии под действием ультразвуковых колебаний инструмента возникает явление кавитации.

Ультразвуковая ЭХ-обработка основана на совмещении ультразвукового и ЭХ-воздействия на обрабатываемую заготовку. При этом достигается многократное увеличение производительности объемного формообразования в твердосплавных изделиях. При воздействии ультразвуковых колебаний на поверхность заготовки, находящейся в среде проводящей абразивной суспензии, зерна абразива разрушают пассивирующую пленку, которая возникает при ЭХ процессе, открывая возможность продолжения анодного растворения. В свою очередь

Ультразвуковые станки работают на принципе ультразвуковой обработки твердых материалов путем скалывания мельчайших частиц обрабатываемых материалов зернами абразива. Ультразвуковая частота колебаний абразивной суспензии (20 кгц) и ее быстрая замена обеспечивают высокую производительность и точность обработки материала.

Ультразвуковые установки станков состоят из ультразвукового генератора (УЗГ), магнитострикционного или пьезокерамического преобразователя, акустической головки для преобразования электрических колебаний в механические, каретки рабочего стола, станины и системы подачи абразивной суспензии. По мощности ультразвуковые

На 2.30 приведен ультразвуковой станок модели 4772. Внутри станины 1 помещен бак абразивной суспензии на 8 н- 10 л с нагнетающей помпой, вверху — устройство для регулирования перемещения акустической головки и приборы автоматики 2.