2. Эксперыментальны працэс
2.1 Зацвярдзенне клейкай плёнкі
Было заўважана, што непасрэднае стварэнне вугляроднай плёнкі або злучэнне з графітавай паперай наSiC пласціныпакрыццё клеем прывяло да некалькіх праблем:
1. Ва ўмовах вакууму, клейкая плёнка наSiC пласціныз-за значнага выдзялення паветра, што прывяло да сітаватасці паверхні, яны выглядалі як лускавінкі. Гэта перашкодзіла належнаму склейванню клеевых слаёў пасля карбанізацыі.
2. Падчас склейвання, ствафельныпавінны быць размешчаны на графітавай паперы за адзін раз. Калі адбываецца перастаноўка, нераўнамерны ціск можа паменшыць аднастайнасць клею, што негатыўна паўплывае на якасць склейвання.
3. Пры вакуумных аперацыях выхад паветра з клейкага пласта выклікаў адслойванне і адукацыю шматлікіх пустэч у клейкай плёнцы, што прывяло да дэфектаў склейвання. Каб вырашыць гэтыя праблемы, папярэдне высушыце клей навафельныяРэкамендуецца склейванне паверхні з выкарыстаннем гарачай пласціны пасля спінінг-пакрыцця.
2.2 Працэс карбанізацыі
Працэс стварэння карбонавай плёнкі на стНасенная пласціна SiCі склейванне яго з графітавай паперай патрабуе карбанізацыі клейкага пласта пры пэўнай тэмпературы для забеспячэння шчыльнага склейвання. Няпоўная карбанізацыя клеючага пласта можа прывесці да яго раскладання падчас росту з вылучэннем прымешак, якія ўплываюць на якасць росту крышталяў. Такім чынам, забеспячэнне поўнай карбанізацыі клеючага пласта мае вырашальнае значэнне для склейвання высокай шчыльнасці. Гэта даследаванне даследуе ўплыў тэмпературы на карбанізацыю клею. Нанесены раўнамерны пласт фотарэзіставафельныпаверхні і змяшчаюць у трубчастую печ пад вакуумам (<10 Па). Тэмпература была павышана да зададзеных узроўняў (400 ℃, 500 ℃ і 600 ℃) і падтрымлівалася на працягу 3-5 гадзін для дасягнення карбанізацыі.
Пазначаны эксперыменты:
Пры 400 ℃, праз 3 гадзіны, клейкая плёнка не карбонизировалась і выглядала цёмна-чырвонай; праз 4 гадзіны істотных змен не назіралася.
Пры тэмпературы 500 ℃ праз 3 гадзіны плёнка стала чорнай, але ўсё яшчэ прапускала святло; ніякіх істотных змен праз 4 гадзіны.
Пры тэмпературы 600 ℃ праз 3 гадзіны плёнка стала чорнай і не прапускала святло, што сведчыць аб поўнай карбанізацыі.
Такім чынам, адпаведная тэмпература склейвання павінна быць ≥600 ℃.
2.3 Працэс нанясення клею
Аднастайнасць клеевой плёнкі з'яўляецца найважнейшым паказчыкам для ацэнкі працэсу нанясення клею і забеспячэння аднастайнага клеючага пласта. У гэтым раздзеле даследуюцца аптымальная хуткасць адціску і час нанясення пакрыцця для клеевой плёнкі рознай таўшчыні. Аднастайнасць
u таўшчыні плёнкі вызначаецца як стаўленне мінімальнай таўшчыні плёнкі Lmin да максімальнай таўшчыні плёнкі Lmax на карыснай плошчы. Пяць кропак на пласціне былі выбраны для вымярэння таўшчыні плёнкі, і была разлічана аднастайнасць. Малюнак 4 ілюструе кропкі вымярэння.
Для злучэння высокай шчыльнасці паміж пласцінай SiC і графітавымі кампанентамі пераважная таўшчыня клейкай плёнкі складае 1-5 мкм. Была абраная таўшчыня плёнкі 2 мкм, прыдатная як для падрыхтоўкі вугляроднай плёнкі, так і для працэсаў склейвання пласцін/графітавай паперы. Аптымальныя параметры спін-коутинга для карбонизирующего клею складаюць 15 с пры 2500 аб / мін, а для клею для склейвання - 15 с пры 2000 аб / мін.
2.4 Працэс склейвання
Падчас склейвання пласціны SiC з графітам/графітавай паперай вельмі важна поўнае выдаленне паветра і арганічных газаў, якія ўтвараюцца падчас карбанізацыі, са злучнага пласта. Няпоўнае выдаленне газу прыводзіць да пустэч, якія прыводзяць да няшчыльнага злучнага пласта. Паветра і арганічныя газы могуць быць выдалены з дапамогай механічнага алейнага помпы. Першапачаткова бесперапынная праца механічнага помпы гарантуе, што вакуумная камера дасягае свайго ліміту, дазваляючы поўнае выдаленне паветра з злучнага пласта. Хуткае павышэнне тэмпературы можа перашкодзіць своечасоваму выдаленню газу падчас высокатэмпературнай карбанізацыі, утвараючы пустэчы ў злучным пласце. Адгезійныя ўласцівасці паказваюць на значнае вылучэнне газаў пры ≤120 ℃, стабілізацыю вышэй гэтай тэмпературы.
Знешняе ціск прымяняецца падчас склейвання для павышэння шчыльнасці клейкай плёнкі, палягчэння выдалення паветра і арганічных газаў, у выніку чаго ўтвараецца пласт злучэння высокай шчыльнасці.
Такім чынам, была распрацавана крывая працэсу злучэння, паказаная на малюнку 5. Пад спецыфічным ціскам тэмпература падымаецца да тэмпературы газаўтварэння (~120 ℃) і падтрымліваецца да завяршэння газаўтварэння. Затым тэмпературу павялічваюць да тэмпературы карбанізацыі, якая падтрымліваецца на працягу неабходнага часу, пасля чаго адбываецца натуральнае астуджэнне да пакаёвай тэмпературы, скід ціску і выдаленне злепленай пласціны.
Згодна з раздзелам 2.2, клейкая плёнка павінна карбанізавацца пры 600 ℃ больш за 3 гадзіны. Такім чынам, у крывой працэсу склейвання T2 усталяваны на 600 ℃, а t2 на 3 гадзіны. Аптымальныя значэнні для крывой працэсу склейвання, вызначаныя з дапамогай артаганальных эксперыментаў па вывучэнні ўплыву ціску склейвання, часу нагрэву першай стадыі t1 і часу нагрэву другой стадыі t2 на вынікі склейвання, паказаны ў табліцах 2-4.
Паказаны вынікі:
Пры ціску склейвання 5 кН час нагрэву аказаў мінімальны ўплыў на склейванне.
Пры 10 кН плошча пустэч у злучным пласце паменшылася з больш працяглым награваннем першай ступені.
Пры 15 кН пашырэнне нагрэву першай ступені значна памяншае пустэчы, у канчатковым выніку ліквідуючы іх.
Уплыў часу нагрэву другой ступені на склейванне не быў відавочны ў артаганальных тэстах. Фіксацыя ціску злучэння на ўзроўні 15 кН і часу нагрэву на першай ступені ў 90 хвілін, часу нагрэву на другой стадыі 30, 60 і 90 хвілін усё прывяло да атрымання шчыльных склейваючых слаёў без пустэч, што паказвае на час нагрэву другой ступені. мала ўплывае на склейванне.
Аптымальныя значэнні для крывой працэсу склейвання: ціск склейвання 15 кН, час нагрэву першай ступені 90 хвілін, тэмпература першай ступені 120 ℃, час нагрэву другой ступені 30 хвілін, тэмпература другой ступені 600 ℃ і час вытрымкі другой ступені 3 гадзіны.
Час публікацыі: 11 чэрвеня 2024 г