1.8 Контрольные точки после финишной полировки
Проводится контроль состояния поверхности пластин и их формы.
При оценке состояния рабочей поверхности пластин учитывается наличие ямок, светящихся точек, пятен, подтеков, сколов, исчезающих и неисчезающих рисок и трещин.
Для этого используются стереоскопические микроскопы МБС–2 и МБС–9, в которых наблюдается поверхность пластин в пучке света, падающем под определенным углом.
Толщину, разнотолщинность и прогиб пластин контролируют емкостным методом также, как после резки и шлифовки. Для контроля не плоскостности используют методы интерферометрии или лазерного сканирования.
При интерферометрическом контроле формы рабочей поверхности сравнивают с эталонной плоскостью призмы интерферометра. На экране наблюдают интерференциальную картину, по виду и числу полос которой можно судить о форме поверхности и значении максимальной неплоскостности.
При лазерном сканировании кроме максимальной можно получить данные о локальной неплоскостности на площади 1 или 2 см2.
Рис.4. Локальные неплоскостности при лазерном сканировании
2. Химподготовка пластин
2.1 Источники загрязнения поверхности и классификация загрязнений
Источники загрязнения поверхности :
-абразивные, смазочные и клеящие материалы при механической обработке
- человек (продукты дыхания, косметика, …)
-инструмент, оснастка, тара
- технологические среды (газы, вода, химреактивы)
- грязь из производственных помещений
Классификация загрязнений
- молекулярные (жиры, пыль и т.д.) – связь с поверхностью – электростатическая
- ионные (растворимые в воде соли, кислоты, основания)
- металлические (атомы металлов – золото, серебро, медь, железо) из химических реактивов
2.2 Деионизованная вода. Получение. Основные характеристики технологической деионизованной воды
Деионизованная вода
Средний уровень чистоты 99,9999%, что соответствует концентрации остаточных ионов 2·10-6% или ρ = 17-18 МОм·см
18,24 МОм – теоретически очищенная вода
Деионизованная вода 17-18 МОм·см является сильным растворителем:
положительное – растворение химсоединений на поверхности
отрицательное – вымывание грязи из трубопроводов и фильтров и перенос на поверхность подложки
Основной характеристикой технологической деионизованной воды является удельное сопротивление. Чем чище вода, тем мень в ней ионов тем хуже проводимость ,тем выше удельное сопротивление(ВРОДЕ ОН ТАК ГОВОРИЛ)
2.3 Гидромеханическая отмывка
Гидромеханическая отмывка – это комплексный способ удаления микроскопических загрязнений с полированной поверхности пластин проточной водой и мягкими вращающимися щётками или кистями. Кисти изготовляют из беличьего меха, а щётки из искусственных материалов (капрона, нейлона). Крепление пластин осуществляется вакуумным присосом. Деионизованную воду подают на пластины под давлением 50–200 кПа. При расходе воды на 1Л/ мин длительность процесса 5–7 минут. Предварительно, чтобы ослабить связи загрязнений с поверхностью и облегчить из механическое удаление, пластины обрабатывают в кислотах или растворителях.
Основные недостатки гидромеханической отмывки является загрязнение кистей и щёток и, следовательно, перенос загрязнений с одной партии обрабатываемых пластин на другую. Поэтому кисти и щётки надо регулярно промывать, а это трудоёмко.
Отмывка в ультразвуковых ваннах.
Применение ультразвуковых колебаний значительно повышает эффективность обезжиривания, травления и промывки деталей в моющих растворах и воде. При распространении ультразвуковых волн в жидкости возникают так называемые звуковые (акустические) потоки, которые имеют вихревой характер и скорость распространения до сотен сантиметров в секунду, интенсивно перемешивают жидкость и способствуют очистке поверхности. Однако наиболее важным фактором воздействием ультразвуковых колебаний на жидкую среду является возникновение кавитации.
Кавитация обусловлена наличием в реальных жидкостях множества микроскопических газовых пузырьков и мельчайших твёрдых частиц, которые служат её центрами и зародышами. Под действием ультразвукового поля газовые пузырьки периодически расширяются и сжимаются , а некоторые захлопываются — кавитируют. Кавитация возникает при колебании пузырьков определённого диаметра.
При захлопывании пузырьков возникают мгновенные местные давления, достигающие десятков тысяч килопаскалей, которые отрывают от поверхности адсорбируемые загрязнения.
Процессы удаления в ультразвуковом поле растворимых и нерастворимых загрязнений протекают по-разному. При очистке от растворимых загрязнений главную роль играет перемещение моющей жидкости. При этом акустические потоки ускоряют процесс растворения загрязнений и обеспечивают быстрый отвод их от очищаемой поверхности. При очистке нерастворимых загрязнений главную роль играет из механическое разрушение в результате кавитации. При этом под действием высоких давлений, возникающих при захлопывании пузырьков, происходит растрескивание плёнок поверхностных загрязнений и частичное отслаивание их от очищаемой поверхности. Колеблющиеся газовые пузырьки проникают под отслоившиеся плёнки , отрывают их от поверхности и частицы загрязнений уносятся акустическим потоками.
Важным преимуществом ультразвуковой обработки является способность кавитационных пузырьков проникать в глубокие поры и канавки деталей сложной конструкции и конфигурации, которые не поддаются очистке никакими другими способами.
Эффективность ультразвуковой очистке зависит от частоты и мощности ультразвуковых колебаний, температуры и состава раствора, степени и характера загрязнений, а также времени обработки.
С увеличением мощности ультразвуковых колебаний возрастает интенсивность кавитации и повышается эффективность очистки. Однако, при слишком большой мощности из-за резкого возрастания интенсивности кавитации в непосредственной близости от источника колебаний увеличиваются потери ультразвуковой энергии, что снижает эффективность очистки. Слишком высокая мощность ультразвуковых колебаний может привести также к механическому повреждению обрабатываемых изделий и эрозии поверхности.
Повышение температуры увеличивает растворяющую способность и химическую активность моющего раствора, но лишь до определённых пределов. С одной стороны, с ростом температуры уменьшается растворимость газов в жидкости и в результате увеличивается число микроскопических пузырьков газов, являющихся зародышами кавитации, а с другой — возрастает упругость пара в газовых пузырьках, что снижает энергию кавитации.
Моющий раствор, применяемый в ультразвуковой очистке, должен интенсивно растворять разнообразные загрязнения, сохранять в течение длительного времени очищающие свойства, обеспечивать возможность регенерации и повторного использовании и малотоксичным, не оказывать растворяющее или коррозийное действие на оборудование, основные материалы и защитные покрытия и, конечно, быть экономичным.
С увеличением времени обработки качество очистки повышается. Время очистки зависит от размеров и формы деталей, состояния их поверхности и степень ей загрязненности, характера загрязнений и других факторов и обычно определяется опытным путём.