2. Эксперименталдык процесс
2.1 Желим пленканы бекемдөө
Түздөн-түз көмүр пленкасын түзүү же графит кагазы менен байланыштыруу байкалганSiC вафличаптама менен капталган бир нече маселелерге алып келди:
1. Вакуумдук шарттарда жабышчаак пленкаSiC вафлиабанын олуттуу бөлүнүп чыгышынан улам масштабдуу көрүнүшкө ээ болуп, беттин көзөнөктүүлүгүнө алып келген. Бул жабышчаак катмарлардын карбонизациядан кийин туура биригишине жол бербейт.
2. Байланыштыруу учурундавафлибир басып графит кагазга жайгаштыруу керек. Эгерде кайра жайгаштыруу пайда болсо, бирдей эмес басым чаптаманын бирдейлигин азайтып, байланыш сапатына терс таасирин тийгизет.
3. Вакуумдук операцияларда жабышчаак катмардан абанын чыгышы пилингди жана жабышчаак пленканын ичинде көптөгөн боштуктардын пайда болушун шарттады, натыйжада бириктирүү кемчиликтери пайда болду. Бул маселелерди чечүү үчүн, жабышчаакты алдын ала кургатуувафлиспин-капталгандан кийин ысык плитаны колдонуу менен бетти бириктирүү сунушталат.
2.2 Карбонизация процесси
боюнча көмүртек пленка түзүү жараяныSiC үрөн пластинкасыжана аны графиттик кагазга туташтыруу үчүн тыгыз байланышты камсыз кылуу үчүн белгилүү бир температурада жабышчаак катмарды карбонизациялоо талап кылынат. Чаптама катмардын толук эмес карбонизациясы кристаллдын өсүү сапатына таасир этүүчү кирлерди бөлүп чыгарып, өсүү учурунда анын ажыроосуна алып келиши мүмкүн. Демек, жабышчаак катмардын толук карбонизациясын камсыз кылуу жогорку тыгыздыктагы байланыш үчүн өтө маанилүү. Бул изилдөө жабышчаак карбонизацияга температуранын таасирин изилдейт. Фоторезисттин бирдиктүү катмары колдонулганвафлибетинде жана вакуум астында түтүк мешке жайгаштырылган (<10 Па). Температура алдын ала белгиленген деңгээлге (400 ℃, 500 ℃ жана 600 ℃) көтөрүлүп, карбонизацияга жетүү үчүн 3-5 саатка чейин сакталды.
Эксперименттер көрсөтүлгөн:
400 ℃ температурада, 3 сааттан кийин, жабышчаак пленка карбонизацияланбай, кочкул кызыл болуп көрүндү; 4 сааттан кийин олуттуу өзгөрүү байкалган эмес.
500 ℃, 3 сааттан кийин, пленка карарып, бирок дагы эле жарык өткөрөт; 4 сааттан кийин олуттуу өзгөрүү жок.
600 ℃ температурада, 3 сааттан кийин, пленка жарык өткөрбөй, кара түскө айланат, бул толугу менен карбонизацияны билдирет.
Ошентип, ылайыктуу байланыш температурасы ≥600 ℃ болушу керек.
2.3 Чаптаманы колдонуу процесси
жабышчаак пленканын бирдейлиги жабышчаак колдонуу процессин баалоо жана бирдиктүү бириктирүүчү катмарды камсыз кылуу үчүн маанилүү көрсөткүч болуп саналат. Бул бөлүмдө ар кандай жабышчаак пленка калыңдыгы үчүн оптималдуу айлануу ылдамдыгы жана каптоо убактысы изилденет. Бирдиктүүлүк
плёнканын калыңдыгынын u минималдуу пленканын калыңдыгы Lmin менен пайдалуу аянттын максималдуу пленка калыңдыгына Lmax катышы катары аныкталат. Пленканын калыңдыгын өлчөө үчүн пластинкадагы беш чекит тандалып алынган жана бирдейлик эсептелген. 4-сүрөттө өлчөө чекиттери көрсөтүлгөн.
SiC пластинасы менен графит компоненттеринин ортосундагы жогорку тыгыздыктагы байланыш үчүн, жабышчаак пленканын калыңдыгы 1-5 мкм. Көмүртек пленкасын даярдоодо да, вафли/графит кагазын бириктирүү процессинде да колдонулуучу пленканын калыңдыгы 2 мкм тандалды. Карбонизациялоочу клей үчүн оптималдуу айлануу каптоо параметрлери 2500 р/мин ылдамдыкта 15 с, ал эми бириктирүүчү клей үчүн 2000 р/мин ылдамдыкта 15 с.
2.4 Байланыш процесси
SiC пластинасын графит/графит кагазына туташтыруу учурунда карбонизация учурунда пайда болгон абаны жана органикалык газдарды бириктирүүчү катмардан толугу менен жок кылуу өтө маанилүү. Толук эмес газды жок кылуу боштуктарды пайда кылат, бул тыгыз эмес байланыш катмарына алып келет. Абаны жана органикалык газдарды механикалык мунай насостун жардамы менен эвакуациялоого болот. Адегенде механикалык насостун үзгүлтүксүз иштеши вакуумдук камеранын чегине жетишин камсыздайт, бул байланыш катмарынан абаны толук чыгарууга мүмкүндүк берет. Температуранын тез көтөрүлүшү жогорку температурадагы карбонизация учурунда газдын өз убагында жоюлушуна тоскоол болот, байланыш катмарында боштуктарды пайда кылат. Жабышкак касиеттери ≤120℃де газдын олуттуу чыгып кетишин көрсөтүп, бул температурадан жогору турукташат.
Сырткы басым жабышчаак пленканын тыгыздыгын күчөтүү үчүн, абанын жана органикалык газдардын сыртка чыгарылышын жеңилдетүү үчүн колдонулат, натыйжада жогорку тыгыздыктагы байланыш катмары пайда болот.
Жыйынтыктап айтканда, 5-сүрөттө көрсөтүлгөн байланыш процессинин ийри сызыгы иштелип чыккан. Өзгөчө басым астында температура газды чыгаруу температурасына (~120℃) көтөрүлөт жана газды чыгаруу аяктаганга чейин кармалат. Андан кийин, температура карбондашуу температурасына чейин көтөрүлөт, керектүү убакытка чейин сакталат, андан кийин бөлмө температурасына чейин табигый муздатуу, басымды бошотуу жана бириктирилген пластинаны алып салуу.
2.2-бөлүмгө ылайык, жабышчаак пленканы 600℃ температурада 3 сааттан ашык карбонизациялоо керек. Демек, байланыш процессинин ийри сызыгында T2 600 ℃ жана t2 3 саатка чейин коюлган. Байланыштыруу процессинин ийри сызыгынын оптималдуу маанилери, ортогоналдык эксперименттер аркылуу байланыштыруу басымынын, биринчи этаптагы жылытуу убактысынын t1 жана экинчи этаптагы жылытуу убактысынын t2 байланыштын натыйжаларына тийгизген таасирин изилдеп, 2-4-таблицаларда көрсөтүлгөн.
Натыйжалар көрсөтүлгөн:
5 кН байланыш басымында ысытуу убактысы байланышка минималдуу таасирин тийгизген.
10 кН боюнча, биринчи баскычтагы ысытуу узактыгы менен бириктирүүчү катмардагы боштуктун аянты азайган.
15 кН боюнча, биринчи этап жылытуу узартуу кыйла боштуктарды кыскарган, акыры аларды жок кылуу.
Экинчи этаптагы жылытуу убактысынын байланышка тийгизген таасири ортогоналдык сыноолордо байкалган эмес. Байланыштыруу басымын 15 кН жана биринчи этаптагы жылытуу убактысын 90 мүнөттө, экинчи этаптагы жылытуу убактысын 30, 60 жана 90 мүнөттө бекиткенде, ээн-эркин тыгыз байланыш катмарлары пайда болду, бул экинчи этаптагы жылытуу убактысын көрсөткөн. байланышка аз таасир этет.
Байланыш процессинин ийри сызыгы үчүн оптималдуу маанилер: бириктирүү басымы 15 кН, биринчи этаптагы жылытуу убактысы 90 мин, биринчи этаптын температурасы 120 ℃, экинчи этаптагы жылытуу убактысы 30 мин, экинчи этаптын температурасы 600 ℃ жана экинчи баскычтагы кармоо убактысы 3 саат.
Посттун убактысы: Jun-11-2024