- •А. Н. Мурашкевич, н. В. Богомазова, о. А. Алисиенок
- •Химическая технология квантовой и
- •Твердотельной электроники
- •Предисловие
- •Методические указания к выполнению курсовых проектов (работ)
- •1.1. Тематика курсовых проектов (работ)
- •1.2. Указания к выполнению технологической курсовой работы
- •1.2.1. Общие указания
- •1.2.2. Аналитический обзор литературы
- •1.2.3. Инженерные решения
- •1.2.4. Технологический раздел
- •1.2.4.1. Структура и содержание
- •1.2.4.2. Указания по проведению технологических расчетов
- •Сравнительная характеристика интегральной планарной и керамической технологий
- •Основной состав исходной шихты
- •Сводная таблица материального баланса процесса спекания заготовок позисторов (для одной лодочки с 672 заготовками)
- •Материальный баланс процесса напыления пленки Al (для единичной загрузки камеры напыления)
- •Материальный баланс процесса травления фсс
- •1.2.5. Контроль качества продукции и метрологическое обеспечение технологии
- •1.2.6. Мероприятия по охране окружающей среды
- •1.3. Курсовой проект по оборудованию и основам проектирования производств материалов и изделий электронной техники
- •1.3.1. Обоснование выбора типа аппарата
- •1.3.2. Технологический расчет аппарата
- •1.3.3. Конструирование электропечей сопротивления
- •1.3.4. Расчет электропечей сопротивления
- •Материальный баланс процесса обжига изделий
- •1.3.5. Конструирование нагревательных элементов
- •Сводный тепловой баланс обжига в электропечи сопротивления
- •Основные характеристики материалов, применяемых для изготовления нагревательных элементов [5]
- •Рекомендуемые и максимально допустимые температуры работы нагревателей в зависимости от условий эксплуатации [7]
- •Сплавы, рекомендуемые для работы в специальных атмосферах [7]
- •Максимальное отношение d / d для спиральных нагревателей
- •Максимальная высота зигзага проволочных нагревателей, мм
- •Максимальная высота зигзага ленточного нагревателя, мм
- •Удельное электрическое сопротивление металлов, (Оммм2)/м
- •1.3.6. Расчет нагревательных элементов
- •Коэффициент степени черноты некоторых материалов
- •Значения коэффициента эф для различных систем нагревателей
- •Значения коэффициента эф при нагреве материалов с различной степенью черноты поверхности [1]
- •Относительная мощность стен для нагревателей различного вида
- •Максимальные и оптимальные длины и поверхности ленточного нагревателя, размещаемые на 1 м2 поверхности футеровки
- •Максимальные и оптимальные длины и поверхности проволочного нагревателя, размещаемые на 1 м2 футеровки
- •Характеристики карборундовых нагревателей
- •Допустимая удельная поверхностная мощность на нагревателях
- •Допустимые мощности n, удельные поверхностные мощности и напряжения u различных типоразмеров нагревателей из дм
- •1 .3.7. Расчет вакуумной системы
- •Проводимости и распределение давления по длине низковакуумного участка системы
- •Результирующая таблица вакуумной системы
- •1.4. Графическая часть проекта
- •2 . Выполнение дипломных проектов (работ)
- •2.1. Тематика дипломных проектов (работ)
- •2.2 Структура дипломных проектов (работ)
- •Структура основной части дипломных проектов и работ
- •2.3 Указания по выполнению разделов пояснительной записки
- •2.3.1. Обоснование научной или производственной задачи
- •2.3.2. Технологический раздел
- •Материальный баланс установки химико-механического полирования кремниевых пластин
- •Материальный баланс стадии осаждения диоксида титана
- •2.4. Автоматизация производства
- •2.5. Контроль качества и метрологическое обеспечение производства
- •2.6. Мероприятия по охране окружающей среды
- •2.7 Мероприятия по охране труда и безопасности жизнедеятельности
- •2.8. Экономический раздел
- •Основные технико-экономические показатели модернизации производства постоянных магнитов
- •Спецификация оборудования на технологической схеме производства керамических конденсаторов к10–17
- •Спецификация технологических потоков на технологической схеме производства керамических конденсаторов к10–17
- •Спецификация потоков на аппаратурно-технологической схеме производства жидкокристаллических индикаторов
- •Спецификация оборудования на технологической схеме производства жидкокристаллических индикаторов
- •Спецификация потоков на технологической схеме производства ферритных изделий
- •Спецификация оборудования на технологической схеме производства ферферритных изделий
- •Спецификация потоков на технологической схеме производства транзистора 5888г7
- •Спецификация оборудования на технологической схеме производства транзистора 5888г7
- •Фундаментальные физико-химические константы
- •Термодинамические свойства некоторых веществ
- •Параметры удельного газовыделения конструкционных материалов
- •Коэффициенты, характеризующие процесс газопроницаемости материалов
- •Теплофизические свойства огнеупорных и теплоизоляционных материалов
- •Литература
- •Оглавление
- •Химическая технология квантовой и твердотельной электроники
- •220006. Минск, Свердлова, 13.
Основной состав исходной шихты
Исходное вещество |
ВаTiO3 |
CаTiO3 |
PbTiO3 |
ВСС |
YCl3 |
TiO2 |
SiO2 |
мас. % в шихте |
85,01 |
4,45 |
3,46 |
6,38 |
0,23 |
0,10 |
0,37 |
ных компонентов и принятого содержания вводимых добавок (для рассматриваемого состава эти массовые соотношения, пересчитанные из мольных % по пункту 1, приведены в табл. 2).
4) Расчет вспомогательных компонентов. В данном примере в шихту, кроме основных компонентов (табл. 2), добавляется углекислый аммоний в количестве 7,5 мас.% и перед прессованием 10%-ый водный раствор поливинилового спирта (ПВС) в количестве 7 мас.%.
5) Определение количества исходных компонентов, входящих в состав обоснованной единичной загрузки печи (в данном случае такой расчетной единичной загрузкой принята одна лодочка с 672-мя цилиндрическими заготовками позисторов).
6) Определение и проверка приходных статей материального баланса. Все вышеупомянутые исходные компоненты следует учитывать при составлении приходной части материального баланса процесса спекания. Однако, на этом этапе необходимо внимательно проанализировать физико-химические превращения, происходящие с исходными компонентами на предшествующих технологических операциях. Так, для данного примера следует учесть, что:
ионы Y3+ в заготовках содержатся в составе гидрокарбоната в соответствии с реакцией (1), которая происходит при составлении шихты
YCl3 + 3NH4HCO3 = Y(HCO3)3 + 3NH4Cl; |
(1) |
NH4HCO3 в значительной части разлагается на стадии сушки исходной шихты с выделением NH3, CO2, H2O (в примере учтено остаточное содержание NH4HCO3 в количестве 1 % от исходно введенного количества);
остаточная влажность шихты после подготовки заготовок к спеканию составляет около 3 мас.%.
7) Расчет и проверка расходных статей материального баланса. Расчет производят по уравнениям протекающих реакций образования целевого твердого раствора на основе титанатов (уравнение 2), разложения ряда исходных и промежуточных компонентов (уравнения 3,4).
0,892 BaTiO3 + 0,08 CaTiO3 + 0,028 PbТiO3 + 0,015 Y2O3 + +0,03 TiO2 == Ba0,892 Ca0,08Pb0,028Y0,03TiO3 + 0,5 O2 |
(2) |
2Y(HCO3)3 = Y2O3 + 3 H2O + 6 CO2 |
(3) |
2CH2=CHOH + 5O2 = 4 CO2 + 4 H2O |
(4) |
Уравнение (4) приведено для мономера ПВС.
8) Составление и проверка материального баланса процесса. Все расчетные данные приводятся в сводной таблице (табл. 3), которая обязательно содержит итоговую строку, отражающую соблюдение закона сохранения массы для данной комбинации компонентов и физико-химических процессов в аппарате.
Различие в балансе по приходным и расходным статьям не должно превышать 0,5 %.
Пример 2. Поэтапная схема расчета продолжительности цикла и материального баланса камеры магнетронного напыления металлического покрытия в производстве биполярных транзисторов.
1) Выбор химического состава напыляемой металлической пленки (например, для первого уровня двухуровневой металлизации можно использовать пленку толщиной 0,55 мкм на основе Al, содержащую кроме основного компонента 1 % Si, 0,15 % Ti и 0,1 % Cu).
2) Расчет продолжительности единичного цикла обработки. В данном примере рассмотрен расчет для установки непрерывного действия «Магна 2М». В этом случае единичным циклом является обработка одной кассеты с 25 пластинами, которая загружается во входной шлюз. Время единичного цикла напыления складывается из следующих составляющих:
Таблица 3