Испарение материала

Увеличение срока сохранения паяемости деталей, подготовленных к пайке, достигается также путем нанесения специальных консервационных покрытий, большинство из которых не удаляется при выполнении монтажных операций, так как их состав согласуется с составом применяемого флюса. Такие покрытия разделяются на два вида: 1) на основе канифоли (флюсы ФКСп, ФПЭт, ФКЭт); 2) консервационные, представляющие собой пленки щелочных металлов. Большинство консервационных покрытий вытесняет влагу, и их можно наносить на влажные, на успевшие окислиться детали путем погружения в раствор, кистью или пульверизацией. Образовавшаяся после испарения растворителя пленка надежно защищает поверхности металлов от проникновения влаги и окисления в течение 5.. .6 мес. хранения.

Сеткографический метод получения рисунка ПП основан на применении специальных кислотостойких быстросохнущих красок, которые после продавливания через трафарет закрепляются на поверхности заготовки в результате испарения растворителя.

1. Молекулярное растворение. Отличительной чертой этого типа растворения является полная идентичность химической формулы вещества в исходном состоянии и в растворе. После удаления (например, испарения) растворителя растворенное вещество может быть получено в химически неизмененном виде, хотя с ним могут произойти морфологические изменения. Примером такого типа реакций может служить растворение сахара в воде, полистирола в бензоле и др. Частным случаем молекулярного растворения является образование коллоидных растворов, когда вещество в растворе находится не в виде отдельных молекул, а группируется в крупные полимолекулярные образования, так называемые коллоидные частицы (растворы фоторезистов, растворные стекла и др.). Коллоидные растворы являются предметом изучения специального раздела химии — коллоидной химии — и в рамках настоящей книги рассматриваться не будут.

резиста под действием центробежных сил пылинки задерживают вязкую массу фоторезиста, в результате чего наблюдаются проколы, разрывы, утонение слоя фоторезиста. Поэтому процесс напыления фоторезиста производится в закрытой рабочей камере, предотвращающей осаждение пылинок. На столе установки / расположена крышка рабочей камеры 2, на которой смонтированы четыре дозатора 4. Под крышкой камеры размещены вакуумные патроны центрифуг, обойма 7 со сборниками 3. Излишки фоторезиста при центрифугировании попадают в сборник 3. Обойма вместе со сборниками легко извлекается для промывки от накопившегося фоторезиста. Пластины 5 загружают в камеры дэух кассет 6. Последние вставляют с торцовой стороны в крышку рабочей камеры. В установке ПНФ-2 осуществляется автоматическое дозирование фоторезиста, обеспечивающее нанесение пленки равномерной толщины. Подача фоторезиста на пластины производится сжатым воздухом. Изменяя давление сжатого воздуха и время дозирования, можно регулировать в широких пределах количество подаваемого фоторезиста. Конструкция дозатора не допускает испарения растворителя, поэтому концентрация и вязкость раствора фоторезиста постоянны. Детали дозатора, контактирующие с раствором фоторезиста, изготовлены из фторопласта. В дозаторе раствор фоторезиста фильтруется через микропористую прокладку непосредственно перед подачей на подложку.

Пресс-порошки, т. е. отвешенные в нужных соотношениях, измельченные, высушенные и тщательно перемешанные составные части пластмасс, служат исходным материалом для изготовления большинства изделий самой разнообразной формы. Пресс-порошки, содержащие наполнитель, могут изготовляться либо сухим способом, т. е. измельчением и перемешиванием наполнителя и связующего в твердом состоянии, либо мокрым (лаковым) способом, с предварительной пропиткой наполнителя раствором связующего в подходящем растворителе, последующим нагревом для испарения растворителя и измельчением полученного материала. Лаковый способ требует расходования растворителя, но в некоторых случаях обеспечивает лучшую однородность пресс-порошка. При изготовлении пресс-порошков применяют мельницы, мешалки, вальцы, вакуумные сушилки, сита для просеивания готового порошка и другое оборудование.

Причина усадки пленки может быть различной: она может возникать вследствие испарения растворителя из пленки, протекания в ней реакции полимеризации, образования надмолекулярных структур и т. п. В процессе эксплуатации пленки усадка может появить--ся вследствие деструкции полимера, испарения пластификатора, ^поглощения влаги и других факторов.

Для предохранения смазки от растекания по поверхности; (керновых или ножевых опор) производят эпиламирование трущихся поверхностей опор. При эпиламировании на трущиеся поверхности наносят поверхностно-активные вещества (толуол с зтолом, стеариновую кислоту) в летучем растворителе или погружают детали в раствор. После испарения растворителя на деталях остаются очень тонкие слои (~ 0,001 мкм) поверхностно-активного вещества. Слой эпиламы не влияет на трение и концентрирует смазку в одном месте. При применении смазок, содержащих присадки, которые снижают растекание, эпиламирование деталей не производится.

Удаление жировой пленки органическими растворителями ос* новано на способности последних растворять жировые загрязнения благодаря сродству химической структуры их молекул. Минеральные масла растворяются в углеводородах, растительные масла — в спиртах. После промывки и испарения растворителя на поверхности подложки внов^ь образуется пленка загрязнений, ранее растворенных в испаренном слое. Поэтому для финишного обезжиривания особое значение имеет удаление с поверхности подложки остатков моющего состава со следами удаляемой жировой пленки (финишная очистка).

Внутренние напряжения могут быть уменьшены рациональным режимам формирования пленки. По мере испарения растворителя из нанесенной пленки молекулы некоторых полимеров стремятся свернуться клубком. Так ведет себя, например, нитроцеллюлоза, входящая в состав нитроэмали. Если скорость испарения растворителя больше, чем скорость релаксации (сворачивания) молекул, то при последующем- отверждении в пленке сохранятся внутренние механические напряжения. Если эти напряжения окажутся в дальнейшем больше сил когезии, то возможно растрескивание эмали.

Формирование пленки при центрифугировании основано на вязком течении лака под действием центробежных сил. В начальной стадии центробежные силы заставляют пленку лака распределяться по поверхности тонким слоем (0,3—2 мкм). Эта стадия длите* не более 15 с и сама постепенно завершается по мере застудневания лака и испарения- растворителя. На этой стадии может появиться вредный эффект «лучевого разбега» в виде полос от центра к периферии. Лучевой разбег — типичное явление при центрифугировании в нарушенном режиме, когда высокая скорость вращения (и, следовательно, значительные центробежные усилия) сохраняется за пределами текучей стадии. В результате образовавшаяся на поверхности тончайшая пленка разрывается в отдельных местах. Ее частицы скользят по еще текучим нижним слоям, оставляя неровности. Лучевой разбег можно исключить при ударном выходе на скорость 5000 об/мин с выдержкой при этом значении 15 с, плавным пятикратным замедлением за 15 с с последующим выключением двигателя. Приведенные значения уточняют в зависимости от интенсивности испарения применяемого растворителя и вязкости.

Клеи представляют собой вязкие различные органические и неорганические композиции на основе синтетических полимеров. При высыхании клея происходит отверждение клеевой пленки вследствие испарения растворителя. Для кабельной арматуры применяются клеи, обладающие достаточной прочностью, вибростойкостью, герметичностью и хорошей адгезией.

На нагрев и испарение материала катЬда затрачивается энергия (работа выхода), которая приблизительно в 2—3 раза меньше работы первичной ионизации материала. Таким образом, в прикатодной области имеют место два встречных потока: вышедшие из катода электроны и движущиеся им навстречу ионы, образованные столкновением электронов с молекулами .за пределом прикатодной области. А так как электроны намного подвижнее ионов, то последних в прикатодной области оказывается больше, чем электронов, они образуют у катода объемный положительный заряд, который и вызывает прикатодный скачок потенциала. Аналогичная картина имеет место и в прианодной области.

Как показывает опыт, одним из важнейших факторов, влияющих на износ контактов коммутационных аппаратов, является дуга, возникающая при размыкании контактов. Дуговой разряд вызывает оплавление и испарение материала контактов. Степень износа контактов за одну операцию отключения зависит от значения тока дуги, длительности ее горения, скорости перемещения дуги по поверхности контактов, материала контактов и конструктивных особенностей аппарата. При больших отключаемых токах и сравнительно редких операциях общий износ находится в прямой зависимости от числа отключений.

где fe,; -- коэффициент выброса расплавленного металла; WnCH — энергия, затрачиваемая на испарение материала контактов; i—ток дуги; t:l - - время горения дуги; с — удельная теплоемкость; Т„;1 —температура плавления.

где Ри = /и(?/и + UK — Н^эф) — подводимая мощность, Вт; Р„ — мощность, расходуемая на испарение материала катода; Рс — мощность, уносимая электронами эмиссии; Рг — мощность радиационных потерь; РЬ — мощность, отводимая в катод путем теплопроводности.

При автоэлектронной эмиссии вырывание электронов из катода осуществляется полем. Поэтому напряженность поля в прикатодной области, а значит, и плотность положительного пространственного заряда должны быть еще выше. Соответственно и плотность тока должна быть больше, что возможно лишь при больших плотностях газа и пара. Поэтому образование дуги с холодным катодом связано всегда с испарением материала катода. Образование дуги с авюэлектронной или термоэлектронной эмиссией в каждом отдельном случае зависит от того, какой вид эмиссии при разогреве катода начинается раньше. У тугоплавких металлов испарение материала начинается тогда, когда уже установилась развитая термоэлектронная эмиссия. У материалов с низкой температурой испарения она достигает значительных величин раньше, чем появляется термоэлектронная эмиссия, и поэтому начинает действовать механизм автоэлектронной эмиссии. В анодной области образуется сравнительно мало новых заряженных частиц, и большинство попадающих на анод электронов приходит из области столба Дуги.

Таким образом, для осуществления процесса необходимо обеспечить следующие основные условия: достаточно интенсивное испарение материала, направленный молекулярный поток к подложке и 'Конденсацию пара на подложке.

Термическое испарение в вакууме основано на свойстве металлов и некоторых других материалов в условиях высокого вакуума перемещаться прямолинейно и оседать на поверхности, расположенной на пути их движения. Осаждаемый^материал нагревается до тех пор, пока давление его паров не превысит давление остаточных газов. При этом происходит испарение^материала и конденсация его на поверхности подложки с образованием пленки. На качество пленок значительное влияние оказывает^величина остаточного давления в рабочем пространстве, которая характеризуется средней длиной К свободного пробега остаточных газов.

при испарении в вакууме, можно выделить области образования, переноса и конденсации паров испаряемого вещества. В области образования паров происходит испарение материала. Молекулы, обладающие наибольшей кинетической энергией, преодолевают силы молекулярного притяжения и отрываются от поверхности расплава. Скорость испарения зависит от давления паров испаряемого вещества и остаточных газов. Она определяется числом частиц, покидающих в единицу времени поверхность испаряемого вещества. Чтобы траектории молекул испаряемого вещества были прямолинейными, длина свободного пробега молекул остаточного газа должна в 5—10 раз превышать линейные размеры области переноса паров. Для этого необходим вакуум (10"*— Ю-5) Па.

Таким образом, для осуществления процесса необходимо обеспечить следующие основные условия: достаточно интенсивное испарение материала, направленный молекулярный поток к подложке и 'Конденсацию пара на подложке.

зисторов размером менее 1 мм, обеспечивает высокую производительность за счет высокой скорости испа.рения при воздействии луча лазера; установка подгонки имеет более высокую надежность. Кроме того, при применении лазера с модулированной добротностью резонатора, генерирующего излучения длительностью несколько десятков наносекунд, испарение материала происходит лишь на глубину нескольких микрометров, что позволяет производить подгонку емкости конденсатора за счет испарения его верхней обкладки.

вое испарение материала электрода вследствие их пере-

Термическое вакуумное испарение материала в сочетании с последующим электрохимическим наращиванием проводящего слоя, при котором напыляют тонкую пленку металла, толщина которого увеличивается электрохимическим наращиванием, сочетает хорошую адгезию, достигаемую при термическом вакуумном испарении, с высокой электропроводностью толстого проводника, полученного гальванопластикой. Наилучшая разрешающая способность достигается при использовании нанесенного покрытия, когда в просветах негативной