Способ образования профилированных отверстий в образцах монокристаллов

Способ образования профилированных отверстий в образцах монокристаллов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 6 3.8293. (б1) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 23.02.77 (21) 2455597/29-33 (51) М. Кл.

В 28 2 5/06 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (43) Опубликовано05,08,78.Бюллетень № 29 (45) Дата опубликования описания ЪБ.07.7$

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам иэооретений и открытий (53) УДК679 8,028 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. П. Катрич и Н, С. Сидельникова (71) Заявитель

СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ ПРОФИЛИРОВАННЫХ ОТВЕРСТИЙ

В ОБРАЗЦАХ МОНОКРИСТАЛЛОВ

Изобретение относится к способу получения отверстий сложных профилей на изделиях из монокристаллов, преимущественно окислов металлов, и может быть использовано в электронной и радиопромышленности при обработке, например, подложек из лейкосапфира, поликора и материалов из окислов других металлов, предназначенных для изготовления СВЧ-схем и т. и.

Известен способ образования профилированных отверстий в сверхтвердых материалах и минералах путем ультразвуковой обработки с использованием вибрирующего рельефного инструмента (I). При этом в процессе механического воздействия по краям отверстий возникают микротрещины и сколы, а производительность обработки весьма низкая.

Известен также способ образования профилированных отверстий в алмазе, рубине, сапфире и других прозрачных материалах при помощи сфокусированного излучения путем их локального нагрева до температуры испарения (2). В этом случае после обработки в отверстиях образуется дефектный слой, для удаления которого требуется использование химико-термической обработки, что усложняет технологию.

Кроме того, при этом возникают большие трудности получать отверстия больших размеров и сложного профиля.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ образования профилированных отверстий в образцах монокристаллов, напри мер алм азов, путем нагревания образца и введения в контакт с ним нагретого металлического формообразователя (3).

Недостатком известного способа является низкая производительность обработки, получение некачественного профиля отверстий и применение для реализации этого способа сложного оборудования.

Целью изобретения является улучшение

15 качества поверхности и упрощение процесса обработки.

Для этого в способе образования профилированных отверстий в образцах монокристаллов, преимугцественно из окиси метал20 лов, включающем нагревание образца и введение в контакт с ним нагретого металлического формообразователя, на поверхности формообразователя перед его контактом с образцом монокристалла выполняют сквоз2g ные отверстия заданного профиля, помс618291

l0!

Составитель В. Шлиоиский

Техред О. Луговая Корректор Н. Тупица

Тираж 683 Подписное

Редактор И. Квачадзе

Заказ 4187/16

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам - изобретений и открытий!!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4, 5

Филиал ППГ! «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 шают в них углерод, а нагревание образца и формообразователя проводят совместно в вакууме или инертной среде до температуры на 10 — 100 С ниже температуры плавления образца с последующей выдержкой в указанном режиме в течение времени, достаточного для образования отверстий, кроме того, формообразователь перед введением в контакт с образцом карбидизируют

Способ осуществляют следующим образом.

Рабочую поверхность исходного образца покрывают формообразователем, представляющим собой пластинку из тугоплавкого металла (вольфрама, молибдена и т. и.) с профилированными отверстиями требуемой формы.

С целью исключения взаимодействия углерода с материалом формообразователя в процессе высокотемпературного образования отверстий в подложке формообразователь подвергают предварительной карбидизации, что повышает эффективность протекания реакции взаимодействия между окислом металла и углеродом. Карбидизацию проводят путем нагревания его в контакте с графитом в вакууме или инертной среде до температуры, соответствующей наибольшей скорости образования карбидов данного металла. В профилированные отверстия формообразователя помещают необходимое для реакции количество графита. Подложку вместе с формообразователем помещают в камеру, снабженную системой откачки и нагревателем с экранами. Внутри камеры создают вакуум или инертную среду и проводят нагрев до температуры на 10 в 100 С ниже температуры плавления материала образца. Затем проводят выдержку при этой температуре. Время выдержки зависит от толщины обрабатываемого изделия и температуры в камере. Чем выше температура и меньше толщина изделия, тем меньше время выдержки.

Пример. Формообразователь с профилированным отверстием накладывали на подложку из лейкосапфира толщиной 1 мм. В отверстия формообразователя помешали необходимое для реакции количество (40—

100 мг) графита таким образом, чтобы существовал непосредственный контакт графита с лейкосапфиром. Подложку вместе с формообразователем помешали в камеру, снабженную системой откачки и вольфрамовым нагревателем с экранами из вольфрама и молибдена. Проводили откачку до

50 давления 10 4 — 10 з мм рт. ст. и повышали температуру в камере до 1950 С. Систему выдерживали при этой температуре 3 час.

Полученные в подложке из лейкосапфира отверстия повторяли форму формообразователя.

Преимущества предложенного способа состоят в том, что он позволяет улучшить качество поверхности получаемых отверстий.

Образованные отверстия повторяют по профилю форму формообразователя и не имеют микротрещин и сколов на краях, что подтверждается актом микроисследований. Способ позволяет также значительно упростить процесс образования отверстий за счет того, что он не требует сложного аппаратурного оформления процесса (требуется только вакуумная печь). Кроме того, предложенный способ обеспечивает высокую производительность, TBK как количество одновременно обрабатываемых изделий определяется только размерами вакуумной камеры.

Формула изобретения

1. Способ образования профилированных отверстий в образцах монокристаллов, преимущественно окислов металлов, включающий нагревание образца и введение в контакт с ним нагретого металлического формообразователя, отличаюи1ийся тем, что, с целью улучшения качества поверхности отверстий и упрощения процесса обработки, на поверхности формообразователя перед его контактом с образцом монокристалла выполняк1тся сквозные отверстия заданного профиля, помешают в них углерод, а нагревание образца и формообразователя производят совместно в вакууме или инертной среде до температуры на 10 — 100 ниже температуры плавления образца с последующей выдержкой в указанном режиме в течение времени, достаточного для образования отверстия.

2. Способ по и. 1, отлииаюи!ийся тсм, что, с целью ускорения процесса за счет исключения взаимодействия формообразователя с углеродом, последний перед введением в контакт с образцом карбидизируют.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 313698, кл. В 28 D 1/00, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 303844, кл. В 28 D 5/02, 1969.

3. Патент ФРГ № 1013540, кл. 67 а; 21, 1958.