2. Експериментални процес
2.1 Очвршћавање лепљиве фолије
Примећено је да се директно ствара карбонски филм или лепљење са графитним папиромСиЦ плочицепремазана лепком довела је до неколико проблема:
1. У условима вакуума, лепљиви филм је укљученСиЦ плочицеразвио изглед љуспице због значајног ослобађања ваздуха, што је резултирало површинском порозношћу. Ово је спречило да се слојеви лепка правилно повежу након карбонизације.
2. Током лепљења,ваферморају се ставити на графитни папир у једном потезу. Ако дође до поновног позиционирања, неуједначен притисак може смањити униформност лепка, што негативно утиче на квалитет лепљења.
3. У вакуумским операцијама, ослобађање ваздуха из лепљивог слоја је изазвало љуштење и стварање бројних шупљина унутар лепљивог филма, што је резултирало дефектима везивања. Да бисте решили ове проблеме, претходно осушите лепак навафер'сПрепоручује се лепљење површине помоћу грејне плоче након центрифугирања.
2.2 Процес карбонизације
Процес стварања карбонског филма наСиЦ семена плочицаа његово лепљење за графитни папир захтева карбонизацију слоја лепка на одређеној температури да би се обезбедило чврсто везивање. Непотпуна карбонизација слоја лепка може довести до његовог распадања током раста, ослобађања нечистоћа које утичу на квалитет раста кристала. Због тога је обезбеђивање потпуне карбонизације слоја лепка кључно за лепљење високе густине. Ова студија испитује утицај температуре на карбонизацију лепка. Уједначени слој фоторезиста је нанет наваферповршине и стављају у цевну пећ под вакуумом (<10 Па). Температура је подигнута на унапред подешене нивое (400℃, 500℃ и 600℃) и одржавана 3-5 сати да би се постигла карбонизација.
Експерименти су назначени:
На 400 ℃, после 3 сата, лепљиви филм се није карбонизирао и изгледао је тамноцрвен; није примећена значајна промена након 4 сата.
На 500℃, након 3 сата, филм је постао црн, али је и даље пропуштао светлост; нема значајне промене након 4 сата.
На 600 ℃, након 3 сата, филм је постао црн без пропуштања светлости, што указује на потпуну карбонизацију.
Дакле, одговарајућа температура везивања треба да буде ≥600℃.
2.3 Процес наношења лепка
Уједначеност лепљиве фолије је критичан индикатор за процену процеса наношења лепка и обезбеђивање уједначеног слоја везивања. Овај одељак истражује оптималну брзину центрифуге и време наношења премаза за различите дебљине лепљивог филма. Уједначеност
у дебљине филма је дефинисан као однос минималне дебљине филма Лмин према максималној дебљини филма Лмак преко корисне површине. Пет тачака на плочици је одабрано за мерење дебљине филма и израчуната је униформност. Слика 4 илуструје тачке мерења.
За везу високе густине између СиЦ плочице и графитних компоненти, пожељна дебљина лепљивог филма је 1-5 µм. Одабрана је дебљина филма од 2 µм, применљива и за припрему карбонског филма и за процесе везивања вафла/графитног папира. Оптимални параметри центрифугирања за карбонизирајући лепак су 15 с при 2500 о/мин, а за лепак за везивање 15 с при 2000 о/мин.
2.4 Процес везивања
Током везивања СиЦ плочице за графит/графит папир, кључно је да се из везивног слоја потпуно елиминишу ваздух и органски гасови који настају током карбонизације. Непотпуна елиминација гаса резултира празнинама, што доводи до негустог везивног слоја. Ваздух и органски гасови се могу евакуисати помоћу механичке пумпе за уље. У почетку, континуирани рад механичке пумпе осигурава да вакуумска комора достигне свој лимит, омогућавајући потпуно уклањање ваздуха из везног слоја. Брзи пораст температуре може спречити благовремено елиминисање гаса током карбонизације на високим температурама, формирајући празнине у везном слоју. Адхезивна својства указују на значајно ослобађање гасова на ≤120℃, стабилизујући се изнад ове температуре.
Спољни притисак се примењује током лепљења како би се повећала густина лепљивог филма, олакшавајући избацивање ваздуха и органских гасова, што резултира везним слојем високе густине.
Укратко, развијена је крива процеса везивања приказана на слици 5. Под специфичним притиском, температура се подиже на температуру испуштања гаса (~120 ℃) и одржава се док се издвајање гаса не заврши. Затим се температура повећава до температуре карбонизације, одржава се потребно време, након чега следи природно хлађење на собну температуру, ослобађање притиска и уклањање везане плочице.
Према одељку 2.2, лепљиви филм треба да буде карбонизован на 600℃ више од 3 сата. Према томе, у кривој процеса везивања, Т2 је подешен на 600℃, а т2 на 3 сата. Оптималне вредности за криву процеса везивања, одређене ортогоналним експериментима проучавањем утицаја притиска везивања, времена загревања прве фазе т1 и времена загревања друге фазе т2 на исходе везивања, приказане су у табелама 2-4.
Приказани резултати:
При притиску везивања од 5 кН, време загревања је имало минималан утицај на везивање.
При 10 кН, површина празнина у везивном слоју се смањила са дужим загревањем прве фазе.
При 15 кН, продужење грејања у првој фази значајно је смањило шупљине, на крају их елиминишући.
Утицај времена загревања у другој фази на везивање није био очигледан у ортогоналним тестовима. Фиксирање притиска везивања на 15 кН и времена загревања у првој фази на 90 минута, времена загревања у другој фази од 30, 60 и 90 минута су резултирала густим везивним слојевима без шупљина, што указује да је време загревања у другој фази било мали утицај на везивање.
Оптималне вредности за криву процеса везивања су: притисак везивања 15 кН, време загревања у првом степену 90 мин, температура првог степена 120℃, време загревања другог степена 30 мин, температура другог степена 600℃ и време задржавања у другом степену 3 сата.
Време поста: 11.06.2024