Майсел Л. - Справочник - Технология тонких плёнок (1051257), страница 137
Текст из файла (страница 137)
в) Выдавливание, Если порошки окислов смешаны с определенными органическими материалами, то смесь становится достаточно пластичной для проталкивания через форму. Выдавливание, в частности, полезно при изготовлении таких длинных изделий постоянного сечения, как цилиндрические основания резисторов. Выдавливание является экономичным и высокопроизводительным процессом. Однако во вреин сушки и спекания происходит значительная усадка, так что трудно получить форму изделия с заданными допусками. Пластины толщиной до 0,25 см могут быть получены Последовательныы выдавливанием через соответствующие валки до толщины, необходимой для предварительного снеканин.
г) .Листовое литье. Пластины до 15 см шириной и 0,25 см толщиной могут быть изготовлены листовым литьем. Окислы доводят до консистенции жидкой глины добавлением жидких нлн органических связок, пластификаторов и растворителей. Эту массу наносят на несущую пленку из майлара или ацетата целлюлозы, которая движется с постоянной скоростью под металлическим лезвием, расположенным на небольшом расстоянии над пленкой. Такой механизм цохазаи на рис.
3. Прн движении пленки с жид- и игрв- Рис. 3. Схема ярояссса лястооого аотьа дао аоаучсаяя хсрамичссхих аоххомсх. 407 Гл, 6. Подложки для тонких пленен кой массой образуется тонкий слой влажной керамики, толщина которого задается регулированием высоты лезвия над несущей пленкой. Получающийся керамический слой, обычно называемый ссырым слоем», сушится иа воздухе для удаления растворителей. Обычно при испарении растворителей происходит уменьшение толщины сырого слоя на 30 — 50л.
Отверстия, контурные линии и знаки ориентации последовательно штампуются на гибком сыром слое. пластины могут использоваться или индивидуально, или пакетами, т Рис. 4, Фотогрпфии подложки ит Оэт,-иоа окиси плммпиип и «сыром состопиии (сло. кп) и после спскпиип (спрпип). д) Спекание окислов. После того, как подложка отформованз одним из вышеунаэаниых способов, для удаления органических связок, смазпк и пластификаторов, применявшихся при формовке, часто необходим предварительный от>кит при 300 — 600'С. Дальнейшее нагреваиие при более высоких температурах, применяемое для уплотнения агрегатов маленьких чп. сгиц, называется спеканием. Оно вызывает в объеме керамики значительные механические напряжения.
При спеканин твердого тела мелкие частицы соединяются рекристаллизацией, процессом, в котором крупные чвстнпы растут за счет мелких, Чрезмерный рост зерен приводит к нежелательной шероховатости, характерной для многих столько спеченных» керамнк. Не. давно стало возможным воспрерятствовать росту зерен при спекаяии и получить снись алюминия высокой плотности с заметно улуяйеннымн поверхностями, механическими и электрическими свойствами.
При спекании ксрамлка уменьшаетсн на 16 — 25ол в своих линейных размерах и до 50тп з объеме из-за потери связки и срастания частиц. Это изменение размеров иллюстрировано рис. 4. В табл. 2 приведены числовые примеры номнналь. 2. Материалы подложек Таблнца 2 Усадка подложек н допуски для различных процессов формовки керамнкн Уовдкв ори опвквеие. % Пронвсс Формовав Мвтвревл Доовсве Прессованне п о- рошка 94 — 99%-ная А!вОв Стеаткт !б ~Р/в, но не менее чеч ~ !27 чкм н любом нзмереннн 1О 94 — 982в.ная окись бе. риллия Титапвт бария 16 14 Выдавливание !Э вЂ” 14 Тот же, что н длн ме.
тода прессонаннв порош- ка ~О,Б'/в, но не менее чем ~76 мкм в любом измерении 1б — 18 10 — 12 16 — 18 Изостзтнческое прессованне 94-99в/в-ная А!вОв Стеатнт 94 †9-ная окись бе. рнллия То же, что и нля прессования по- рошков Листовое литье 94-99в/в-ная А!вОв /Тлннз н ширина шб,бв/в Стеатнт 94 — 98Тв-нан окись беРнллия Твтанат баряя Толщина 0,1 см ш!бв/в Ро ной усадки, сопровождавшей различные пронесем спекания вместе с допускамн, которые могут быть получены на подложках в процессе произвол. став.
' е) Глазурованпе. еТолько что спеченныев шероховатые поверхности могут быть улучшены покрытнем с одной илн двух сторон подложки тон. кими слоями стекла, называемым глазурью. Последняя состоят нз легко плавящихся силикатных стекол, наносимых намазываннем, погруженнем нли разбрызгиванием. Глазури могут быть применены также в процессе, называемом впередающая лента» [71. Последний заключается в смешнва.
ннн глазури в ваде тонкого порошка с соответствующнмн оргаяическнмн связками и пластификаторамн. Получающуюся жндкость наносят на несу. щую ленту из майлара нлп ацетата целлюлозы. Слой глазурп может быть покрыт органическим веществом, обеспечивающим вдгезню, если требуется Гл. б.
подложим для чбнинх пленок получить липкую поверхность. Глазурь ййтем печатают иа покрмвземую поверхность, несущую ленту отдирают и Бдазурь вжигают вьпиеопнсанным способом. Этот метод дает возможность селектизного нанесения глазури толщиной Гб — 2$0 мкм фактически на любой материал, Коэффициенты термического расширения материала подложки и глазури должны выбираться близкими, чтобы не возникало чрезмерных напряжений [равд. ББ, ! Ц. ж) Горячее врессряание. Порошки уплотняют одновременным приложением высокид температур и давлений. Этот метод применяют, чтобы сформировать материалы, которые обычно спекаются с трудам нлк требуют очень высокой те1чбературы спекания.' В отличие от нормального спекання, уплотнение проибхбдйг без роста зерен, но процесс этот медленный.
Ов трсбует больший времен нагрева или охлаждения как для образца, так и для формы, и соответствующего оборудования. Поэтому горячее прессо. ванне валяется относительно дорогим методом изготовления подложек. 3) Мояокристаллические подложки. Подложки из монокрнсталлическнх материалов типа сапфира (се†д(зОз), кремния и германия получаются разрезанием больших кристаллов (слнтков) на пластины. Большинство кристаллов выращено по методу Чохральского, когда маленький затрзвочный кристалл касается поверхности расплавленного материала под. ложки и медленно вытягивается.
Поснольку затравка несколько холоднее расплаза, последний затвердеваег, образуя монокрнсталл большего размере, В настоящее время таким способом получают кремниевые кристаллы диаметром 5 — 7 см н длиной 30 см, но могут быть получены кристаллы н больших размеров. Другим методом выращивания кристаллов является плазление в пламени, который был первоначально разработан для получения искусственных драгоценных камней (метод Вернейля).
Примером могут служить сапфнровые слитки диаметром 3,6 см и длиной 16 см, полученные пропускзннем тонкого порошка окиси алюминия через кислородно. водородное плз. мя, направленное па отражательную колонну. По мере того, как добавляется порошок и опускаетск стержень, растет сапфировый кристалл. Окись алюминия плавится при 2030 — 2050' С и кипит при температуре все. го на 100'С выше. Поэтому поддержание соответствующих условий роста являетея критичным. Большинство совершенных кристаллов высокой чистоты выращено по методу Чохральского, который более перспективен с точки зрения производительности н стоимости.
Кристаллы, выращенные по методу Вериейля, ограничены в размерах и содержат больше дефектов й единице объеме. В обоих методах кристалл разрезают на пластины с последующей шлифовкой и полировкой получающихся поверхностей. Можно получить кристал. лы со специальной ориентацией, однако это приводит к увеличению стоимости слитка. 4] Металлические подложки. Металлические подложки, главным образом, используют длв магнитных пленок. Для обеспечения однородности свойств ((ленки очедь существенно получить гладкие поверхности механи. ческой или электрической полировкой.
Первая часто оказывается непригод. у ой, поскольку оставляет полирующий состав на поверхности металла, озтому более предрочтительиы электролитические, химические илн вибра. циовныЪ сйособы удаления материала с поверхности. Полированные пластины алЮминия [31, меди и серебра [91 были успешно использованы в качестве подлокгек в устройствах на магнитных пленках. Для мощных, низкочастотных устройств применимы обработки металлических илистая фарфоровыми эмалями. й.
)йвтерицлы цодчшиек зэ. Свойства подложек Теперь, после обсуждения мйтодов изготовления подложек, будут ржзсмотрены химические, физические я мехаиичесййе свойства ип(э%риалов различных категорий. Как ранее утверждалось, свойства стекол в зависимости от нх хиынческого состава изменйотся в (Пяроиих пределах. Тиновые составы применяемых стекол приведены в табл. й я 4. Главным рреимуществом стекол является возможность получения гладкии поверхностей непосредственно при вытягивании, что дает Возможность получить более дешевые подложки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
