Устройство для удаления стеклянной оболочки микропроводов

Полезная модель относится к области обработки материалов для микроэлектроники и может быть использована для удаления стеклянной оболочки микропроводов диаметром до 40 мкм со стеклянной оболочкой до 15 мкм и длиной не менее 1 м, в том числе переменного сечения, использующихся для изготовления ГМИ, стресс-чувствительных датчиков и магнитных меток.
Известно устройство для разрушения стеклянной изоляции микропроводов [авт. св. № 368655, H02G 1/12, Н01С 17/00]. Устройство для разрушения стеклянной изоляции состоит из следующих элементов: основание; кронштейн, ось; вращающийся цилиндр, цилиндр; пружина; толкатель; скоба; два ролика, два электропривода, микропровод, подгоняемый резистор, поводок. Недостатком устройства является невозможность равномерного удаления стеклянной оболочки с микропровода переменного сечения по длине, т.к. устройство имеет постоянную дискретность подгонки.
Также известно устройство для разрушения стеклянной изоляции микропроводов [авт. св. № 580590, Н01С17/245]. Устройство для разрушения стеклянной изоляции состоит из следующих элементов: вращающийся конический ролик, снабженный радиальными пазами; вращающийся конический ролик с упругой поверхностью; микропровод; направляющая; подгоняемый резистор; трубка; режущий выступ. Недостатками устройства являются изменение магнитных свойств микропровода из-за возникновения наклепа осколками стеклянной оболочки и локальным внедрением их в аморфную жилу микропровода, вследствие приложения значительного механического воздействия, а также неполное локальное снятие стеклянной оболочки и возникновение обрывов микропровода.
Технический результат при использовании устройства заключается в равномерном удалении стеклянной оболочки по длине микропровода переменного сечения без повреждений микропровода.
Технический результат достигается при использовании устройства для снятия стеклянной оболочки микропроводов, состоящего из катушки, тефлоновых валов, полосовых щеток, тефлоновые валы и катушка закреплены на раме осями, катушка имеет моторизованный привод для намотки микропровода, тефлоновые валы имеют пружинный механизм, обеспечивающий поджим микропровода между валами, полосовые щетки закреплены торцами на раму с возможностью обеспечения скольжения по поверхности тефлоновых валов при их вращении.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 показано разрушение стеклянной оболочки; на фиг. 2 показана схема намотки микропровода на катушку с использованием предлагаемого устройства, где 1 - катушка; 2 - микропровод; 3 - тефлоновый вал, 4 - щетка.
Результат достигается путем приложения изгибающего механического воздействия при намотке провода на катушку после неполного травления стеклянной оболочки в геле. При неполном травлении стеклянной оболочки образуется рельеф поверхности стеклянной оболочки с шероховатостью около 1 мкм, локальные места углублений в стеклянной оболочке являются концентраторами напряжений, и при приложении изгибающих напряжений стеклянная оболочка разрушается. Процесс разрушения стеклянной оболочки при первоначальном изгибе (начало разрушения) на тефлоновом валу и при последующем обратном изгибе через второй тефлоновый вал описывается фигурой 1. В результате прохождения микропровода через два тефлоновых вала происходит полное снятие стеклянной оболочки. Удаление остатков разрушенной стеклянной оболочки обеспечивается скользящими щетками на тефлоновых валах.
Для достижения результата необходимо выполнение следующих условий:
используемый состав должен обеспечивать возможность травления 0,5-0,6 толщины стеклянной оболочки с шероховатостью 0,4-1 мкм;
диаметр тефлонового вала - 50-60 мм;
скорость намотки микропровода на катушку 6-42 м/мин.
Устройство предназначено для обработки поверхности аморфных магнитомягких микропроводов диаметром до 40 мкм со стеклянной оболочкой до 15 мкм и длиной не менее 1 м, в том числе переменного сечения, использующихся для изготовления ГМИ, стресс-чувствительных датчиков и магнитных меток, в частности к удалению стеклянной оболочки микропроводов.
Принцип работы устройства заключается в деликатном удалении стеклянной оболочки микропровода при приложении изгибающего механического воздействия через зазор поджатых тефлоновых валов в процессе намотки микропровода, предварительно прошедшего процесс травления от 0,5 до 0,6 толщины стеклянной оболочки с шероховатостью 0,4-1 мкм.
Проведение процесса предварительного травления 0,5-0,6 стеклянной оболочки необходимо для создания локальных зон образования трещин стеклянной оболочки при приложении первичного изгибающего механического воздействия. Предварительное травление менее 0,5 толщины стеклянной оболочки может привести к созданию недостаточного количества локальных зон образования трещин стеклянной оболочки при приложении первичного изгибающего механического воздействия в процессе перемещения микропровода по поверхности первого тефлонового вала. Предварительное травление более 0,6 толщины стеклянной оболочки может привести к неполному локальному отделению протравленных участков стеклянной оболочки при приложении обратного изгибающего механического воздействия в стадии прохождения микропровода по поверхности второго тефлонового вала.
Травление с шероховатостью 0,4-1,0 мкм способствует созданию равномерно распределенных по поверхности стеклянной оболочки микропровода локальных зон образования трещин с интервалом 15-45 мкм, что обеспечивает отделение сегментов стеклянной оболочки микропровода в процессе прохождения микропровода через тефлоновые валы. Шероховатость поверхности менее 0,4 мкм приводит к увеличению интервала локальных зон образования трещин, что в свою очередь, приводит к локальному неполному удалению стеклянной оболочки. Шероховатость поверхности более 1 мкм приводит к уменьшению интервала локальных зон образования трещин, что, в свою очередь, приводит при незначительном изгибе микропровода к разрушению стеклянной оболочки с образованием мелких 0,3-6 мкм сегментов стеклянной оболочки, часть которых не отделяется полностью, а удерживается статическим зарядом на поверхности жилы микропровода, что в процессе последующей намотки микропровода, приводит к наклепу поверхности жилы микропровода и внедрению осколков стеклянной оболочки в поверхностный слой жилы микропровода.
Диаметр тефлонового вала от 50 до 60 мм обеспечивает требуемый изгиб микропровода для полного удаления стеклянной оболочки без повреждения жилы микропровода. При использовании тефлоновых валов диаметром менее 50 мм, из-за малого радиуса кривизны вала, происходит деформация микропровода в процессе намотки, а при использовании тефлоновых валов диаметром более 60 мм - недостаточный изгиб микропровода, и как следствие, неполное разрушение стеклянной оболочки.
Скорость намотки на катушку ограничена диапазоном 6-42 м/мин в связи с тем, что при скорости намотки менее 6 м/мин происходит провисание микропровода и недостаточный контакт с поверхностью тефлонового вала, что приводит к неполному удалению осколков стеклянной оболочки с поверхности жилы микропровода, а при скорости намотки более 42 м/мин возможно вытягивание жилы микропровода в процессе намотки.
На предлагаемом устройстве провели удаление стеклянных оболочек с поверхности следующих микропроводов.
Пример 1. Микропровод Co69Fe4Cr4Si12B11 с диаметром жилы 19,01 мкм и толщиной стеклянной оболочки 7,68 мкм. Проводили последовательные операции по неполному травлению стеклянной оболочки до толщины 3,56 мкм, промывку в воде и сушку на воздухе. Осуществляли намотку микропровода через 2 тефлоновых вала диаметром 50 мм со скоростью 24 м/мин при помощи устройства. В результате намотки стеклянная оболочка полностью удалена без повреждения жилы микропровода. Процесс удаления стеклянной оболочки поясняется фигурой 1.
Пример 2. Микропровод Co67Fe4Ni2Mo2BHSi14 с диаметром жилы 15,82 мкм и толщиной стеклянной оболочки 8,185 мкм. Проводили последовательные операции по неполному травлению стеклянной оболочки до толщины 3,36 мкм, промывку в воде и сушку на воздухе. Осуществляли намотку микропровода через 2 тефлоновых вала диаметром 55 мм со скоростью 42 м/мин при помощи устройства. В результате намотки стеклянная оболочка полностью удалена без повреждения жилы микропровода.
Пример 3. Микропровод Co71Fe4Si10B15 с диаметром жилы 16,96 мкм и толщиной стеклянной оболочки 8,53 мкм. Проводили последовательные операции по неполному травлению стеклянной оболочки до толщины 4,27 мкм, промывку в воде и сушку на воздухе. Осуществляли намотку микропровода через 2 тефлоновых вала диаметром 60 мм со скоростью 42 м/мин при помощи устройства. В результате намотки стеклянная оболочка полностью удалена без повреждения жилы микропровода.
На поверхности жил микропроводов после неполного травления стеклянной оболочки и намотки с использованием устройства отсутствуют наклеп и повреждения, а стеклянная оболочка полностью удалена по длине микропровода, при этом полученный результат невозможно достичь с использованием известных устройств.