Указания по проведению технологических расчетов

В начале раздела с технологическими расчетами обязательно приводятся исходные данные, которые включают информацию о составе объекта обработки, его геометрических размерах и необходимых для расчетов физико-химические свойствах, о технологических параметрах процесса и других характеристиках, необходимых для расчетов.

Номенклатура электронных устройств весьма обширна. Промышленное производство изделий электронной техники в Республике Беларусь осуществляется, в основном, по двум технологиям:

1) интегральная планарная технология (производство полупроводниковых дискретных приборов и интегральных схем, сенсоров, оптоэлектронных устройств и других изделий);

2) керамическая технология (производство магнитных ферритовых изделий, позисторов, конденсаторов, пъезоэлементов и других изделий).

Другие технологии используются чаще для получения материалов электронной техники. Такие производства реализуются в научно-производственных лабораториях, на вспомогательных производствах предприятий, а также в других научно-технических государственных и коммерческих организациях и подразделениях. Для проведения расчетов, связанных с такими технологиями, можно использовать рекомендации [4] и навыки расчета материальных балансов, приобретенных в курсе «Общая химическая технология».

При проведении технологических расчетов следует четко представлять основные особенности разрабатываемой технологии (табл. 1), а также максимально учитывать основные и побочные физико-химические процессы, происходящие в аппарате или установке.

В данных указаниях приведены два примера по расчету длительности цикла и материального баланса: пример 1 - для производства позисторов по керамической технологии; пример 2 - для операции вакуумного магнетронного напыления металлических пленок в производстве полупроводниковых приборов по интегральной планарной технологии. Если объектом курсовой работы являются другие операции интегральной планарной технологии, то можно руководствоваться дополнительными примерами, приведенными в разделе 2.3, а также методическими указаниями из приведенных источников:

эпитаксия, окисление кремниевых пластин, газофазное химическое осаждение пленок, диффузионное легирование, выращивание монокристаллов - [4];

фотолитография - расчеты стадий термообработки аналогичны примеру 1, расчеты операций травления, проявления, химической обработки проводятся по методике расчета ванн химической (или электрохимической) обработки, достаточно подробно приведенной в [3];

ионная имплантация - имеет много общего с другими вакуумными процессами (например, напылением пленок, пример 2).

Таблица 1

Сравнительная характеристика интегральной планарной

И керамической технологий

Интегральная планарная технология	Керамическая технология
Общие особенности
1. Большое число операций в маршруте изготовления изделия (100-500 операций) 2. Интегральное производство изделий 3. Высокий уровень автоматизации   4. Наличие технологических потоков реагентов в 4-х агрегатных состояниях	1. Сравнительно небольшое число операций в маршруте изготовления изделия (25-50 операций) 2. Индивидуальное производство изделий 3. Значительная доля ручных операций 4. Доминирование твердофазных технологических потоков
Обрабатываемый объект
Дискообразная пластина (диаметр 100-200 мм, толщина 0, 4-0, 7 мм)	Порошок (дисперсность 0, 1-50 мкм), cуспензия, заготовка, керамическое изделие
Основные технологические блоки*
1. Химическая обработка 2.Эпитаксия 3. Окисление Si 4. Химическое осаждение пленок (SiO2, Si3N4, поликристаллический Si, СТФСС**, НТФСС***, БФСС****) 5. Фотолитография (или иная литография) 6. Легирование (диффузия или ионная имплантация) 7. Вакуумные процессы (напыление пленок, «сухое травление») 8. Сборка и тестирование	1. Усреднение и измельчение исходных компонентов, приготовление пресс-порошка 2. Формование заготовок изделий прессованием (или иным способом) 3. Спекание изделий***** 4. Финишная обработка изделий
Основные типы используемого оборудования
Газофазные реакторы, вакуумные установки, линии химической обработки, литографические установки	Мельницы, аттритторы, прессы, литьевые машины, методические и садочные печи
Примечание: не включены подготовительные блоки (например, изготовление кремниевых пластин из слитков или синтез титаната бария в производстве позисторов) **среднетемпературное фосфоросиликатное стекло; *** низкотемпературное фосфоросиликатное стекло; ****борофосфоросиликатное; *****в ряде случаев до прессования проводится синтетический отжиг.

Расчет тепловых потоков проводится по общей методике, известной из курса «Физическая химия» (пример 3 и раздел 1.3.3.3).

Расчеты количества установок и норм расхода компонентов проводятся по методике, изложенной в [4].

 

Пример 1. Поэтапная схема расчета продолжительности цикла и материального баланса туннельной печи для спекания позисторов.

Рис.1. Температурные кривые отжига заготовок позисторов

1) Выбор состава керамики по результатам проведенного эксперимента или анализа литературных и заводских данных (например, выбирается состав (в мол.%): (Ва_{0, 892}Са_{0, 08}Pb_{0, 028})TiO₃+0, 1% ВСС (низкоплавкая добавка на основе эвтектической смеси BaCuO₂+CuO в пересчете на Сu) + 0, 3% Y⁺³ + 0, 3% TiO₂ + +1, 5% SiO₂, который за счет введения добавки ВСС позволяет снизить температуру спекания от 1350 до 1240 °С).

2) Расчет длительности цикла. В данном примере длительностью цикла фактически является время прохождения лодочки по всей длине рабочего канала печи. Это время определяется температурной кривой спекания, которая строится на основании заводских данных о скоростях нагрева и охлаждения, о продолжительности отдельных этапов цикла обработки с учетом принятых инженерных решений. В нашем примере по сравнению с заводским вариантом общее время цикла спекания уменьшилось, а продолжительность отжига при максимальной температуре не изменилась (рис. 1). В общем случае, уменьшения времени пребывания заготовок в печи можно достичь либо изменением цикла продвижения (толкания) лодочек, либо изменением длины печи.

3) Пересчет мольных соотношений веществ (если состав материала известен в мольных %, как в пункте 1 данного примера) в массовые % компонентов в шихте с учетом стехиометрических формул основ-

 

Таблица 2

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Аварии на химико-технологических объектах: характеристика разрушительного воздействия, типовая модель развития аварии, поражающие факторы.
2. АВТОМАТИЗАЦИЯ Технологических ПРОЦЕССОВ и производств
3. Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям)
4. Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям) 190631 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта
5. Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям)»
6. Автоматизация технологических процессов и производств», 230100.62 «Информатика и вычислительная техника»
7. БЛОК ИНФОРМАЦИИ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ТЕМЕ
8. В дальнейшем действуйте в соответствии с указаниями штаба гражданской обороны и местной Администрации.
9. Виды диагностики технических систем, технологических процессов
10. Вход лиц, привлекаемых к проведению ЕГЭ, и участников ЕГЭ в ППЭ
11. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УКАЗАНИЯ ПО ТОЛКОВАНИЮ КАРТ
12. И проведению семинарских занятий