Исследование процесса и разработка установки финишной обработки микроприборов потоком твердых частиц

• Автор: Угольников, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 05.27.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 161 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
1. Обработка поверхности твёрдого тела потоком
твёрдых частиц
1.1. Виды обработки поверхности
1.2. Обработка различных материалов, состояние поверхности
1.3. Используемые модели взаимодействия частиц с поверхностью. Недостатки существующих моделей
Выводы по разделу
2. Динамическое взаимодействие частиц различной конфигурации с поверхностью
2.1. Динамическое состояние частиц в потоке
2.2. Напряжённо-деформированное состояние поверхностного слоя
при воздействии частиц на поверхность
2.3. Износ частицы при её взаимодействии с поверхностью
2.4. Взаимодействие потока частиц с поверхностью
2.5. Температурное поле на поверхности обрабатываемой детали
3. Методы исследования, оборудование
3.1. Установка измерения прочности частиц порошков и облоя
3.2. Установка измерения динамической твёрдости материалов
3.3. Установка измерения динамических характеристик пластин из различных материалов при ударном локальном возбуждении
3.4. Установка обработки микроприборов потоками твёрдых частиц

Выводы по разделу
4. Исследование процесса финишной обработки микро -приборов в пластмассовых корпусах потоком твёрдых частиц
4.1. Структурные дефекты элементов микроприбора
4.2. Анализ прочности выводов и сцепления облоя с выводами
4.3. Рельеф поверхности выводов и корпуса микроприбора
после обработки
4.4. Рекомендации по оптимизации технологического процесса обработки микроприборов потоком твёрдых частиц
Выводы по разделу
Общие выводы
Литература
Приложение

Введение
Обработка поверхности материалов потоком твёрдых частиц является широко используемым технологическим процессом в металлургии, машиностроении, приборостроении. Такой вид обработки позволяет решить ряд задач — очистка поверхности от загрязнения, придание ей декоративного вида, очистка литья, размерная обработка, упрочнение поверхностного слоя и т. д. [1 - 5].
Подобный технологический процесс находит применение в микроэлектронике в производстве микроприборов с пластмассовым корпусом на этапе финишной обработки.
Основная цель процесса - удаление дефектов в виде заусенцев и об-лоя, повышение качества поверхности и декоративных свойств приборов.
Требования к порошкам, используемым в обработке микроприборов -химическая инертность материала порошка, твёрдость частиц выше твёрдости обрабатываемых материалов, размер частиц значительно меньше размера наименьших элементов приборов (<200 мкм), подвергаемых обработке.
Обрабатываемыми элементами прибора являются металлические элементы (вывода) и пластмассовый корпус. Поверхность металлических выводов в исходном состоянии соответствует поверхности листа после прокатки с развитым рельефом, где присутствует большое число структурных дефектов в виде трещин и рисок.
Поверхность пластмассового корпуса микроприбора после прессования имеет сложный рельеф и также не отличается высоким качеством.
Существующий технологический процесс обработки микроприборов обладает рядом существенных недостатков. Он дорогой, малопроизводительный, требует специальных экзотических порошков. Такие порошки представляют собой косточковую крошку от абрикосов с размером частиц

интенсивность изменения механических характеристик уменьшается, что следует из рис. 1,12 [61].
При обработке ППД в результате деформирования поверхностного слоя металла и работы трения образуется теплота, которая нагревает обрабатываемую заготовку, инструмент и рабочие тела, а также окружающую среду. Теплота деформирования генерируется в очаге деформирования, теплота трения — непосредственно на поверхности контакта. Источник теплоты — местный, характеризуемый эффективной тепловой мощностью, т. е. количеством теплоты, образующимся в единицу времени, и распределением теплоты по объёму. Теплота образуется в основном вследствие пластического деформирования при движении дислокаций. Поэтому источник теплоты соответствует форме очага деформирования (рис. 1.12), а сам процесс характеризуется мгновенным локальным нагревом и быстрым отводом теплоты внутрь заготовки. Время контактирования поверхности заготовки с источником теплоты зависит от скорости перемещения источника и его размеров. Наибольшее время контакта с источником теплоты имеют точки, лежащие на оси X (в случае перемещения источника по оси X) (см. рис. 1.13).
Для точек теплоты, расположенных в глубине (X > 0), время контакта с источником меньше. Для точки, находящейся на оси Ъ на границе источника, контакт будет мгновенным. Если обозначить через / размер источника в направлении оси его перемещения, то время нагрева любой точки, расположенной на этой оси, / = 1АГ[66.
При интенсивных режимах обработки локальные участки поверхностных слоев нагреваются до различной температуры. Так при обкатывании — до 300-400°С, при выглаживании — до 600-700°С, при ударных обработках — до 800-1000°С [40, 53, 56, 66]. Такой нагрев