Учебное пособие 800568

Продолжение таблицы

Зарядка и разрядка модуля суперконденсатора производится стабилизированным постоянным током (I). В этом случае напряжение на конденсаторе растет линейно. Значения тока задаются пользователем, при этом регистрируются значе-

170

ния напряжения (U), тока заряда/разряда и время.

Вычисление значений С и ESR модуля СК обеспечивает специализированное программное обеспечение, входящее в систему. Формулы для расчета приведены на рисунке.

Процесс измерения суперконденcатора

Литература

1.Домpачев В.Г. О надежности источников вторичного электропитания аппаратуры специального назначения / В.Г. Домpачев, В.М. Исаев // Лесной вестник. – 2007. – № 4. – С.

167 – 171.

2.Файeл А. Механизмы отказов MOSFeT в мостовых импульсных источниках питания с переключениями при нулевом напряжении (ZVS) / А. Файел, Т. Bу // Компоненты и технологии. – № 9. – 2014. – С. 95 – 99.

3.Лихтциндeр Б.Я. Внутрисхемное диагностирование узлов / Б.Я. Лихтциндeр. – Киев: «ТЭХНИКА», 198. – 168 c.

Воронежский государственный технический университет

171

УДК 533.9.01

Ю.В. Рукина, Т.Г. Меньшикова, В.В. Побединский

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ НА КАЧЕСТВО СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ

ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ

Работа посвящена исследованию влияния плазменной обработки корпусов из металлокерамики в различных средах и варьируемых технологических режимах. Обработка металлокерамических корпусов проводилась на системе плазменной обработки Nordson March AP-1000, в реакционно-разрядной камере с диодной системой возбуждения разряда. Плазмообразующими газами являлись аргон (Ar) и смесь газов аргонводород (Ar + H2).

Плазма является наиболее перспективным агрегатным состоянием вещества для широкого применения в различных областях науки и техники. Плазма — состояние вещества, характеризующееся равенством концентрации положительных и отрицательных зарядов [1].

Целью работы является исследование влияния плазменной обработки металлокерамических корпусов в различных средах и варьируемых технологических режимах.

Обработка металлокерамических корпусов проводилась в системе Nordson March AP-1000, в реакционно-разрядной камере (РРК) с диодной системой возбуждения разряда. В качестве источника питания использовался ВЧ-генератор с рабочей частотой 13,56 МГц. Мощность ВЧ-генератора варьировалась от 200 до 600 Вт. В качестве плазмообразующих газов использовали аргон (Ar) и смесь газов аргон-водород (Ar + H2).

В соответствии с технологической картой на систему плазменной обработки Nordson March AP-1000 для обработки корпусов перед нанесением клея и монтажом кристаллов использовалась плазменная обработка в аргоне. После включения процесса откачки в РРК, создавалось предварительное разрежение равное 10,3 Па, по-

172

сле достижения необходимого уровня вакуума в камеру подавался газ, и создавалось рабочее давление величиной 30,4 Па.

После чего включается ВЧ-генератор и зажигается разряд. Процесс проводили при варьируемых мощностях на питающим электроде от 200 до 600 Вт с шагом 100 Вт, поток газа подбирался экспериментально под рекомендованное рабочее давление. Время обработки составляло 240 с.

Затем металлокерамические корпуса были исследованы с помощью энергодисперсионного анализа на растровом электронном микроскопе Jeol JSM-6380LV. Работа указанного прибора основана на возбуждении характеристического рентгеновского излучения атомов элементов, анализируемого образца и регистрации вторичного флюоресцентного излучения полупроводниковым детектором. Анализ проводился в области монтажного окна, куда происходит наклеивание кристалла, а также одна из контактных площадок корпуса (траверса). Далее, с помощью установки контроля качества сварки внутренних соединений Dage 4000 провели исследование прочности сформированных соединений после плазменной обработки корпусов [2].

Исследование адгезионных характеристик поверхности применялся АСМ-микроскоп, в основе его работы лежит силовое взаимодействие между атомами зонда и атомами исследуемой поверхности. Сила, возникающая при взаимодействии зонда с поверхностью, приводит к изгибу кантилевера. Регистрация величины изгиба кантилевера позволяет определить силу взаимодействия зонд – поверхность [3].

Применение методики АСМ микроскопии позволяет получать данные о рельефе поверхности и электрофизических свойствах исследуемых образцов. Система регистрации фиксирует величину ΔZ отклонения от координаты z при притяжении зондового датчика к образцу. Аналогичным образом формируется массив данных ΔZ отклонения от координаты z при отталкивании зондового датчика и образца [3]. Характерный вид зависимости ΔZ = f (z) изображен на рисунке 1. Прямой и обратный ход показаны разным цветом.

173

На рисунке 2 показаны кривые подвода-отвода кантилевера при исследовании образца, имеющего на поверхности жидкую фазу. Зонд смачивается жидкостью, содержащейся на исследуемой поверхности. На границе раздела зонд - жидкостью формируется мениск. На зонд помимо сил Ван-дер-Ваальса действует сила поверхностного натяжения. Это приводит к тому, что при отводе зондового датчика точка отрыва кантилевера от поверхности такого рода образца смещается в область больших Z [3].

Таким образом, зависимость ΔZ = f (z) позволяет получать информацию о рельефе и свойствах поверхности исследуемого образца, изучать локальную жесткость в различных точках образца, получить распределение сил адгезии на поверхности образцов.

Литература

1.Ключарев А.Н. Введение в физику низкотемпературной плазмы. / Ключарев А.Н, Мишаков В.Г, Тимофеев Н.А – М.: Наука,

1999 – 213 с.

2.Франк-Каменецкий Д.А. Плазма - четвертое состояние вещества. / Франк-Каменецкий Д.А. - М.: Атомиздат, 1975 – 163 с.

3.Миронов, В.Л. Основы сканирующей зондовой микроскопии / В.Л. Миронов – М.: Техносфера, 2004. – 143 с.

Воронежский государственный технический университет

175

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Статьи, представленные в сборнике, охватывают широкий круг актуальных вопросов твердотельной электроники, микроэлектроники и наноэлектроники, посвящены проблемам исследования новых перспективных материалов, проблемам конструирования и проектирования, моделирования технологических процессов, разработке новых технологических процессов, улучшению надежности изделий электронной техники, исследованию влияния внешних воздействий на параметры полупроводниковых приборов и интегральных схем, а также разработке новых приборов и устройств в микроэлектронике.

Сборник содержит результаты исследований, выполненных научными коллективами при участии аспирантов, магистрантов и студентов, а также научных и инженерно-технических работников вузов и научноисследовательских учреждений. Во многих случаях это экспериментальные данные, полученные при выполнении докторских и кандидатских диссертаций, выпускных квалификационных работ. Большинство работ имеет несомненную практическую ценность, а некоторые результаты уже внедрены в производство или в учебный процесс.

Сборник предназначен для специалистов, работающих в области твердотельной электроники и микроэлектроники, для преподавателей вузов, ведущих родственные дисциплины; может быть полезен аспирантам направления подготовки 11.06.01 «Электроника, радиотехника и системы связи», направленности 05.27.01 «Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах», а также студентам направления подготовки 11.03.04 «Электроника и наноэлектроника».

176

Администрация и коллектив ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет» выражает глубокое соболезнование родным и близким в связи с безвременной кончиной доктора технических наук, профессора, заведующего кафедрой полупроводниковой электроники и наноэлектроники, заслуженного деятеля науки РФ

13 октября 1939 – 29 октября 2020

Станислав Иванович Рембеза — российский учѐный в области физики полупроводников, доктор физико-математических наук (1980), профессор (1983), заслуженный деятель науки РФ.

Родился 13.10.1939 в Воронеже. Окончил физический факультет Воронежского государственного университета (1961). В 1961—1964 годах работал инженером-технологом центрального конструкторского бюро (ЦКБ) Воронежского завода полупроводниковых приборов. С 1968 года в Воронежском политехническом институте (Воронежский государственный технический университет): ассистент, старший преподаватель, доцент, профессор кафедры общей физики и физики твердого тела, с 1984 года заведующий кафедрой полупроводниковой электроники (полупроводниковой электроники и наноэлектроники). Доктор физико-математических наук (1980), профессор (1983). Заслуженный деятель науки РФ (1999). Автор свыше 300 научных работ, в том числе монографий и учебных пособий.

177

МЭМС-акселерометра………........................................................ 23

178