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芯片上的晶體管那么小怎么做? 什么是特性加工方法? 無(wú)心磨加工原理? 做機(jī)械從哪方面入手? 納米機(jī)器人怎么做出來(lái)的? 簡(jiǎn)述電火花加工的原理及特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)電火花加工的條件有哪些? 納米注塑的工藝流程? 無(wú)心磨床的加工方式有哪些?步驟如下:
(1) 硅提純
生產(chǎn)CPU等芯片的材料是半導(dǎo)體,現(xiàn)階段主要的材料是硅Si,這是一種非金屬元素,從化學(xué)的角度來(lái)看,由于它處于元素周期表中金屬元素區(qū)與非金屬元素區(qū)的交界處,所以具有半導(dǎo)體的性質(zhì),適合于制造各種微小的晶體管,是目前最適宜于制造現(xiàn)代大規(guī)模集成電路的材料之一。 在硅提純的過(guò)程中,原材料硅將被熔化,并放進(jìn)一個(gè)巨大的石英熔爐。這時(shí)向熔爐里放入一顆晶種,以便硅晶體圍著這顆晶種生長(zhǎng),直到形成一個(gè)幾近完美的單晶硅。以往的硅錠的直徑大都是300毫米,而CPU廠商正在增加300毫米晶圓的生產(chǎn)。
(2)切割晶圓
硅錠造出來(lái)了,并被整型成一個(gè)完美的圓柱體,接下來(lái)將被切割成片狀,稱為晶圓。晶圓才被真正用于CPU的制造。所謂的“切割晶圓”也就是用機(jī)器從單晶硅棒上切割下一片事先確定規(guī)格的硅晶片,并將其劃分成多個(gè)細(xì)小的區(qū)域,每個(gè)區(qū)域都將成為一個(gè)CPU的內(nèi)核(Die)。一般來(lái)說(shuō),晶圓切得越薄,相同量的硅材料能夠制造的CPU成品就越多。
(3)影印(Photolithography)
在經(jīng)過(guò)熱處理得到的硅氧化物層上面涂敷一種光阻(Photoresist)物質(zhì),紫外線通過(guò)印制著CPU復(fù)雜電路結(jié)構(gòu)圖樣的模板照射硅基片,被紫外線照射的地方光阻物質(zhì)溶解。而為了避免讓不需要被曝光的區(qū)域也受到光的干擾,必須制作遮罩來(lái)遮蔽這些區(qū)域。這是個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程,每一個(gè)遮罩的復(fù)雜程度得用10GB數(shù)據(jù)來(lái)描述。
(4)蝕刻(Etching)
這是CPU生產(chǎn)過(guò)程中重要操作,也是CPU工業(yè)中的重頭技術(shù)。蝕刻技術(shù)把對(duì)光的應(yīng)用推向了極限。蝕刻使用的是波長(zhǎng)很短的紫外光并配合很大的鏡頭。短波長(zhǎng)的光將透過(guò)這些石英遮罩的孔照在光敏抗蝕膜上,使之曝光。接下來(lái)停止光照并移除遮罩,使用特定的化學(xué)溶液清洗掉被曝光的光敏抗蝕膜,以及在下面緊貼著抗蝕膜的一層硅。然后,曝光的硅將被原子轟擊,使得暴露的硅基片局部摻雜,從而改變這些區(qū)域的導(dǎo)電狀態(tài),以制造出N井或P井,結(jié)合上面制造的基片,CPU的門(mén)電路就完成了。
(5)重復(fù)、分層
為加工新的一層電路,再次生長(zhǎng)硅氧化物,然后沉積一層多晶硅,涂敷光阻物質(zhì),重復(fù)影印、蝕刻過(guò)程,得到含多晶硅和硅氧化物的溝槽結(jié)構(gòu)。重復(fù)多遍,形成一個(gè)3D的結(jié)構(gòu),這才是最終的CPU的核心。每幾層中間都要填上金屬作為導(dǎo)體。Intel的Pentium 4處理器有7層,而AMD的Athlon 64則達(dá)到了9層。層數(shù)決定于設(shè)計(jì)時(shí)CPU的布局,以及通過(guò)的電流大小。
(6)封裝
這時(shí)的CPU是一塊塊晶圓,它還不能直接被用戶使用,必須將它封入一個(gè)陶瓷的或塑料的封殼中,這樣它就可以很容易地裝在一塊電路板上了。封裝結(jié)構(gòu)各有不同,但越高級(jí)的CPU封裝也越復(fù)雜,新的封裝往往能帶來(lái)芯片電氣性能和穩(wěn)定性的提升,并能間接地為主頻的提升提供堅(jiān)實(shí)可靠的基礎(chǔ)
主要的特種加工方法有電火花、激光、電子束、 離子束、電加工、 超聲波、數(shù)控等。
1、電火花
電火花加工是利用工具電極與工件電極之間脈沖性的火花放電,產(chǎn)生瞬時(shí)高溫將金屬蝕除。又稱放電加工、電蝕加工、電脈沖加工。
2、激光
國(guó)外激光加工設(shè)備和工藝發(fā)展迅速,現(xiàn)已擁有100kW的大功率CO?2激光器、kW級(jí)高光束質(zhì)量的Nd:YAG固體激光器,有的可配上光導(dǎo)纖維進(jìn)行多工位、遠(yuǎn)距離工作。
3、電子束
電子束加工技術(shù)在國(guó)際上日趨成熟,應(yīng)用范圍廣。
4、 離子束
表面功能涂層具有高硬度、耐磨、抗蝕功能,可顯著提高零件的壽命,在工業(yè)上具有廣泛用途。
5、 電加工
國(guó)外電解加工應(yīng)用較廣,除葉片和整體葉輪外已擴(kuò)大到機(jī)匣、盤(pán)環(huán)零件和深小孔加工,用電解加工可加工出高精度金屬反射鏡面。
6、 超聲波
7、數(shù)控
傳統(tǒng)的機(jī)械加工都是用手工操作普通機(jī)床作業(yè)的,加工時(shí)用手搖動(dòng)機(jī)械切削金屬,靠眼睛用卡尺等工具測(cè)量產(chǎn)品的精度的。
擴(kuò)展資料
特種加工是20世紀(jì)40年代發(fā)展起來(lái)的,由于材料科學(xué)、高新技術(shù)的發(fā)展和激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、發(fā)展尖端國(guó)防及科學(xué)研究的急需,不僅新產(chǎn)品更新?lián)Q代日益加快,而且產(chǎn)品要求具有很高的強(qiáng)度重量比和性能價(jià)格比,
并正朝著高速度、高精度、高可靠性、耐腐蝕、高溫高壓、大功率、尺寸大小兩極分化的方向發(fā)展。
為此,各種新材料、新結(jié)構(gòu)、形狀復(fù)雜的精密機(jī)械零件大量涌現(xiàn),對(duì)機(jī)械制造業(yè)提出了一系列迫切需要解決的新問(wèn)題。
例如, 各種難切削材料的加工;各種結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜、尺寸或微小或特大、精密零件的加工;薄壁、彈性元件等剛度、特殊零件的加工等。
了解整個(gè)機(jī)械加工入手。
了解各種機(jī)械加工方法所能達(dá)到的精度,經(jīng)濟(jì)性,需要的時(shí)間長(zhǎng)度。為了獲取一個(gè)零件,選擇一種或多種加工方法是機(jī)械設(shè)計(jì)中很重要的一環(huán)。往往是結(jié)構(gòu)上的一些微小調(diào)整,就能大大降低加工難度。
還要學(xué)一點(diǎn)強(qiáng)電弱電方面的知識(shí)。機(jī)械設(shè)備越來(lái)越傾向于自動(dòng)化,信息化,往往是機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí),就要考慮到這方面的需要。
要是再學(xué)一點(diǎn)點(diǎn)焊接,鑄造,液壓,彈性力學(xué)納米機(jī)器人是通過(guò)使用先進(jìn)的材料科學(xué)、納米技術(shù)和生物學(xué)技術(shù)制造出來(lái)的。這些機(jī)器人通常由微小的分子、納米顆粒或納米管組成,并具有非常靈活、精確和智能的功能。
制造納米機(jī)器人的過(guò)程涉及到多個(gè)步驟,包括材料的選擇、設(shè)計(jì)和制造、裝配和測(cè)試。通常,納米機(jī)器人的設(shè)計(jì)需要借鑒自然界的生物機(jī)制,并使用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)算法來(lái)優(yōu)化其設(shè)計(jì)和性能。在制造過(guò)程中,科學(xué)家和工程師通常使用高精度的儀器和設(shè)備,如納米級(jí)透射電子顯微鏡和有機(jī)化學(xué)反應(yīng)器等,來(lái)控制和管理納米尺度的材料和結(jié)構(gòu)。
總的來(lái)說(shuō),納米機(jī)器人的制造是一個(gè)高度復(fù)雜和多學(xué)科交叉的領(lǐng)域,需要精湛的技術(shù)和創(chuàng)新的思維來(lái)實(shí)現(xiàn)答:(1)原理 電火花加工是在一定介質(zhì)中,通過(guò)工具電極和工件電極之間脈沖放電時(shí)的電腐蝕作用,對(duì)工件進(jìn)行加工的一種工藝方法。
(2)特點(diǎn) 可以加工高熔點(diǎn)、高硬度、高強(qiáng)度、高韌性的材料及形狀復(fù)雜的工件,工具電極的材料不必比工件的材料硬度高,可加工小孔、孔深、窄縫零件,一般加工速度較慢且存在電極損耗。
(3)條件 脈沖電源、足夠的放電能量、合理的放電間隙和絕緣介質(zhì)等。
回答如下:納米注塑的工藝流程如下:
1.準(zhǔn)備原料:將需要制造的產(chǎn)品所需的原料準(zhǔn)備好,通常是聚合物樹(shù)脂。
2.混合原料:將原料混合均勻,通常需要使用高速攪拌機(jī)或者分散機(jī)。
3.注塑:將混合好的原料注入注塑機(jī)中,通過(guò)高壓將原料注入模具中,制造出所需產(chǎn)品的形狀。
4.冷卻:將注塑出來(lái)的產(chǎn)品放入冷卻室中,讓產(chǎn)品冷卻固化。
5.去模:將冷卻固化好的產(chǎn)品從模具中取出。
6.后處理:根據(jù)需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行去毛刺、磨光、打磨等后處理工序。
7.檢驗(yàn):對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn),確保其質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。
8.包裝:將產(chǎn)品打包,準(zhǔn)備發(fā)貨或者存放。
無(wú)心外圓磨床主要有三種磨削方法;通過(guò)式、切入式和切入一通過(guò)式、通過(guò)式無(wú)心磨削。工件沿砂輪軸線方向進(jìn)給進(jìn)行磨削。調(diào)整導(dǎo)輪軸線的微小傾角來(lái)實(shí)現(xiàn)工件軸向進(jìn)給。適于磨削細(xì)長(zhǎng)圓柱形工件。無(wú)中心孔的短軸和套類工件等。切入式無(wú)心磨削。托板上有軸向定位支點(diǎn),工件支承在托板一定位置上,以砂輪或?qū)л喦腥脒M(jìn)行磨削。用于磨削帶軸肩或凸臺(tái)的工件以及圓錐體,球體或其他回轉(zhuǎn)體工件。切入一通過(guò)式無(wú)心磨削是這兩者的復(fù)合。此外,還有切線進(jìn)給式磨削和使帶臺(tái)階的工件在軸向進(jìn)、退的端面進(jìn)給式磨削。無(wú)心外圓磨床生產(chǎn)率較高。多用于大量生產(chǎn),易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。無(wú)心外圓磨床的特點(diǎn)無(wú)心外圓磨床機(jī)構(gòu)性能與普通外圓磨床相比較有下列特點(diǎn)。
1、連續(xù)加工,無(wú)需退刀,裝夾工件等復(fù)制時(shí)間短,生產(chǎn)率高。
2、托架和導(dǎo)輪定位機(jī)構(gòu)比普通外圓磨床頂尖、中心架機(jī)構(gòu)支承剛性好,切削量可以較大,并有利于細(xì)長(zhǎng)軸類工件的加工,易于實(shí)現(xiàn)高速磨削和強(qiáng)力磨削。
3、無(wú)心外圓磨床工件靠外圓在定位機(jī)構(gòu)上定位,磨削量是工件直徑上的余量,故砂輪的磨損、進(jìn)給機(jī)構(gòu)的補(bǔ)償和切入機(jī)構(gòu)的重復(fù)定位精度誤差對(duì)零件直徑尺寸精度的影響。只有普通外圓磨床的一半,不需打中心孔,且易于實(shí)現(xiàn)上、下料自動(dòng)化。
4、寬砂輪無(wú)心磨床通過(guò)式機(jī)構(gòu)、可采用加大每次的加工余量,在切入磨時(shí)可對(duì)復(fù)雜型面依次形磨削或多砂輪磨削,生產(chǎn)率高,適用范圍廣。
5、無(wú)心外圓磨床無(wú)保證磨削表面與非磨削表面的相對(duì)位置精度(同軸度,垂直度等)的機(jī)構(gòu),磨削周向斷續(xù)的外表面時(shí)圓度較差。
6、磨削表面易產(chǎn)生奇數(shù)次棱圓度,如較大時(shí)往往會(huì)造成測(cè)量尺寸小于最大實(shí)體尺寸的錯(cuò)覺(jué),而影響裝配質(zhì)量和工作性能。
7、機(jī)床調(diào)整較復(fù)雜、費(fèi)時(shí),每更換不同直徑的工件就需沖調(diào)整托架高度,與距離及有關(guān)的工藝參數(shù)。故調(diào)整技術(shù)難度較大,不適宜小批及單件生產(chǎn)。
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