Шліфування пластин Поверхневі покриття та антикорозійний захист

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Білоруський державний університет інформатики і радіоелектроніки
Кафедра ЕТТ
РЕФЕРАТ
На тему:
"Шліфування пластин. Поверхневі покриття та антикорозійний захист"
МІНСЬК, 2008

Шліфування пластин

Методи шліфування поділяють за видом використовуваного абразиву на обробку вільним і зв'язаним абразивом, а по конструкції верстата і характером видалення припуску - на односторонню і двосторонню.
При односторонній шліфовці пластини наклеюють майбутньої робочою стороною на дюралеві блоки наклеечной мастикою з воскоканіфольной суміші або синтетичного воску. Блоки встановлюють пластинами вниз на шліфовальнік зі скла, чавуну або сталі (при шліфуванні вільним абразивом) або нагвинчують на шпиндель верстата при шліфуванні пов'язаним абразивом.
При шліфуванні вільним абразивом абразив вигляді суспензії на водній основі подають у робочу зону. У процесі роботи зерна абразиву не пов'язані між собою, утворюють між пластинами і шліфовальніком прошарок, і перекочуючись, виколюють частки як оброблюваного матеріалу, так і матеріалу шліфовальніка.

Рис.1. Процес односторонньої шліфування пластин.
Таким чином одночасно відбувається обробка поверхні пластин і знос шліфовальніка. Так як матеріали пластин і шліфовальніка відрізняються високою твердістю і крихкістю, зерна абразиву не можуть ні упровадяться, ні закріпитися в них.
Шліфування поверхню напівпровідникових пластин має матову фактуру і складається з великого числа кратероподібної виколок. Розміри виколок перебувають у прямій залежності від розмірів зерен абразиву і тиску на них.
Спочатку обробляють неробочу сторону пластини. Потім її переклеюють, зробивши базової, і обробляють робочу сторону. Подвійна наклейка зазвичай погіршує точність форми остаточно оброблених площин через нерівномірність товщини клейкого шару.
В даний час у зв'язку з переходом на обробку пластин великого діаметра (150 і 200 мм), все більше починають використовувати двосторонню шліфування вільним абразивом.

Рис.2. Установка для двостороннього шліфування.
Переваги методу обробки: 1. Висока продуктивність; 2. Висока точність оброблюваних поверхонь.
Двостороння шліфування дозволяє зменшити прогини пластин, пов'язані з деформацією кромки алмазного диска при різанні, і забезпечити найменшу різницю в товщині. Висока продуктивність шліфування досягається за рахунок видалення матеріалу одночасно з двох сторін пластин. Пластини покладені в отвори сепараторів, розташованих на нижньому шліфовальніке. Верхній шліфовальнік вільно самовстановлюється по поверхнях пластин. Пластини здійснюють в сепараторі складні руху щодо поверхні шліфовальніка, що сприяє більш рівномірному їх зносу.
Шліфовальнікі обертаються зі швидкістю 22-30 об / хв в протилежні сторони. Тиск на одну пластину діаметром 76 і 100 мм становить 12-13 і 21-22 кг.
Шорсткість після шліфування знаходиться в межах Rz = 0,5-1 мкм, Ra = 0,1 мкм. Глибина порушеного шару, що складається з трьох зон може досягати 10-15 мкм.

Округляє країв пластин

Краї пластини скругляют шліфуванням по периферії профільним алмазним кругом зернистістю АСМ28/20.

Рис.3. Процес скруглення країв пластин: 1 - алмазний коло; 2 - пластина, 3 - вакуумний столик.
Пластину (2) закріплюють на шпинделі з вакуумним столиком (3). Частота обертання алмазного кола (1) становить 6000-8000 об / хв, столика з пластиною - 15-20 об / хв. Час шліфування 4-8 с.
Алмазний коло притискається до пластини пружиною або пневмоприводом.

Полірування напівпровідникових пластин

Полірування напівпровідникових пластин забезпечує високу якість їх робочої поверхні, мінімальний зовнішній шар і найменші похибки форми.
Методи полірування, як і шліфування поділяють:
а) за видом використовуваного абразиву і механізму видалення матеріалу - на алмазну (механічну) та хіміко-механічну;
б) по конструкції верстата і характеру видалення припуску - на односторонню і двосторонню;
в) за якістю обробленої поверхні - на фінішну і Суперфінішна.
Діамантову (механічну) полірування виконують алмазними пастами і суспензіями зернистістю від 3 до 0,5 мкм. На полірувальником з тканих і нетканих матеріалів (сатин, сукно, замш та ін.) після обробки пластини має мікронерівності Rz від 0,05 до 0,1 мкм, а порушений шар не перевищує трьох мкм. Після алмазної полірування на поверхні пластин залишається "алмазний фон", тобто сітка мікрорісок, яку можна спостерігати при висвітленні пучком світла, що падає під кутом до поверхні.
При хіміко-механічної поліровки застосовують спеціальні поліруючі склади з субмікронних порошків оксидів кремнію SiO2, цирконію ZrO2 або алюмінію Al2O3, зважених в розчині на основі KOH, NaOH і утворюють колоїдно-дисперсні системи - суспензії, золі, гелі. При використанні суспензій в основі хіміко-механічної поліровки лежать хімічні реакції між компонентами рідкого середовища і полірованим матеріалом.
Схема фінішної обробки напівпровідникових пластин:
· Пластини після шліфування;
· Наклеювання пластин на блоки;
· Фінішне хіміко-механічне полірування пластин;
· Суперфінішна хіміко-механічне полірування пластин;
· Відклеювання пластин;
· Відмивання пластин;
· Контроль готових пластин;
· Упаковка пластин;
· Споживач.
Гідроксил лужної лужних компонентів вступає в реакцію з кремнієм, утворюючи на поверхні лужні сполуки цих матеріалів, які механічно руйнуються при контакті з полірувальником й абразивними частками (твердою фазою суспензії). Через малого розміру абразивних зерен (~ 0,1 мкм) між ними і оброблюваних матеріалом прямого контакту майже не відбувається.
Тому поверхня пластин виходить без рисок та подряпин з мінімальним зовнішнім шаром (менше 1 мкм).
При хіміко-механічної поліровки полірувальником виготовляють із синтетичних тканин і полотен, які наклеюють на полірувальний диск.

Контроль пластин після фінішної і Суперфінішна полірування

Проводиться контроль стану поверхні пластин та їх форми.
При оцінці стану робочої поверхні пластин враховується наявність ямок, що світяться точок, плям, патьоків, відколів, зникаючих і незникаючих рисок і тріщин.
Для цього використовуються стереоскопічні мікроскопи МБС-2 і МБС-9, в яких спостерігається поверхню пластин в пучку світла, що падає під певним кутом.
Товщину, різнотовщинність і прогин пластин контролюють ємнісним методом також, як після різання і шліфування. Для контролю не площинності використовують методи інтерферометрії або лазерного сканування.
При інтерферометричному контролі форми робочої поверхні порівнюють з еталонною площиною призми інтерферометра. На екрані спостерігають інтерференціальную картину, за видом і кількістю смуг якої можна судити про форму поверхні і значення максимальної неплощинності.
При лазерному скануванні крім максимальної можна отримати дані про локальну неплощинності на площі 1 або 2 см2.

Рис.4. Локальні неплощинності при лазерному скануванні

Поверхневі покриття та антикорозійний захист. Призначення і класифікація покриттів

Покриттям називається додатковий шар з іншого металу або декількох шарів різних матеріалів, нанесених на поверхню деталі для додання її поверхні властивостей, відмінних від властивостей основного матеріалу.
Залежно від призначення розрізняють покриття захисні, захисно-декоративні і спеціальні.
Захисні покриття призначаються для захисту виробу від корозії (кадмієві, цинкові, олов'яні та оксидні покриття).
Захисно-декоративні покриття поряд із захистом виробів від корозії надають йому гарний зовнішній вигляд (мідь-нікель-хром, нікель-хром, нікелеві, золоті, срібні).
Спеціальні покриття надають поверхонь виробів специфічні властивості, наприклад, підвищують ізоляційну здатність, збільшують поверхневу електропровідність, підвищують паяемости, відображають здатність з одночасним захистом від корозії (срібло, золото, паладієві, Радієвий, хромові) і т.д.
Покриття наносять на метали, кераміку, скло і пластмаси.
В якості матеріалу покриттів служать метали, оксиди, солі металів, пластмаси, лаки і фарби.
Товщина покриттів лежить в інтервалі від десятих часток до сотень мікрометрів.
Вибір виду і товщини покриття визначається матеріалом і призначенням деталі, особливостями технології її виготовлення та умовами експлуатації.
Для РЕЗ одне з головних призначень покриттів - забезпечення працездатності в різних умовах експлуатації. Умови експлуатації класифікуються наступним чином:
- Легкі (Л) - в закритих опалювальних приміщеннях;
- Середні (С) - в закритих неопалюваних приміщеннях;
- Жорсткі (Ж) - на відкритому повітрі під навісом (-50 - +50 є З), вологість до 90% при +40 є З;
- Особливо жорсткі (ОР) - на відкритому повітрі в морському кліматі.
При виборі матеріалу металевих захисних покриттів потрібно прагнути не допускати утворення гальванічних пар, що викликають електрохімічну корозію основного металу деталі.
Виходячи з конструктивних вимог та вимог до технологічності та функціонування виробів при виборі покриття деталей необхідно дотримуватися наступних вимог:
1. Повинна забезпечуватися сопрягаемость деталей з урахуванням товщини покриття;
2. На литі деталі наносити тільки лакофарбові покриття;
3. У покриваються деталях мають бути відсутні вузькі і глибокі канали і отвори, необхідні заокруглення крайок або фаски 0,2 мм;
4. Деталі з розмірами по 6-7 квалітету точності піддавати тільки хімічним методам покриттів (оксидування, фосфотірованіе) практично не змінює розмір.
5. Без покриттів застосовувати золото, платину, паладій, радій, срібло, сплави вольфраму, бериллиевую бронзу, сплави титану.
Класифікації покриттів проводиться за матеріалом плівки і способу її нанесення.
За матеріалом плівки розрізняють покриття:
- Металеві;
- Неметалеві;
- Лакофарбові.
За способом нанесення розрізняють:
- Безпосереднє;
- Гальванічне;
- Хімічна.
Позначення металевих і неметалевих покриттів проводиться згідно з ГОСТ 9.306-85, з використанням буквено-цифрової системи.
Для металевих покриттів - букви вказують метал покриттів, цифра після букви - його товщину в мкм, буква в кінці - характеристику або характер додаткової обробки.
Кд 15. хр. - Кадмієві товщиною 15 мкм, хромоване.
М 30. Н18. х. б. - Мідь 30 мкм, нікель 18 мкм, хром 1 мкм, блискуче і т.д.
Для неметалевих покриттів вказують спосіб нанесення і характер додаткової обробки чи властивості.
Наприклад: Хім. Окс. ЛКП. - Окисне покриття, нанесене хімічним способом з додатковим лакофарбовим покриттям.
Ан. Окс. з. - Окисне покриття, нанесене електрохімічним способом, електроізоляційне.
Типові технологічні процеси нанесення хімічних і металевих покриттів
Типові технологічні процеси нанесення хімічних і металевих покриттів містять етапи підготовки поверхонь деталей, нанесення покриттів, остаточного очищення деталей.
I. Етап підготовки деталей для нанесення покриттів містить: видалення оксидних плівок і поверхневих дефектів (задирок і т.д.); очищення поверхні від жирових та інших забруднювачів; захист мастиками, плівками поверхонь, що не підлягають покриттю; монтаж деталей у пристосуваннях (при необхідності).
Всі види підготовки поверхні можна розбити на дві групи:
· Механічні;
· Хімічні та електрохімічні.
До механічних способів підготовки поверхні відносять: гідроабразивна обробка, піскоструминне, галтованіе, вібраційна обробка, шліфування, полірування, ультразвукова очистка та ін
До хімічних способів очищення ставляться: хімічне та електрохімічне знежирення, травлення хімічне та електрохімічне, декапирование, електрополірування.
II. Етап нанесення покриттів, крім основних операцій, містить велику кількість операцій промивання і сушіння, очищення поверхонь від залишків технологічних складів, нанесення технологічних міжопераційних покриттів та їх видалення.
III. Етап очищення деталей від залишків технологічних середовищ містить операції промивання і сушіння.

Металеві покриття

Металеві покриття являють собою тонкий шар металу, що наноситься на захищає деталь. При виборі матеріалу металевих захисних покриттів потрібно не допускати утворення гальванічних пар, що викликають корозію основного металу деталі.
Розрізняють анодні і катодні покриття.
Якщо основний метал деталі в парі з металом покриттів є анодом, тобто має більш високий потенціал, то покриття називається анодним. У навколишньому середовищі в цьому випадку метал покриття є більш активним, тому що має більш негативний потенціал і руйнується раніше ніж матеріал деталі.
Якщо основний метал має більш низький по відношенню до металу покриття електрохімічний потенціал, то покриття називається катодним. Таблиця електрохімічних потенціалів: Na = - 2,75 В, Al = - 1,3 В, Zn = - 0,76 В, Fe = - 0,44 В, Ni = - 0,25 В, Sn = - 0,13 В, Cu = +0,134 В, Ag = +0,8 В.
Способи нанесення металевих покриттів: занурення в розплавлені метали, гальванічне осадження, катодне розпилення, випаровування у вакуумі, іонне осадження, розпорошення розплавленого матеріалу.
Шляхом занурення найчастіше виготовляють лудіння деталей. Металеві покриття на деталях середніх розмірів здійснюють в основному електрохімічним шляхом, при якому металу покриття осідає на деталі із спеціально приготованого електроліту. Катодом при гальванічних покриттях є деталь, анодом - пластина з металу покриття. У мікроелектроніці частіше застосовують катодне розпилення, випаровування у вакуумі, іонне осадження.
Захисні покриття деталей зі сталей. Типові покриття - цинкування, кадміювання, хромування. Нікелеве покриття не застосовується, так як не забезпечує електрохімічного захисту.
Цинкування використовується для захисту деталей, що експлуатуються в умовах промислової атмосфери.
Деталі, призначені для експлуатації в умовах морського клімату покривають кадмієм.
Покриття хромом надають поверхні сталевих деталей підвищену твердість і стійкість до випаровування. Через пористості Сr покриття наносять на подслой міді.
Покриття деталей з мідних сплавів. Деталі з мідних сплавів звичайно покривають металевими плівками не для захисту від атмосферної корозії, а для додання поверхні підвищеної електропровідності, а при необхідності - паяемости. Найбільш часто в цих цілях використовується срібло.
У декоративних цілях зазвичай застосовують нікелеве покриття, що забезпечує, крім того, електрохімічний захист. Деталі з бронзи використовують, як правило, без покриття.

ЛІТЕРАТУРА

1. Технологія виробництва ЕОМ / А.П. Достанко, М.І. Пікуль, А.А. Хмиль: Учеб. - Мн. Обчислюємо. Школа, 2004 - 347с.
2. Технологія деталей радіоелектронної апаратури. Учеб. посібник для вузів / С.Є. Ушакова, В.С. Сергєєв, А.В. Ключников, В.П. Привалов; Під ред. С.Є. Ушакової. - М.: Радіо і зв'язок, 2002. - 256с.
3. Тявловскій М.Д., Хмиль А.А., Станішевський В.К. Технологія деталей і периферійних пристроїв ЕВА: Учеб. посібник для ВУЗів. Мн. Обчислюємо. школа, 2001. - 256с.
4. Технологія конструкційних матеріалів: Підручник для машинобудівних спеціальностей ВНЗ / А.М. Дольський, І.А. Арутюнова, Т.М. Барсукова і ін; Під ред.А.М. Дольського. - М.: Машинобудування, 2005. - 448с.
5. Зайцев І.В. Технологія електроапаратобудування: Учеб. посібник для ВУЗів. - М.: Вищ. Школа, 2002. - 215с.
6. Основи технології найважливіших галузей промисловості: У 2 ч. Ч.1: Учеб. посібник для вузів / І.В. Ченцов.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Реферат
31.9кб. | скачати


Схожі роботи:
Шліфування
Електрохімічне шліфування
Колоїдна хімія та поверхневі явища
Власні коливання пластин
Нерівноважні поверхневі структури реакційно дифузійних систем типу
Методи розділення пластин і підкладок
Водні ресурси світу Світовий океан поверхневі та підземні води
Нерівноважні поверхневі структури реакційно-дифузійних систем типу активатор-інгібітор
Принципи виготовлення пластин лінз призм для ЕОС
© Усі права захищені
написати до нас