Способ изготовления микрохирургических лезвий
Владельцы патента RU 2346800:
Федеральное государственное учреждение "Межотраслевой научно-технический комплекс "Микрохирургия глаза" имени академика С.Н. Федорова Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию" (RU)
Изобретение относится к медицинским инструментам и может быть использовано в микрохирургии. Формируют подложку в виде пластины из твердого монокристаллического кремния. Осуществляют анизотропное травление и скрайбирование указанной подложки с получением лезвий. При формировании подложки верхнюю поверхность пластины из твердого монокристаллического кремния ориентируют в кристаллографической плоскости (100). Осуществляют формирование разделительных канавок с наклонными поверхностями, ориентированными в кристаллографических плоскостях (111). Производят первоначальное окисление указанных наклонных поверхностей с получением слоя диоксида кремния толщиной от 0,5 до 0,7 мкм. Причем окисление осуществляют в атмосфере влажного кислорода. После скрайбирования подложки вторично осуществляют окисление поверхностей лезвий, включая поверхности, ориентированные в кристаллографических плоскостях (101). В результате обеспечивается повышение механической прочности лезвия. 7 ил.
Изобретение относится к области медицинской техники, а более конкретно к способам изготовления микрохирургических лезвий.
Известен способ изготовления микрохирургических лезвий, включающий формирование подложки в виде пластины из твердого монокристаллического кремния, анизотропное травление и скрайбирование указанной подложки с получением лезвий (RU 2004130285 А, 27.05.2005, В21К 11/00, 4 л.) [1].
Однако указанный способ обладает существенным недостатком: малой механической прочностью лезвия.
Технический результат предлагаемого изобретения: повышение механической прочности лезвия.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления микрохирургических лезвий, включающем формирование подложки в виде пластины из твердого монокристаллического кремния, анизотропное травление и скрайбирование указанной подложки с получением лезвий, согласно изобретению, при формировании подложки верхнюю поверхность пластины из твердого монокристаллического кремния ориентируют в кристаллографической плоскости (100), осуществляют формирование разделительных канавок с наклонными поверхностями, ориентированными в кристаллографических плоскостях (111), производят первоначальное окисление указанных наклонных поверхностей с получением слоя диоксида кремния толщиной от 0,5 до 0,7 мкм, при этом окисление осуществляют в атмосфере влажного кислорода, далее производят скрайбирование подложки, а затем вторично осуществляют окисление поверхностей лезвий, включая поверхности, ориентированные в кристаллографических плоскостях (101).
Способ изготовления микрохирургических лезвий осуществляется следующим образом.
В качестве исходной подложки выбирается пластина монокристаллического кремния. Расположение кристаллографических плоскостей монокристаллического кремния поясняется Фиг.1, на которой показана элементарная ячейка 1 кремния. Трехмерная система координат образуется ортогональными осями X, Y, Z. Координатами (101) обозначена кристаллографическая плоскость, перпендикулярная к плоскости, образованной осями Х и Y.
Координатами (111) обозначена кристаллографическая плоскость, наклонная к плоскости, образованной осями Х и Y (на фиг.1 заштрихована). Координатами (100) обозначена кристаллографическая плоскость, перпендикулярная плоскости, образованной осями Х и Y (Фиг.1).
Предложенное изобретение поясняется Фиг.1-7.
На Фиг.1 изображено расположение кристаллографических плоскостей монокристаллического кремния.
На Фиг.2 - исходная пластина 2 монокристаллического кремния и верхняя ее поверхность 3.
На Фиг.3 - пластина 2 с диоксидными слоями 4 на ее обеих поверхностях.
На Фиг.4 - пластина 2 с дополнительно нанесенными на диоксидные слои 4 слоями 5 нитрида кремния.
На Фиг.5 - маска 6 для образования топологического рисунка лезвия.
На Фиг.6 - анизотропное травление через окна 7.
На Фиг.7 - первоначальное окисление наклонных
поверхностей для образования упрочняющего слоя 12.
Пластина 2 монокристаллического кремния имеет двустороннюю полировку, верхняя поверхность 3 пластин сориентирована в кристаллографической плоскости (100) (Фиг.2).
После стандартного цикла химической обработки на поверхностях пластины 2 выращивают слои диоксида кремния 4 (Фиг.3). Далее на обе поверхности пластин 2 монокристаллического кремния плазмохимическим способом наносятся слои нитрида кремния 5 (Фиг.4), для последующего формирования фотолитографической маски. Формируют маску для образования топологического рисунка лезвия (Фиг.5). Через сформированную маску 6 производят удаление слоев нитрида кремния 5 и диоксида кремния 4. Через образование окна производят анизотропное травление кремния через верхнюю поверхность 3 (Фиг.6).
Таким образом, формируют разделительные канавки 8, которые предназначены для образования режущих кромок лезвия. Наклонные поверхности 9 канавок 8 ориентированы в кристаллографических плоскостях (111) (Фиг.6).
Угол наклона 10 разделительной канавки 8 к нижней поверхности 11 пластины образует режущую кромку лезвия. Далее производят первоначальное окисление наклонных поверхностей 9 для образования упрочняющего слоя 12 из аморфного диоксида кремния (Фиг.7). Окисление производят в атмосфере влажного кислорода. С верхней 3 и нижней 11 поверхностей пластины снимают слои диоксида 4 и нитрида 5 кремния методом плазмохимического травления. Далее производят скрайбирование (разрезание) пластины 2 на отдельные лезвия (не показано). Производят вторичное окисление поверхностей лезвий, включая поверхности, ориентированные в кристаллографических плоскостях (101) (не показано).
Толщина получаемого слоя диоксида кремния изменяется в интервале от 0,5 до 0,7 мкм.
Использование изобретения позволяет повысить механическую прочность лезвий.
Способ изготовления микрохирургических лезвий, включающий формирование подложки в виде пластины из твердого монокристаллического кремния, анизотропное травление и скрайбирование указанной подложки с получением лезвий, отличающийся тем, что при формировании подложки верхнюю поверхность пластины из твердого монокристаллического кремния ориентируют в кристаллографической плоскости (100), осуществляют формирование разделительных канавок с наклонными поверхностями, ориентированными в кристаллографических плоскостях (111), производят первоначальное окисление указанных наклонных поверхностей с получением слоя диоксида кремния толщиной от 0,5 до 0,7 мкм, при этом окисление осуществляют в атмосфере влажного кислорода, далее производят скрайбирование подложки, а затем вторично осуществляют окисление поверхностей лезвий, включая поверхности, ориентированные в кристаллографических плоскостях (101).
