Сухое тручэнне супраць. Мокрае тручэнне

Уводзіны

Пратручванне - найважнейшы працэс у вытворчасці матэрыялаў, асабліва ў такіх галінах, як вытворчасць паўправаднікоў, электроніка, і мікрафабрыкацыі. Працэс прадугледжвае выдаленне матэрыялу з падкладкі для стварэння ўзораў або структур. Звычайна выкарыстоўваюцца два асноўных метаду тручэння: сухое тручэнне і мокрае тручэнне. Кожны метад мае свае перавагі, недахопы, і канкрэтныя выпадкі выкарыстання. У гэтым блогу будуць разгледжаны асноўныя адрозненні паміж сухім і мокрым тручэннем, іх перавагі, прыкладанне, і як выбраць прыдатны метад для канкрэтнага праекта.

1. Тыпы тручэння Агляд: Сухое тручэнне супраць. Мокрае тручэнне

Афорт можна ў цэлым падзяліць на два тыпу: сухое тручэнне і мокрае тручэнне. У кожнага свае метады, працэсы, перавагі, і недахопы.

Працэс сухога тручэння

Сухое тручэнне з'яўляецца найбольш шырока выкарыстоўваным метадам тручэння сёння. Яна прадугледжвае выкарыстанне высокаэнергетычных, нейтральна зараджаныя іёны для тручэння пэўнай паверхні падкладкі. Гэтыя іёны ўтвараюцца шляхам пераўтварэння рэактыўных газаў у плазму з дапамогай радыёчастот (РФ) поле, адсюль і тэрмін «плазменнае тручэнне».

Аднак, не ўсе метады сухога тручэння выкарыстоўваюць плазму. Некаторыя метады выкарыстоўваюць розныя падыходы.

Для падтрымання працэсу, пастаянная падача рэактыўных газаў, такіх як аргон, кісларод, гелій, і азот - неабходны для таго, каб радыёчастотнае поле магло паслядоўна ператвараць іх у плазму.

Сухое тручэнне аддаюць перавагу мокраму, таму што яно стварае менш адходаў і выкарыстоўвае менш хімічных рэчываў. Дадаткова, гэта дазваляе як ізатропнае, так і анізатропнае тручэнне, прадастаўленне машыністам большага кантролю над дакладнасцю тручэння.

Віды сухога тручэння

• Рэактыўнае іённае тручэнне (РІЭ): RIE спалучае фізічнае распыленне з хімічнымі рэакцыямі для выдалення матэрыялу. Гэта асабліва карысна для стварэння тонкіх, структуры з высокім суадносінамі бакоў.
• Пратручванне/іённае фрэзераванне: Гэты метад выкарыстоўвае іённую бамбардзіроўку для фізічнага выдалення матэрыялу, часта выкарыстоўваецца для тручэння металаў і ізалятараў.
• Глыбокае рэактыўнае іённае тручэнне (ТРЫ): DRIE аптымізаваны для стварэння глыбокага, структуры з высокім суадносінамі бакоў, напрыклад, знойдзены ў MEMS (Мікра-электра-механічныя сістэмы).

Перавагі і недахопы сухога тручэння

1. Перавагі:

• Высокі накіраваны кантроль: Сухое тручэнне можа вырабляць вельмі дакладныя і вертыкальныя бакавіны.
• Лепшае дазвол: Падыходзіць для стварэння дробных дэталяў і структур з высокім суадносінамі бакоў.
• Паменшанае бакавое тручэнне: Гэта зводзіць да мінімуму непажаданае тручэнне сумежных матэрыялаў.
• Падыходзіць для шматслойных канструкцый: Сухое тручэнне часта выкарыстоўваецца пры працы з некалькімі матэрыяламі на адной падкладцы.

2. Недахопы:

• Больш высокі кошт: Патрабуецца спецыяльнае абсталяванне і кантраляванае асяроддзе.
• Складаная ўстаноўка: Для эксплуатацыі і абслугоўвання абсталявання патрабуецца больш тэхнічных ведаў.
• Патэнцыйная шкода: Гэта можа прывесці да фізічнага пашкоджання падкладкі ў выніку іённай бамбардзіроўкі.

Мокры працэс тручэння

Пры мокрым тручэнні выкарыстоўваюцца вадкія растворы, вядомыя як травільнікі, у якасці асяроддзя для выдалення матэрыялу. Гэтыя рашэнні, такія як плавікавая кіслата і саляная кіслата, вельмі агрэсіўныя і эфектыўна раствараюць матэрыял падкладкі. Каб захаваць прызначаныя ўчасткі падкладкі, ахоўныя маскі, вырабленыя з матэрыялаў, устойлівых да травлення, такіх як аксіды, хром, або золата прымяняюцца.

Працэс адносна просты: замаскіраваная падкладка падвяргаецца тручэнню, які затым растварае неабароненыя пласты. Пры адэкватным уздзеянні, некранутымі застаюцца толькі абароненыя ўчасткі падкладкі.

Хоць ізатропнасць мокрага тручэння прывяла да зніжэння яго выкарыстання сярод спецыялістаў, некаторыя распрацавалі метады, каб зрабіць працэс больш анізатропным, тым самым павялічваючы яго карыснасць.

Віды мокрага тручэння

• Метад апускання: У найпростай форме мокрае тручэнне, падкладкі апускаюцца ў хімічны раствор, які выбарачна труціць матэрыял.
• Метад кручэння і распылення: Гэты метад прадугледжвае распыленне травільнага раствора на круцільную падкладку, забяспечваючы больш кантраляваны працэс тручэння.

Перавагі і недахопы мокрага тручэння

1. Перавагі:

• Прастата: Патрабуецца менш складанае абсталяванне і прасцей у наладзе.
• Больш нізкі кошт: Танней укараняць і абслугоўваць.
• Універсальнасць: Карысная для шырокага дыяпазону матэрыялаў і можа працаваць з большымі падкладкамі.

2. Недахопы:

• Адсутнасць кіравання накіраванасцю: Вынікі ізатропнага тручэння, што можа паўплываць на бакавыя памеры.
• Больш павольная хуткасць тручэння: Як правіла, не так хутка, як працэс сухога тручэння.
• Меншая дакладнасць: Не ідэальна падыходзіць для стварэння добрага, структуры з высокім суадносінамі бакоў.

2. У чым розніца паміж сухім і мокрым тручэннем?

Асноўнае адрозненне заключаецца ў асяроддзі, якое выкарыстоўваецца для тручэння, і ў выніковых профілях тручэння:

• Сухое тручэнне звычайна анізатропны і выкарыстоўвае плазменныя або іённыя пучкі ў вакууме для выдалення матэрыялу з падкладкі. Сухое тручэнне забяспечвае лепшы кантроль над профілямі тручэння, што робіць яго прыдатным для прыкладанняў, якія патрабуюць дробных дэталяў і высокай дакладнасці.
• Мокрае тручэнне з'яўляецца ізатропным, з дапамогай вадкіх хімікатаў, і больш падыходзіць для прымянення, дзе патрабуецца раўнамернае выдаленне ва ўсіх напрамках. Мокрае тручэнне, у той час як больш эканамічна эфектыўным, як правіла, менш дакладны і лепш падыходзіць для прыкладанняў, дзе высокая дакладнасць не так важная.

3. Фактары, якія варта ўлічваць пры выбары метаду тручэння

Пры выбары метаду тручэння, некалькі фактараў павінны быць разгледжаны для забеспячэння найлепшых вынікаў для дадзенага прымянення. Сюды ўваходзяць:

Выбіральнасць

Выбіральнасць адносіцца да здольнасці працэсу тручэння выдаляць адзін матэрыял, пакідаючы адносна незакранутым іншы матэрыял. Высокаселективное тручэнне мае вырашальнае значэнне пры працы з шматслойнымі матэрыяламі, дзе неабходна дакладнае тручэнне, каб выдаліць толькі пэўныя пласты без пашкоджання іншых. напрыклад, у вытворчасці паўправаднікоў.

Стаўка тручэння

Хуткасць тручэння - гэта таўшчыня матэрыялу, вытраўленага ў адзінку часу. Сінонімам яго з'яўляецца хуткасць тручэння. Аператары вымяраюць гэта ў нанаметрах у хвіліну (нм/хв) або мікраметраў у хвіліну (мкм/хв). Хуткасць выдалення матэрыялу можа паўплываць на эфектыўнасць працэсу. Больш высокая хуткасць тручэння можа быць пажаданай для вытворчасці вялікіх аб'ёмаў, але гэта павінна быць збалансавана з неабходнасцю дакладнасці і кантролю.

Аднастайнасць тручэння

Аднастайнасць гарантуе, што выгравіраваны ўзор будзе аднастайным па ўсёй паверхні. Гэта асабліва важна ў прыкладаннях, дзе дакладнасць памераў мае вырашальнае значэнне, напрыклад, у вытворчасці мікраэлектронных прылад.

Іншыя меркаванні

• Ізатропнае тручэнне: Гэты тып тручэння выдаляе матэрыял раўнамерна ва ўсіх напрамках, які падыходзіць для стварэння круглявых або падрэзаных рысаў. Аднак, Гэты вынік недакладны, і яго дакладнасць можа выклікаць парэзы на слаях, якія не прызначаны для выдалення.
• Анізатропнае тручэнне: Гэты метад выбарачна выдаляе матэрыял у кірунку, перпендыкулярным паверхні, дазваляе ствараць вертыкальныя сцены і глыбокія траншэі. Гэта больш дакладная форма тручэння і функцыянуе для стварэння круглых узораў на падкладцы.

5. Conclusion

Выбар паміж сухім і мокрым тручэннем залежыць ад канкрэтных патрабаванняў прыкладання, напрыклад, дакладнасць, каштаваць, і прапускная здольнасць. Сухое тручэнне ідэальна падыходзіць для высокадакладных прыкладанняў, у той час як вільготнае тручэнне больш падыходзіць для буйнамаштабных, эканамічная вытворчасць. Разуменне адрозненняў паміж гэтымі метадамі дапамагае вытворцам і інжынерам выбраць найлепшы падыход для сваіх патрэб.

Спасылка на змест：HTTPS://en.wikipedia.org/wiki/Etching

6. FAQ

 

Q: Які метад тручэння з'яўляецца лепшым выбарам: сухое тручэнне або мокрае тручэнне?

А: Выбар залежыць ад канкрэтных патрабаванняў прыкладання. Сухое тручэнне пераважней для высокадакладных прыкладанняў, дзе неабходныя анізатропнае тручэнне і тонкі кантроль, напрыклад, у вытворчасці паўправаднікоў. Мокрае тручэнне больш падыходзіць для прыкладанняў, якія патрабуюць ізатропнага тручэння і прасцей, эканамічна эфектыўныя ўстаноўкі, напрыклад, у некаторых працэсах вытворчасці друкаваных плат.

Q: Які з двух працэсаў тручэння больш даступны?

А: Мокрае тручэнне звычайна больш даступнае з-за больш простай налады і меншых эксплуатацыйных выдаткаў. Абсталяванне для сухога тручэння даражэйшае і патрабуе кантраляванага вакууму, што павялічвае агульны кошт. Аднак, эканамічная эфектыўнасць можа вар'іравацца ў залежнасці ад аб'ёму вытворчасці і складанасці неабходнага тручэння.

Q: У чым розніца паміж лазерным тручэннем і лазернай гравіроўкай?

А: Лазернае тручэнне звычайна адносіцца да працэсу выдалення матэрыялу з паверхні для стварэння малюнка або тэксту, часта для маркіроўкі. Лазерная гравіроўка, З іншага боку, глыбей і стварае паглыбленне ў матэрыяле, часта выкарыстоўваецца для пастаяннай маркіроўкі або ўпрыгожвання.

Q: Ці можна зрабіць мокрае тручэнне анізатропным?

А: У той час як вільготнае тручэнне па сваёй сутнасці ізатропнае, некаторыя метады могуць быць выкарыстаны, каб зрабіць яго больш анізатропным. Напрыклад, выкарыстанне тэмпературных градыентаў або спецыяльных пратручвальных сумесяў можа паўплываць на хуткасць тручэння ў розных напрамках. Аднак, дасягненне сапраўднай анізатрапіі, параўнальнай з сухім тручэннем, застаецца складанай задачай.