Термоактивация

- Сварка. (Ф тв  Ф жид) Тепловая энергия используется для образования связи между соединяемыми деталями (без промежуточных материалов). Малое время операции локализует тепловое пятно, охраняя чувствительные полупроводниковые контакты. Для уменьшения градиента температур требуется общий (но более щадящий) разогрев деталей.

- Пайка. (Ф тв  Ф жид) Энергия электрического тока, инфракрасного излучения используется для растекания припоев, электропроводящих клеев и компаундов с целью заполнения пространства и формирования связи между соединяемыми деталями (детали связываются через дополнительный материал).

- Отверждение клеев, компаундов. (Ф ТВ, Ф жидк  Ф газ). Нагрев до температуры испарения органической связующей многокомпонентного вещества.

- Испарение напыляемых материалов в тонкопленочной технологии происходит при высоких температурах (Т испар). Для релаксации механических напряжений после напыления производят отжиг, что особенно важно для резисторов.

- Осаждение «на след луча» лазера металла из металлоорганических газообразных соединений на подложку. Высокая разрешающая способность.

- Вжигание толстопленочных паст с предварительным нагревом до температуры испарения органической связующей (до 200 ^оС). Высокотемпературные пасты на основе благородных металлов для керамических подложек и низкотемпературные полимерные пасты для органических подложек с целью изготовления и ремонта печатных плат, смарт-карт, мембранных клавиатур.

- Диффузия. Повышение кинетической энергии диффузанта при температуре, большей 0,5 Т_пл.

- Рекристаллизация. При температуре кристалла, большей 0,25 Т_пл, начинается процесс рекристаллизации, т.е. переструктурирования вещества.

При нагревании разрушаются прежде всего связи элементов с большей свободной энергией: на границах между зародышами, в местах дефектов, то есть в самых искаженных местах кристаллической решетки. При остывании эти микрообласти кристаллизуются. Увеличивается общее число зерен. Нагревание, практически, не затрагивает области с регулярной структурой. Возрастает поликристалличность. Это упрочняет материал.

- Термопринтеры.

- При лазерном травлении теплопроводность материала имеет существенное значение. При взаимодействии излучения с веществом происходит испарение вещества. Излучение большой длительности деформирует прилегающий объем, приводит к перегреву и выплескам материала.

Рис. Схема и изображение сечения отверстия, полученного излучением большой длительности (long phase laser beam).

Серия коротких импульсов предотвращает перегрев прилегающего объема. Требуемой диаметр круглого отверстия достигается с помощью расфокусирующих линз. Глубина отверстия определяется числом импульсов. Отверстие произвольного контура формируется остросфокусированным лучом лазера при перемещении координатного стола.

Рис. Схемы формирования отверстий серией коротких импульсов.

Термохромные явления. Изменение цвета может происходить под влиянием тепла. В состав покрытий часто входят жидкокристаллические компоненты, у которых под действием тепла происходит дискретный фазовый переход.

Нагревание под давлением (пленки Pressurex) может быть использовано для реализации непрерывного (квазинепрерывного) изменения цвета. Это используется для качественной оценки плотности соприкосновения двух поверхностей по интенсивности цвета. (Чем выше давление, тем больше выделяется тепла и интенсивнее цвет).

Рис. Схема использования пленки Pressurex для оценки плотности соприкосновения двух поверхностей

Термотренировка. Несовершенства конструкции и нарушения технологии при изготовлении полупроводниковых изделий могут проявляться при испытаниях как при повышенных, так и при пониженных температурах. При повышенных температурах ускоряется диффузия примеси и зарядов на поверхности полупроводника, увеличивается подвижность ионов в оксиде, повышается влаго- и газоотделение частями изделия, ускоряется процесс старения сплавов, лучше выявляются механические напряжения. При пониженных температурах появляется воздействие термических напряжений на спаи и на p-n-переходы электорорадиоэлементов (ЭРЭ). Обычно термотренировка продолжается 168 часов при 125 ^оС и выявляет 2% брака. (Считается, что 1000 часов при 125^оС эквивалентно 10 годам при 55 ^о С.)

Для аппаратуры, работающей при криогенных температурах, проводят циклические испытания в жидком азоте.

Тепловая метрология. Для формирования тепловой картины электронной аппаратуры (ЭА) используется компьютерное моделирование. Перегретые зоны выявляются по красному цвету изображения и требуют теплоотвода с помощью теплопроводящих материалов или принудительной вентиляции. ЭА в целом часто требует защиты от внешней среды (повышенной или пониженной температуры) с помощью термоизоляционных материалов

Источники тепла:

- химические реакции: разложение веществ (сжигание, окисление, радиоактивный распад),

- электрический ток проводимости (Джоулево тепло) проводников и резисторов, ток утечки диэлектриков, диффузионный ток в контактах разных материалов,

- трение,

- электромагнитное излучение: СВЧ, оптическое (в том числе лазерное), радиационное.

• СПФ - Тепловая сигнализация:

• Пожарная сигнализация.

• Противопожарные заслонки.

• Сигнальные устройства для ванн.

• Сетевой предохранитель (защита электрических цепей).

• Устройство автоматического открывания-закрывания окон в теплицах.

• Бойлерные баки тепловой регенерации.

• Пепельница с автоматическим стряхиванием пепла.

• Электронный контактор.

• Система для предотвращения выхлопа газов, содержащих пары топлива (в автомобилях).

• Устройство для удаления тепла из радиатора.

• Устройство для включения противотуманных фар.

• Регулятор температуры в инкубаторе.

• Ёмкость для мытья теплой водой.

• Регулирующие клапаны охлаждающих и нагревательных устройств, тепловых машин