RU2796896C1 - Method for manufacturing miniature copper parts for electronic microwave devices - Google Patents

Method for manufacturing miniature copper parts for electronic microwave devices Download PDF

Info

Publication number
RU2796896C1
RU2796896C1 RU2022116974A RU2022116974A RU2796896C1 RU 2796896 C1 RU2796896 C1 RU 2796896C1 RU 2022116974 A RU2022116974 A RU 2022116974A RU 2022116974 A RU2022116974 A RU 2022116974A RU 2796896 C1 RU2796896 C1 RU 2796896C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
parts
water
solution
polishing
washing
Prior art date
Application number
RU2022116974A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Петрович Зубков
Юрий Юрьевич Филин
Александр Сергеевич Котов
Игорь Юрьевич Маренов
Алексей Николаевич Юнаков
Евгений Валентинович Терешкин
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А. И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина")
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А. И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") filed Critical Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А. И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина")
Application granted granted Critical
Publication of RU2796896C1 publication Critical patent/RU2796896C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electronic engineering.
SUBSTANCE: invention can be used in manufacturing of miniature parts made of copper, such as miniature retarding systems, vacuum microwave devices. The method includes cutting with an electroerosive wire-cutting machine with a CNC system, chemical cleaning, washing and polishing. Cleaning and polishing of parts is carried out in the following sequence: they are treated in a container with a magnetic stirrer with an etching solution to remove the defective layer of the following composition: NaOH 4-8%, H2O2 8-15%, C10H14N2Na2O8 4-12%, tartaric acid 6-12%, water - the rest, at a temperature of 45-75°C in 1-3 minute cycles with washing in 20% hydrochloric acid and water after each cycle until visible traces of electroerosion disappear, they are treated in a container with a magnetic stirrer with a suspension solution for mechanical polishing containing 2-10% of SiC abrasive powder with a particle size distribution of less than 2 mcm for 2-6 min, then etching is carried out in cycles of 0.5-1 min in a solution for chemical polishing of the following composition: H3PO4 50-70%, HNO3 8-12%, HCl 0.4-1%, CH4N2S 0.07-0.7%, water - the rest, at room temperature until a shine appears on the details, washed with water after each cycle, then the parts are washed in acetone, blown first with dry nitrogen, then with carbon monoxide.
EFFECT: manufacturing high-precision systems of very small sizes for electronic microwave devices with a high class of surface quality by the electrospark method.
1 cl, 4 dwg, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано при изготовлении миниатюрных деталей из меди (например, миниатюрных замедляющих систем) электровакуумных СВЧ приборов.The invention relates to the field of electronic engineering and can be used in the manufacture of miniature parts made of copper (for example, miniature retarding systems) of electrovacuum microwave devices.

С уменьшением размеров медных элементов периодических систем электровакуумных СВЧ приборов коротковолнового диапазона длин волн, актуальным является повышение требований к точности изготовления элементов и качеству их поверхности.With a decrease in the size of copper elements of periodic systems of electrovacuum microwave devices in the short-wavelength range, it is important to increase the requirements for the accuracy of manufacturing elements and the quality of their surface.

Известны способы изготовления медных деталей для СВЧ изделий микронных размеров с применением различных технологий, например, технологии LIGA (ЛИГА) - нанесение толстых слоев фоторезиста до 1 мм на подложку, облучение синхротронным излучением на ускорителях через специальный фотошаблон, последующее травление фоторезиста и гальваническое осаждение меди в сформированном рисунке. Способ характеризуется высоким пространственным разрешением и малой шероховатостью. (См., например, информационный сборник «Новости СВЧ-техники», №5, 2020, с. 15-20). Однако для реализации этого способа требуется использование специальных дорогостоящих фоторезистов, фотошаблонов и применение ускорителей, что весьма дорого. Кроме того, гальваническая медь имеет низкий модуль упругости и плохую формоустойчивость, что приводит к довольно большому проценту брака при изготовлении и эксплуатации замедляющих систем типа гребенка.There are known methods for manufacturing copper parts for microwave products of micron sizes using various technologies, for example, LIGA technology (LIGA) - deposition of thick layers of photoresist up to 1 mm on a substrate, irradiation with synchrotron radiation at accelerators through a special photomask, subsequent etching of the photoresist and galvanic deposition of copper in formed drawing. The method is characterized by high spatial resolution and low roughness. (See, for example, the information collection "News of microwave technology", No. 5, 2020, pp. 15-20). However, the implementation of this method requires the use of special expensive photoresists, photomasks and the use of accelerators, which is very expensive. In addition, galvanized copper has a low modulus of elasticity and poor dimensional stability, which leads to a rather high percentage of rejects in the manufacture and operation of comb-type retarding systems.

Известен также способ изготовления медных деталей микронных размеров по способу ultraLIGA (ультраЛига) (Информационный сборник «Новости СВЧ-техники», №5, 2020, с. 15-20). В этом случае вместо синхротронного излучения применяют ультрафиолетовые источники света типа ламп ДРШ. Технология изготовления деталей по этому способу дешевле, однако, пространственное разрешение значительно хуже для структур толщиной 0.4-1 мм; к тому же гальваническая медь имеет низкий модуль упругости и плохую формоустойчивость.There is also a method for manufacturing micron-sized copper parts using the ultraLIGA (ultraLiga) method (Information collection "Microwave Technology News", No. 5, 2020, p. 15-20). In this case, instead of synchrotron radiation, ultraviolet light sources such as DRSH lamps are used. The technology for manufacturing parts using this method is cheaper, however, the spatial resolution is much worse for structures with a thickness of 0.4-1 mm; in addition, galvanized copper has a low modulus of elasticity and poor dimensional stability.

Известен также способ изготовления медных деталей микронных размеров на станках ЧПУ со специальной алмазной фрезой диаметром 0.08-0.12 мм и частотой вращения до 20-60 тыс. оборотов/ сек. По этому способу изготавливают детали, например, петляющего волновода с высокой чистотой поверхности из качественной вакуумной меди с твердостью более 100 по Викерсу. Однако в этом способе нельзя изготовить структуры с разрешением менее 0.08 мм, что определяется размером фрезы (Информационный сборник «Новости СВЧ-техники», №5, 2020, с. 15-20).There is also known a method for manufacturing copper parts of micron sizes on CNC machines with a special diamond cutter with a diameter of 0.08-0.12 mm and a rotation speed of up to 20-60 thousand revolutions / sec. This method is used to manufacture parts, for example, of a looping waveguide with a high surface finish from high-quality vacuum copper with a hardness of more than 100 Vickers. However, in this method, it is impossible to produce structures with a resolution of less than 0.08 mm, which is determined by the size of the cutter (Information collection "News of microwave technology", No. 5, 2020, p. 15-20).

Известен также способ (прототип) изготовления медных деталей для СВЧ изделий микронных размеров, например, замедляющих систем типа гребенка на электроискровых станках. Минимальный размер структуры определяется диаметром проволоки и для современных станков может составлять 8-10 -100 микрометров. Этот способ позволяет изготавливать детали из материалов практически любой твердости и с достаточно высоким качеством поверхности, если применять 4-6 последовательных резов вдоль одной границы. Однако для замедляющих систем микронных размеров возможен только один проход реза, так как иначе будут искажаться и увеличиваться размеры структуры. При этом качество поверхности получается не выше 7 класса (Патент РФ №2411605, приоритет 11.01.2010 г., опубликовано 10.02.2011, Бюл. №4).There is also known a method (prototype) for the manufacture of copper parts for microwave products of micron size, for example, decelerating comb-type systems on electric spark machines. The minimum size of the structure is determined by the diameter of the wire and for modern machines can be 8-10-100 micrometers. This method makes it possible to manufacture parts from materials of almost any hardness and with a sufficiently high surface quality, if 4-6 consecutive cuts are used along one boundary. However, for slow-motion micron-sized systems, only one cut pass is possible, otherwise the structure will be distorted and enlarged. At the same time, the surface quality is not higher than class 7 (RF Patent No. 2411605, priority 01/11/2010, published 02/10/2011, Bull. No. 4).

Основной проблемой при изготовлении миниатюрных деталей из меди для электронных приборов СВЧ является обеспечение не только точности резки, но и высокий класс качества (шероховатость) поверхности, что влияет на коэффициент усиления прибора (за счет затухания и рассеивания электромагнитной волны). Поэтому при изготовлении миниатюрных деталей из меди требуются дополнительные процедуры, обеспечивающие удаление дефектной поверхности после электроискровой резки, для достижения максимально гладкой поверхности.The main problem in the manufacture of miniature copper parts for microwave electronic devices is to ensure not only cutting accuracy, but also a high quality class (roughness) of the surface, which affects the gain of the device (due to attenuation and scattering of the electromagnetic wave). Therefore, in the manufacture of miniature copper parts, additional procedures are required to ensure the removal of the defective surface after electric spark cutting in order to achieve the smoothest possible surface.

Известен способ очистки (Патент РФ №2714574, приоритет 10.04.2019, опубликовано 18.02.2020 Бюл. №5) деталей из стали и сплавов после электроискровой резки, который включает раствор следующего состава мас. %: лимонная кислота 5,0-7,0, винная кислота 5,0-7,0, динатриевая соль этилендиамин-N,N,N',N'-тетрауксусной кислоты 0,5-0,7, поверхностно-активное вещество ОП-7 0,25-0,7, вода дистиллированная - остальное. Для повышения эффективности обработку проводят с наложением ультразвуковых колебаний. Способ обеспечивает удаление дефектного слоя с поверхности после электроэрозионной вырезки непосредственно в механических цехах на участке мойки деталей, при этом позволяет повысить экологичность производства. Недостатком способа является низкая эффективность без применения ультразвука, который нельзя применять для деталей микронных размеров, так как они деформируются, а также наличие лимонной кислоты, которая способствует стравливанию не только дефектного слоя, но и меди. Увеличение времени очистки в растворе ведет к растравливанию уже очищенных участков. ОП-7 применяется для обезжиривания деталей, поэтому его применение необязательно для чистых деталей.A known method of cleaning (RF Patent No. 2714574, priority 04/10/2019, published 02/18/2020 Bull. No. 5) parts made of steel and alloys after electric spark cutting, which includes a solution of the following composition wt. %: citric acid 5.0-7.0, tartaric acid 5.0-7.0, disodium salt of ethylenediamine-N,N,N',N'-tetraacetic acid 0.5-0.7, surfactant OP-7 0.25-0.7, distilled water - the rest. To increase the efficiency, the processing is carried out with the imposition of ultrasonic vibrations. The method ensures the removal of the defective layer from the surface after electroerosive cutting directly in mechanical shops at the part washing area, while improving the environmental friendliness of production. The disadvantage of this method is low efficiency without the use of ultrasound, which cannot be used for micron-sized parts, as they are deformed, as well as the presence of citric acid, which contributes to the etching of not only the defective layer, but also copper. An increase in cleaning time in solution leads to etching of already cleaned areas. OP-7 is used for degreasing parts, so its use is not necessary for clean parts.

Известен другой способ химической очистки с помощью раствора для химического полирования меди, содержащий, мл:There is another method of chemical cleaning using a solution for chemical polishing of copper, containing, ml:

Серная кислота (конц.) - 10 млSulfuric acid (conc.) - 10 ml

Соляная кислота (конц.) - 1 млHydrochloric acid (conc.) - 1 ml

Насыщенный раствор хромового ангидрида - 35 мл.Saturated solution of chromic anhydride - 35 ml.

(См. Грилихес С.Я. Электрохимическое и химическое полирование: Теория и практика. Влияние на свойства металлов. - 2-е изд., перераб. и доп. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд., 1987, с. 146). Режим химического полирования меди: температура процесса - 20-25°С, время обработки - 5-10 мин.(See Grilikhes S.Ya. Electrochemical and chemical polishing: Theory and practice. Influence on the properties of metals. - 2nd ed., Revised and added. L .: Mashinostroenie, Leningrad. otd., 1987, p. 146) . Mode of chemical polishing of copper: process temperature - 20-25°C, processing time - 5-10 minutes.

Недостатком этого способа является токсичность раствора вследствие высокой концентрации соединений шестивалентного хрома, высокая скорость процесса стравливания меди и, как следствие, плохая шероховатость, перетравливание миниатюрных структур.The disadvantage of this method is the toxicity of the solution due to the high concentration of hexavalent chromium compounds, the high speed of the copper etching process and, as a result, poor roughness, overetching of miniature structures.

Технический результат заявляемого изобретения - возможность изготовления высокоточных систем очень малых размеров для электронных приборов СВЧ с высоким классом качества поверхности электроискровым способом.The technical result of the claimed invention is the possibility of manufacturing high-precision systems of very small sizes for microwave electronic devices with a high class of surface quality using the electrospark method.

Заявленный технический результат обеспечивается тем, что при реализации способа изготовления деталей из меди для электронных приборов СВЧ, включающего резку электроэрозионным проволочно-вырезным станком с системой ЧПУ, химическую очистку, промывку и полировку, проводят очистку и полировку деталей в следующей последовательности: обрабатывают в емкости с магнитной мешалкой травящим раствором для удаления дефектного слоя состава:The claimed technical result is ensured by the fact that when implementing a method for manufacturing copper parts for microwave electronic devices, including cutting with an electroerosive wire-cutting machine with a CNC system, chemical cleaning, washing and polishing, the parts are cleaned and polished in the following sequence: they are processed in a container with magnetic stirrer with an etching solution to remove the defective layer of the composition:

NaOHNaOH 4-8%4-8% H2O2 H2O2 _ 8-15%8-15% C10H14N2Na2O8 C 10 H 14 N 2 Na 2 O 8 4-12%4-12% Винная кислотаWine acid 6-12%6-12% ВодаWater остальноеrest

при температуре 45-75°С циклами по 1-3 мин с промывкой в 20% соляной кислоте и воде после каждого цикла до исчезновения видимых следов электроэрозии, обрабатывают в емкости с магнитной мешалкой раствором-суспензией для механической полировки, содержащем 2-10% абразивного порошка SiC с гранулометрическим составом менее 2 мкм, в течение 2-6 мин, затем проводят травление циклами по 0,5-1 мин в растворе для химической полировки состава:at a temperature of 45-75 ° C in cycles of 1-3 minutes with washing in 20% hydrochloric acid and water after each cycle until visible traces of electroerosion disappear, treated in a container with a magnetic stirrer with a suspension solution for mechanical polishing containing 2-10% abrasive SiC powder with a granulometric composition of less than 2 microns, for 2-6 minutes, then etching is carried out in cycles of 0.5-1 minutes in a solution for chemical polishing of the composition:

H3PO4 H3PO4 _ 50-70%50-70% HNO3 HNO3 8-12%8-12% HClHCl 0,4-1%0.4-1% CH4N2S CH4N2S _ 0,07-0,7%0.07-0.7% ВодаWater остальноеrest

при комнатной температуре до появления блеска на деталях с промывкой водой после каждого цикла, детали промывают в ацетоне, проводят обдув сначала сухим азотом, затем оксидом углерода.at room temperature until a shine appears on the parts with washing with water after each cycle, the parts are washed in acetone, blown first with dry nitrogen, then with carbon monoxide.

Раскрытие сущности изобретения. При изготовлении медных деталей для СВЧ изделий микронных размеров на электроискровых станках возможен только один проход реза, при этом качество поверхности получается не выше 7 класса.Disclosure of the essence of the invention. In the manufacture of copper parts for microwave products of micron sizes on electric spark machines, only one cut pass is possible, while the surface quality is not higher than class 7.

Для получения хорошего качества поверхности при изготовлении деталей из меди для электронных приборов СВЧ, включающем резку электроэрозионным проволочно-вырезным станком с системой ЧПУ, химическую очистку, промывку и полировку, используют следующую последовательность действий.To obtain a good surface quality in the manufacture of copper parts for microwave electronic devices, including cutting with a CNC wire EDM, chemical cleaning, washing and polishing, the following sequence of actions is used.

Дефектный слой на деталях после электроэрозии удаляется травящим раствором при температуре 45-75°С и перемешивании раствора магнитной мешалкой циклами с последующей промывкой в 20% соляной кислоте и дистиллированной воде после каждого цикла до исчезновения видимых следов электроэрозии, контроль качества удаления дефектного слоя ведется под микроскопом.The defective layer on the parts after electroerosion is removed with an etching solution at a temperature of 45-75 ° C and stirring the solution with a magnetic stirrer in cycles, followed by washing in 20% hydrochloric acid and distilled water after each cycle until visible traces of electroerosion disappear, quality control of the removal of the defective layer is carried out under a microscope .

Оптимальной температурой раствора является 45-75°С. При меньшей температуре процесс идет слишком медленно, при большей - перекись водорода начинает интенсивно разлагаться, объем раствора увеличивается, растет температура и скорость стравливания меди. Применение щелочи натрия в указанном количестве способствует эффективному разрыхлению дефектного слоя, а совместное влияние температуры и перекиси водорода - переходу растрава в раствор. Увеличение или уменьшение количества едкого натра приводит или нежелательному увеличению скорости травления, или длительной, более часа, обработке. Перекись водорода способствует реакции взаимодействия щелочи натрия и трилона Б с дефектным слоем, кроме того, разложение с умеренной скоростью перекиси водорода способствует механическому отрыву рыхлого слоя от основы. С увеличением ее концентрации выше указанного значения начинается интенсивное разложение, что нежелательно, так как увеличивается объем раствора и растет температура (разложение перекиси экзотермическая реакция).The optimal temperature of the solution is 45-75°C. At a lower temperature, the process is too slow, at a higher temperature, hydrogen peroxide begins to decompose intensively, the volume of the solution increases, the temperature and the rate of copper etching increase. The use of sodium alkali in the specified amount contributes to the effective loosening of the defective layer, and the combined effect of temperature and hydrogen peroxide - the transition of the grout into solution. Increasing or decreasing the amount of caustic soda leads either to an undesirable increase in the etching rate, or to a long, more than an hour, processing. Hydrogen peroxide promotes the interaction of sodium alkali and Trilon B with a defective layer, in addition, the decomposition of hydrogen peroxide at a moderate rate contributes to the mechanical separation of the loose layer from the base. With an increase in its concentration above the specified value, intensive decomposition begins, which is undesirable, since the volume of the solution increases and the temperature rises (peroxide decomposition is an exothermic reaction).

Обрабатывают в емкости с магнитной мешалкой с определенной скоростью. Раствор должен двигаться с такой скоростью, чтобы в виде ламинарных потоков протекать сквозь щели изготовленной структуры и над поверхностью детали. В этом случае, будет достигаться равномерное травление по всей поверхности реза. При больших оборотах раствор будет перемещаться над поверхностью детали, не проникая в мелкие структуры, при малых оборотах или в отсутствии перемешивания скорость травления будет определяться скоростью диффузии ионов раствора. В результате торцы, например, столбчатой структуры будут травиться быстрее (заостряться, укорачиваться), а основания (при ширине щели 10-20 мкм) - существенно меньшей скоростью, так как диффузия ионов затруднена.Processed in a container with a magnetic stirrer at a certain speed. The solution must move at such a speed that it flows in the form of laminar flows through the slots of the fabricated structure and over the surface of the part. In this case, uniform etching over the entire cut surface will be achieved. At high speeds, the solution will move over the surface of the part without penetrating into fine structures; at low speeds or in the absence of stirring, the etching rate will be determined by the diffusion rate of the ions of the solution. As a result, the ends of, for example, a columnar structure will be etched faster (sharpen, shorten), and the bases (with a slot width of 10–20 μm) will be etched at a much lower rate, since ion diffusion is difficult.

Преимущество химической очистки в щелочном растворе заявляемого состава состоит в минимальном (менее 1 мкм) стравливании чистой меди, низкой стоимости реагентов, малой вязкости и высокой проницаемости раствора в щелевые структуры.The advantage of chemical cleaning in an alkaline solution of the inventive composition is the minimum (less than 1 μm) etching of pure copper, low cost of reagents, low viscosity and high permeability of the solution into slot structures.

При этом процессы травления дефектного слоя проводят циклами длительностью 1-3 минуты с последующей промывкой в растворе 20% соляной кислоты и в проточной воде, проводят визуальный контроль качества очистки.At the same time, the processes of etching the defective layer are carried out in cycles lasting 1-3 minutes, followed by washing in a solution of 20% hydrochloric acid and running water, and visual control of the cleaning quality is carried out.

Использование полирующей суспензии с порошком карбида кремния способствует бережному сглаживанию острых кромок и неровностей, удалению дефектного слоя и заусениц. Деталь обрабатывается в водном растворе-суспензии, содержащем 2-10% полирующего порошка карбида кремния SiC с гранулометрическим составом менее 2 мкм и применением магнитной мешалки в течение 1-3 мин, и последующей промывкой в проточной воде.The use of a polishing suspension with silicon carbide powder contributes to the gentle smoothing of sharp edges and irregularities, the removal of a defective layer and burrs. The item is processed in an aqueous solution-suspension containing 2-10% silicon carbide polishing powder SiC with a particle size distribution of less than 2 μm and using a magnetic stirrer for 1-3 minutes, followed by washing in running water.

Применение 2-10% полирующего порошка карбида кремния в водном или водно-спиртовом растворе с гранулометрическим составом менее 2 мкм обосновывается тем, что при меньших концентрациях полировка идет медленно, а при концентрациях более 10% раствор не будет проникать в щелевые структуры менее 15 мкм. При размерах гранул более 2 мкм порошок может застревать в мелких структурах деталей, снижается или исчезает полирующий эффект. Число оборотов магнитной мешалки задает скорость движения полирующего раствора. При меньших оборотах исчезает полирующий эффект, так как кинетическая энергия гранул порошка недостаточна для полировки, а при больших оборотах водная суспензия порошка будет двигаться над поверхностью детали, не проникая в щелевые структуры.The use of 2-10% silicon carbide polishing powder in an aqueous or water-alcohol solution with a granulometric composition of less than 2 microns is justified by the fact that at lower concentrations, polishing is slow, and at concentrations of more than 10%, the solution will not penetrate into gap structures less than 15 microns. With a granule size of more than 2 microns, the powder can get stuck in the fine structures of parts, the polishing effect decreases or disappears. The number of revolutions of the magnetic stirrer sets the speed of movement of the polishing solution. At lower speeds, the polishing effect disappears, since the kinetic energy of the powder granules is insufficient for polishing, and at high speeds, the aqueous suspension of the powder will move over the surface of the part without penetrating into the slot structures.

Финишная очистка детали выполняется в течении 0,5-1 мин в химическом полирующем водном растворе следующего состава: фосфорная кислота, азотная кислота, соляная кислота, тиомочевина в указанных концентрациях. Основной вклад в скорость травления дает азотная кислота, ортофосфорная кислота способствует появлению блеска, соляная кислота переводит нитраты меди в раствор, тиомочевина способствует глянцевому травлению. Указанные концентрации являются оптимальными, так как при меньших концентрациях процесс идет слишком долго, а при больших за счет наличия сильных кислот - слишком стремительно.The final cleaning of the part is carried out within 0.5-1 min in a chemical polishing aqueous solution of the following composition: phosphoric acid, nitric acid, hydrochloric acid, thiourea in the indicated concentrations. The main contribution to the etching rate is made by nitric acid, phosphoric acid contributes to the appearance of gloss, hydrochloric acid brings copper nitrates into solution, and thiourea promotes glossy etching. The indicated concentrations are optimal, since at lower concentrations the process takes too long, and at high concentrations due to the presence of strong acids it is too fast.

Затем деталь промывается в дистиллированной воде, проводится визуальный контроль на отсутствие перетрава и наличие блеска. При необходимости процесс полировки повторяют. При завершении химической полировки деталь промывают в ацетоне, обдувают сухим азотом и оксидом углерода для защиты от окисления медной детали при сборке и хранении). Так как чистая медь быстро окисляется, что увеличивает затухание сигнала, то промывка в ацетоне способствует быстрому удалению воды. Сухой азот удаляет остатки воды и ацетона. Газообразный оксид углерода вступает в реакцию с активными центрами на поверхности меди, препятствуя взаимодействию с кислородом воздуха и парами воды.Then the part is washed in distilled water, visual control is carried out for the absence of overetching and the presence of gloss. If necessary, the polishing process is repeated. Upon completion of chemical polishing, the part is washed in acetone, blown with dry nitrogen and carbon monoxide to protect the copper part from oxidation during assembly and storage). Since pure copper quickly oxidizes, which increases the attenuation of the signal, washing in acetone helps to quickly remove water. Dry nitrogen removes water and acetone residues. Gaseous carbon monoxide reacts with active sites on the copper surface, preventing interaction with atmospheric oxygen and water vapor.

Изобретение поясняется чертежами. На фигурах 1,2,3,4 показаны этапы изготовления одного из типов замедляющей системы из меди, согласно предложенному способу. На фиг. 1 показано начальное состояние замедляющей системы после изготовления продольных рядов на электроискровом станке. На фиг.2. показано состояние детали после обработки в травящем растворе для удаления дефектного слоя. Снимки сделаны на оптическом микроскопе. На фиг. 3 представлен вид замедляющей системы с продольными и поперечными резами (нарезают на электроискровом станке) после травления в травящем растворе для удаления дефектного слоя. На фиг. 4 (а, б) представлен вид замедляющей системы, изготовленной заявленным способом. Снимки сделаны на растровом электронном микроскопе.The invention is illustrated by drawings. Figures 1,2,3,4 show the stages of manufacturing one of the types of copper retarding system, according to the proposed method. In FIG. 1 shows the initial state of the slowing system after the manufacture of longitudinal rows on an electric spark machine. In Fig.2. shows the state of the part after treatment in an etching solution to remove the defective layer. The pictures were taken with an optical microscope. In FIG. Figure 3 shows a view of the slowing system with longitudinal and transverse cuts (cut on an electric spark machine) after etching in an etching solution to remove the defective layer. In FIG. 4 (a, b) shows a view of the retarding system manufactured by the claimed method. The pictures were taken with a scanning electron microscope.

Пример использования заявленного способа. Типичная штыревая замедляющая система для субмиллиметровых волн имеет несколько рядов штырей сечением 10х10 мкм-15х15мкм и высотой 40-100 мкм. После изготовления продольных рядов на электроискровом станке деталь с продольными рядами обрабатывается в травящем растворе. После этого на электроискровом станке нарезают поперечные ряды, и готовая деталь поступает на последовательную обработку в растворах - травящем растворе для удаления дефектного слоя, растворе-суспензии для механической полировки, растворе для химической полировки.An example of using the claimed method. A typical pin retarding system for submillimeter waves has several rows of pins with a cross section of 10x10 µm-15x15 µm and a height of 40-100 µm. After manufacturing the longitudinal rows on an electric spark machine, the part with the longitudinal rows is processed in an etching solution. After that, transverse rows are cut on an electric spark machine, and the finished part is sent for sequential processing in solutions - an etching solution to remove a defective layer, a solution-suspension for mechanical polishing, a solution for chemical polishing.

Результаты изготовления и обработки одного из типов замедляющей системы из меди, согласно предложенному способу, при средних значениях составляющих растворов представлены на фигурах 1-4.The results of the manufacture and processing of one of the types of copper retarding system, according to the proposed method, with average values of the components of the solutions are presented in figures 1-4.

Качество поверхности деталей, полученных предлагаемым способом оценить количественно прямым способом не представляется возможным из-за их малости, поэтому, чтобы оценить шероховатость и блеск поверхности на медных деталях, изготовленных предлагаемым способом, были использованы специальные приборы (профилометр 296 и блескомер БФ5-60/60). Выполнены резы на электроэрозионном станке медных заготовок размером 24х30х4 мм. Заготовка и поверхность реза (4х30 мм) обрабатывались согласно заявленному способу (образец №2). Для сравнения при обработке других заготовок использовались другие составы, например, для финишной полировки: известный раствор с хромовым ангидридом (образец №1) и предлагаемый раствор с увеличенной в 1,5 раза концентрацией азотной кислоты (контрольный образец). После этого с помощью специальных приборов была сделана оценка шероховатости и блеска поверхности.It is not possible to quantify the quality of the surface of parts obtained by the proposed method by a direct method due to their smallness, therefore, in order to assess the roughness and gloss of the surface on copper parts manufactured by the proposed method, special instruments were used (profilometer 296 and gloss meter BF5-60/60 ). Cuts were made on an electroerosive machine of copper blanks measuring 24x30x4 mm. The workpiece and the cut surface (4x30 mm) were processed according to the claimed method (sample No. 2). For comparison, when processing other workpieces, other compositions were used, for example, for finishing polishing: the known solution with chromic anhydride (sample No. 1) and the proposed solution with a 1.5-fold increase in the concentration of nitric acid (control sample). After that, with the help of special instruments, an assessment was made of the roughness and gloss of the surface.

Результаты обработки поверхности медных заготовок после электроэрозионной резки представлены в таблице 1.The results of surface treatment of copper blanks after EDM cutting are presented in Table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Как видно из представленных данных, медные детали, изготовленные заявленным способом, имеют более высокое качество поверхности, что подтверждает достижение заявленного технического результата.As can be seen from the presented data, copper parts manufactured by the claimed method have a higher surface quality, which confirms the achievement of the claimed technical result.

Claims (5)

Способ изготовления деталей из меди для электронных приборов СВЧ, включающий резку электроэрозионным проволочно-вырезным станком с системой ЧПУ, химическую очистку, промывку и полировку, отличающийся тем, что проводят очистку и полировку деталей в следующей последовательности: обрабатывают в емкости с магнитной мешалкой травящим раствором для удаления дефектного слоя состава A method for manufacturing copper parts for microwave electronic devices, including cutting with an electroerosive wire-cutting machine with a CNC system, chemical cleaning, washing and polishing, characterized in that the parts are cleaned and polished in the following sequence: they are treated in a container with a magnetic stirrer with an etching solution for removal of the defective layer of the composition NaOHNaOH 4-8% 4-8% H2O2 H2O2 _ 8-15% 8-15% C10H14N2Na2O8 C 10 H 14 N 2 Na 2 O 8 4-12%4-12% винная кислотаwine acid 6-12%6-12% водаwater остальное, rest,
при температуре 45-75°С циклами по 1-3 мин с промывкой в 20% соляной кислоте и воде после каждого цикла до исчезновения видимых следов электроэрозии, обрабатывают в емкости с магнитной мешалкой раствором-суспензией для механической полировки, содержащим 2-10% абразивного порошка SiC с гранулометрическим составом менее 2 мкм, в течение 2-6 мин, затем проводят травление циклами по 0,5-1 мин в растворе для химической полировки составаat a temperature of 45-75 ° C in cycles of 1-3 minutes with washing in 20% hydrochloric acid and water after each cycle until visible traces of electroerosion disappear, treated in a container with a magnetic stirrer with a suspension solution for mechanical polishing containing 2-10% abrasive SiC powder with a particle size distribution of less than 2 microns, for 2-6 minutes, then etching is carried out in cycles of 0.5-1 minutes in a solution for chemical polishing of the composition Н3РО4 H 3 RO 4 50-70% 50-70% HNO3 HNO3 8-12% 8-12% HClHCl 0,4-1% 0.4-1% CH4N2S CH4N2S _ 0,07-0,7%0.07-0.7% водаwater остальное, rest,
при комнатной температуре до появления блеска на деталях с промывкой водой после каждого цикла, детали промывают в ацетоне, проводят обдув сначала сухим азотом, затем оксидом углерода.at room temperature until a shine appears on the parts with washing with water after each cycle, the parts are washed in acetone, blown first with dry nitrogen, then with carbon monoxide.
RU2022116974A 2022-06-23 Method for manufacturing miniature copper parts for electronic microwave devices RU2796896C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2796896C1 true RU2796896C1 (en) 2023-05-29

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2411605C1 (en) * 2010-01-11 2011-02-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" Method of manufacturing miniature periodic systems of electrovacuum microwave devices from copper with nano- and micro-crystalline structure
RU2601849C2 (en) * 2014-12-03 2016-11-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова Сибирского отделения Российской академии наук (НИОХ СО РАН) Agent for cleaning surface of articles made from nonferrous metals
CN108624237A (en) * 2017-03-21 2018-10-09 上海铝通化学科技有限公司 A kind of Chemical Millering Polishing liquid and abrasive polishing method
RU2714574C1 (en) * 2019-04-10 2020-02-18 Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Производственное объединение "Старт" им. М.В. Проценко" (АО "ФНПЦ "ПО "Старт" им. М.В. Проценко") Method of chemical removal of defect layer from surface of parts after electroerosion cutting
RU2772820C1 (en) * 2021-09-20 2022-05-26 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") Method for chemical purification of parts made of copper and its alloys

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2411605C1 (en) * 2010-01-11 2011-02-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" Method of manufacturing miniature periodic systems of electrovacuum microwave devices from copper with nano- and micro-crystalline structure
RU2601849C2 (en) * 2014-12-03 2016-11-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова Сибирского отделения Российской академии наук (НИОХ СО РАН) Agent for cleaning surface of articles made from nonferrous metals
CN108624237A (en) * 2017-03-21 2018-10-09 上海铝通化学科技有限公司 A kind of Chemical Millering Polishing liquid and abrasive polishing method
RU2714574C1 (en) * 2019-04-10 2020-02-18 Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Производственное объединение "Старт" им. М.В. Проценко" (АО "ФНПЦ "ПО "Старт" им. М.В. Проценко") Method of chemical removal of defect layer from surface of parts after electroerosion cutting
RU2772820C1 (en) * 2021-09-20 2022-05-26 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") Method for chemical purification of parts made of copper and its alloys

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100792774B1 (en) Method for processing semiconductor wafer and semiconductor wafer
JP5274022B2 (en) Method of forming a component of quartz glass for use in semiconductor manufacturing and component obtained according to the method
KR19980070026A (en) Cleaning and Etching Compositions for Electronic Displays and Substrates
DE3246480A1 (en) METHOD FOR THE PRODUCTION OF SEMICONDUCTOR DISC WITH CUTTING DISC REAR SIDE
US6045715A (en) Method of post-etching a mechanically treated substrate
CN105000530B (en) The method for the clock and watch component that manufacture is strengthened and corresponding clock and watch component and clock and watch
JP2022531500A (en) Silicate glass composition useful for efficient production of glass-penetrating vias
RU2796896C1 (en) Method for manufacturing miniature copper parts for electronic microwave devices
JP2022531501A (en) High silicate glass articles with glass-penetrating vias and their manufacturing and usage methods
KR20060024800A (en) Silicon wafer processing method
US5911889A (en) Method of removing damaged crystal regions from silicon wafers
JPH11162953A (en) Etching of silicon wafer
CN103842887B (en) The system and method that the mirror with the high rigidity relevant with chemical etching and low inertia is provided
JP4994719B2 (en) Anodized film stripper and anodized film stripping method
JPH11233485A (en) Semiconductor wafer and machining method therefor
JPS6212311B2 (en)
JPH05313394A (en) Production of cylindrical substrate for electrophotographic sensitive body
JPH08218185A (en) Surface roughening etching solution for platinum plating pretreatment of titanium or titanium alloy and surface roughening etching method for platinum plating pretreatment
JP4890668B2 (en) Quartz glass lid for reaction apparatus for semiconductor heat treatment and manufacturing method thereof
JP5228628B2 (en) Mold member manufacturing method and mold member
KR20150058248A (en) Method for creating atomically sharp edges on objects made of crystal material
Antoine et al. Alternative approaches for surface treatment of Nb superconducting cavities
WO2001034877A1 (en) Alkaline etching solution and process for etching semiconductor wafers
KR0180799B1 (en) Internal defect measuring method of silicon wafer
JP3890981B2 (en) Alkaline etching solution, method for etching silicon wafer using this etching solution, and method for differentiating front and back surfaces of silicon wafer using this method