Pengolahan Sinar Ion (IBM): Prinsip, Proses, dan Aplikasi Industri
Apa Itu Pengolahan Sinar Ion?
Pengolahan sinar ion (IBM) adalah teknologi manufaktur non-konvensional yang penting yang digunakan dalam mikro-/nanofabrikasi, menggunakan aliran ion yang dipercepat secara listrik di dalam ruang vakum untuk menghapus, menambahkan, atau memodifikasi atom di permukaan objek.
Dalam IBM aliran atom terisi (ion) gas inerte, seperti argon, dipercepat di dalam vakum dengan energi tinggi dan diarahkan menuju workpiece padat. Sinar ini menghapus atom dari workpiece dengan mentransfer energi dan momentum ke atom di permukaan objek.
Saat atom mengenai kluster atom di workpiece, ia mengeluarkan antara 0,1 dan 10 atom dari bahan workpiece. IBM memungkinkan pemesinan yang akurat hampir setiap material dan digunakan dalam industri semikonduktor dan dalam manufaktur lensa asferik.
Teknik ini juga digunakan untuk tekstur permukaan untuk meningkatkan bonding, untuk menghasilkan permukaan atomik yang bersih pada perangkat seperti cermin laser, dan untuk memodifikasi ketebalan film tipis dan membran.
Cara Kerja Pengolahan Sinar Ion
Pengolahan sinar ion (IBM) adalah proses pemesinan bit atom, yang digunakan untuk memesin produk dengan resolusi tinggi sebesar 0,1 μm. Ion gas inerte seperti argon dengan energi kinematik tinggi sebesar 10 KeV digunakan untuk membombardir dan mengeluarkan atom dari permukaan workpiece melalui tabrakan elastis.
Berbeda dengan teknologi mesin perkakas pemotongan, penggerindaan, dan lapping, IBM tidak memiliki referensi permukaan bawaan; patterning mask bertindak sebagai referensi. IBM dapat digunakan sebagai mikromesin dengan mikro-sinar ion berdiameter 1–2 μm bersama dengan mesin perkakas kontrol posisi presisi tinggi.
IBM juga dapat digunakan untuk mengasah lensa, menajamkan knife microton dan alat pemotong, IC pattern etching, dll. Biaya mesin IBM sangat tinggi, yang meningkatkan biaya pemesinan dan membuat proses tidak hemat biaya.
Akurasi Pengolahan Sinar Ion
Laju etching praktis bervariasi hingga 2000 A (2 x 10-4 mm) per menit. Akurasi proses etching cukup tinggi terutama karena jumlah material yang dihilangkan sedikit. Toleransi sekitar + 50 Å (+ 5 x 10-mm) mungkin.
Aplikasi Pengolahan Sinar Ion
Digunakan terutama dalam mikromesin (etching) komponen elektronik seperti bagian komputer, pengaturan permukaan optik dan untuk fabrikasi presisi die kawat halus dalam bahan refractory. Material tipikal yang dapat di-etch meliputi kaca, alumina, kuarsa, kristal, silica, aget, porselen, cermet. dan berbagai logam serta oksida.
Keuntungan Pengolahan Sinar Ion
Sinar ion memiliki banyak keuntungan yang meliputi:
Proses hampir universal.
Tidak diperlukan reagen kimia atau senyawa etching.
Tidak ada undercutting seperti proses etching kimia lainnya.
Laju etching mudah dikontrol.
Kerugian Pengolahan Sinar Ion
Namun, proses ini memiliki banyak kerugian yang sebagai berikut:
Relatif mahal.
Laju etching lambat.
Meskipun hampir tidak ada panas yang dihasilkan ada sedikit kemungkinan kerusakan termal atau radiasi.
