Mesin Ion Beam (IBM): Prinsip, Proses, dan Aplikasi Industri
Apa itu Mesin Ion Beam?
Mesin Ion Beam (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 pada permukaan objek.
Dalam IBM, aliran atom bermuatan (ion) gas iners, seperti argon, dipercepat di vakum dengan energi tinggi dan diarahkan menuju workpiece padat. Aliran ini menghapus atom dari workpiece dengan mentransfer energi dan momentum ke atom pada permukaan objek.
Ketika atom mengenai kluster atom pada workpiece, ia mencoret antara 0,1 dan 10 atom dari materi workpiece. IBM memungkinkan pemesinan yang akurat pada virtually semua bahan dan digunakan dalam industri semikonduktor dan dalam manufaktur lensa asferik.
Teknik ini juga digunakan untuk membuat tekstur permukaan untuk meningkatkan adhesi, untuk menghasilkan permukaan atomik yang bersih pada perangkat seperti cermin laser, dan untuk memodifikasi ketebalan film tipis dan membran.
Kerja Mesin Ion Beam
Mesin Ion Beam (IBM) adalah proses pemesinan bit atomik, yang digunakan untuk memesin produk dengan resolusi tinggi sebesar 0,1 μm. Ion gas iners 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 pemotong, penggerinda, dan lapping, IBM tidak memiliki referensi permukaan bawaan; pola masker bertindak sebagai referensi. IBM dapat digunakan sebagai mikromesin dengan aliran ion mikro sebesar 1–2 mm diameter bersama dengan mesin pemesinan kontrol posisi presisi tinggi.
IBM juga dapat digunakan untuk aphorizing lensa, memacu mata potong berlika mikro dan alat pemotong, penggerinda pola IC, dll. Biaya mesin IBM sangat tinggi, yang meningkatkan biaya pemesinan dan membuat proses tidak ekonomis.
Akurasi Mesin Ion Beam
Laju penggerindaan praktis bervariasi hingga 2000 A (2 x 10-4 mm) per menit. Akurasi proses penggerindaan cukup tinggi terutama karena jumlah pengambilan materi yang kecil. Toleransi di sekitar + 50 Å (+ 5 x 10-mm) mungkin.
Aplikasi Mesin Ion-Beam
Digunakan sebagian besar dalam mikromesin (penggerindaan) komponen elektronik seperti bagian komputer, membentuk permukaan optik dan untuk pembuatan presisi die kawat halus dalam bahan refraktori. Bahan tipikal yang dapat digerinda termasuk kaca, alumina, kuarsa, kristal, silica, agate, porcelain, cermet. dan berbagai logam serta oksida.
Keuntungan Mesin Ion Beam
Ion-beam memiliki banyak keuntungan yang meliputi:
- Proses hampir universal.
- Tidak perlu reagensi kimia atau senyawa penggerinda.
- Tidak ada undercutting seperti proses penggerinda kimia lainnya.
- Laju penggerindaan mudah dikontrol.
Kerugian Mesin Ion Beam
Namun, proses ini memiliki banyak keuntungan yang diikuti:
- Cukup mahal.
- Laju penggerindaan lambat.
- Meskipun hampir tidak ada panas yang dihasilkan ada kemungkinan kecil untuk kerusakan termal atau radiasi.
