Файл: Моряков, О. С. Вакуумно-термические и термические процессы в полупроводниковом производстве учеб. пособие.pdf

Температуру отжига выбирают несколько выше точки начала рекристаллизации, которая для чистых металлов составляет около 40% от температуры плавления; сплавы имеют более высокую тем­ пературу рекристаллизации. Время отжига зависит от геометриче­ ских размеров деталей и обычно подбирается экспериментально.

Детали можно отжигать в вакууме или в водороде. Отжиг в ва­ кууме дает лучшие результаты, однако преимущественно использу­ ют водородный отжиг, как более удобный, экономичный и произво­ дительный.

При изготовлении полупроводниковых приборов детали из нике­ ля, ковара, бескислородной меди, низкоуглеродистой стали, сплава 47НД отжигают минимум два раза: заготовки перед механической обработкой и готовые детали. Цель первого отжига — снятие внутренних напряжений в металле, а второго — обезгаживание и отпуск (после обработки давлением). При холодной штамповке прибегают также к межоперационным отжигам для повышения пла­ стичности. В табл. 12 приведены режимы водородного отжига ме­ таллов и сплавов. Крупные детали отжигают обычно в камерных (колпаковых) водородных, а мелкие — в трубчатых печах. Предва­ рительно детали должны быть обязательно обезжирены.

Отожженные детали должны храниться в эксикаторах, заварен­ ных полиэтиленовых пакетах или специальных шкафах, заполнен­ ных чистым сухим азотом. Работать с ними разрешается только в резиновых перчатках или напальчниках.

Для повышения смачиваемости припоем коваровые детали обычно меднят в цианистом электролите (толщина покрытия долж­ на быть равна 3—6 мкм); металлизированную керамику никели­ руют, а иногда также меднят. Так как перед пайкой керамические детали проходят термическую обработку (вжигание металлиза­ ции), они, как правило, не требуют дополнительной очистки. Одна­ ко, если к ним прикасались, то непосредственно перед пайкой такие детали следует обезжирить.

123

§ 43.| Термическое оборудование для отжига деталей

Рассмотрим конструкцию колпаковой и трубчатой печей, пред­ назначенных для отжига металлических деталей.

К о л п а к о в а я печь ЦЭП-240А, служащая как для отжига, так и для пайки металлических и керамических деталей, имеет две части: собственно печь (рис. 71) и пульт управления. Печь состоит из корпуса 3, колпаков 1, систем электрооборудования, охлаждения и подачи газов.

Рис. 71. Колпаковая печь ЦЭП-240А:

1 — колпаки, 2 —грузы, 3 —корпус, 4 — силовой трансформатор, 5 — захваты, 6 — переключатель

На сварном металлическом корпусе — основании печи распола­ гаются два колпака, уплотненные резиновой прокладкой и захвата­ ми. Поднимаются и опускаются колпаки вручную; для облегчения подъема они сбалансированы грузами 2. Каждый колпак (рис. 72) имеет водяную рубашку 5, через которую пропускают водопровод­ ную воду. В верхней части колпака имеется люк смотрового окна. Наблюдают за проводимым процессом с помощью зеркала 3, ук­ репленного над люком. Внутри колпака установлен экран 6, кото­ рый имеет отверстие напротив смотрового окна. Снизу (через осно-

124

ванне) в колпак пропущены четыре изолированных токоввода и термопара 9.

Двухсекционный нагреватель 1 состоит из набора 36-ти дугооб­ разных молибденовых элементов, соединенных для придания жест­ кости вверху молибденовой проволокой через керамические изоля­ торы, разделяющие одну секцию от другой. Рабочим пространством 8 колпака является внутренняя часть нагревателя. Колпак крепится

отжиг или пайку, вновь печь продувают азотом, прекращая подачу водорода. Факел у затвора при этом гаснет. Трубопроводы для по­ дачи воды и газа проходят через стойку колпака.

Печь действует периодически: процесс проводят попеременно, то в одном, то в другом колпаке.

Система электрооборудования состоит из силового трансформа­ тора мощностью 20 кВА, автотрансформатора, электродвигателя, привода автотрансформатора, переключателя, контрольных прибо­ ров (амперметров, вольтметров и милливольтметра), аппаратуры сигнализации и управления. Силовой трансформатор (см. рис. 71) предназначен для питания нагревателей. Подключают питание к тому или другому колпаку переключателем. Автотрансформатор служит для регулирования напряжения на первичной обмотке сило­

125

вого трансформатора. Температуру в рабочих камерах измеряют термопарами и милливольтметром, переключаемым на одну из них.

Пульт управления представляет собой металлический шкаф, на передней панели которого расположены контрольные приборы и сиг­ нальные лампы, а внутри — автотрансформатор и элементы элект­ рической схемы.

Техническая характеристика колпаковой печи ЦЭП-240А приве­ дена ниже.

чена для отжига металлических деталей, а также тонкой проволоки на металлической катушке или ленты, свернутой в рулон. Достоин­ ством данной печи является непрерывность рабочего цикла, поэто-

3 4 5 6 7 8

Рис. 73. Трубчатая водородная печь:

/ и Р — входной и выходной люки, 2 —запальник, 3 —

125