電子束切割是指利用電子束的能量將被切割材料熔化，熔化物蒸發或靠重力流出而產生切口。電子束切割的最大優點是清潔，晶體表面不易沾污，切割精度很高，材料損耗較小，但設備複雜，操作較困難。
基本介紹
- 中文名：電子束切割
- 外文名：electron beam slicing
- 優點：清潔、精度高等
- 缺點：設備複雜、操作較困難等
- 設備：電子槍、真空室及抽真空系統等
- 學科：電工術語
切割原理,特點,裝置,
切割原理
電子束切割時，具有較高能量的細聚焦電子流打擊工件的待切割處時，這部分工件的溫度將急劇上升，以至於工件未經熔化就直接變成了氣體（升華），於是工件表面就出現了一道溝槽，溝槽逐漸加深而完成工件的切割。
電子束切割必須在高真空條件下進行，因為只有在高真空條件下才能獲得高能量的細聚焦電子流，而在空氣中發射電子的燈絲很容易被氧化而燒毀。在低真空條件下，電子流會在轟擊工件之前與其他氣體分子碰撞使氣體電離而失去能量。
特點
①功率密度高：電子束徑可達微米級，因此轟擊點瞬時溫度高達數千攝氏度，足以使材料熔化或汽化。電子束一般可用來切割任何材料和半導體電路等，是一種微細切割方法。
②工件變形小：電子束作為熱能切割方法，瞬時作用面積又很微小，因此切割部位的熱影響區很小(約幾個微米)，在切割過程中也無機械力作用，工件很少產生應力和變形，也不存在刀具的損耗問題，尤其是加工精度高、表面質量好。對各種材料（包括脆性材料、導體、半導體及非導體材料）均可實現切割。
③熱源的開關時間特別短：電子束熱源的開關速度在幾分之一微秒的作用時間內能以精確量來變換能量。因此在射線發生器內採用韋氏電極，而這種電極幾乎可以無功率地和無慣性地來控制射線的強度。採用具有可以調整重複頻率、脈衝寬度的脈衝電壓可使熱源在工件上的作用時間有很大範圍的變化。
④真空環境下切割點不受雜質污染：全部切割過程是在真空中進行，切割點能防止空氣氧化產生的雜質，保持高純度。適於切割易氧化金屬及合金材料，特別是純度要求極高的半導體材料。
⑤電子束強度、位置和聚焦可以精確控制：位置控制準確度可達0.1Pm左右，強度和束斑大小控制誤差可達1%以下。通過磁場和電場可使電子束以任意速度在工件上運行，便於計算機控制，實現切割過程的自動化。
⑥成本高：電子束切割需要專用設備，切割成本較高。
如今電子束主要用來切割晶體，晶體表面不易玷污，切割的晶向準確度較高，切割時材料損耗較小，引起的晶體表面損傷也很小。因此，它是一種較好的晶體定向切割機器。
裝置
電子束切割裝置包括電子槍、真空室及抽真空系統、電子束控制系統和工作檯系統。
電子槍是用來發射高束電子流，完成電子的預聚焦和強度控制的裝置。切割時，加熱的發射陰極發射出電子束，電子束在陽極光闌較陰極為正的高壓下加速，當速度達2/3光速時通過陽極，加到控制柵極上的較陰極為負的偏壓，可以控制電子束的強弱，還可對電子束進行初步聚焦。陰極一般採用純鎢或純鉭製成，在工作時損耗大，需要每10~30h更換一次。
電子束控制系統包括束流強度控制、束流聚焦控制和束流位置控制。其中東流強度控制是通過在陰極上的負高壓（50~150kV）來實現的；束流聚焦控制是通過“電磁透鏡”的磁場作用實現的；束流位置控制是通過磁偏轉控制電子束聚焦位置來實現的，即通過一定程式改變偏轉電壓或電流，使電子束按某種預設規律運動。
