Термическое испарение

Основные электрические параметры короткозамыкателей: номинальное напряжение ?/„, амплитуда предельного сквозного тока г'тах, начальное действующее значение периодической составляющей /„, ток термической устойчивости /с

Термическая устойчивость аппаратуры определяется током термической устойчивости при заданном времени действия этого тока t.

где It и t — ток термической устойчивости аппарата и время, при котором дана величина этого тока; /тс и ^>ткл — установившийся ток к. з. и время отключения цепи к. з. выключателем.

Минимальное сечение жил кабеля (мм2) по термической устойчивости определяют по формуле

При выборе стандартного сечения жил кабелей по термической устойчивости следует принимать ближайшее меньшее сечение относительно расчетного Smin- Основанием для этого является работа кабелей с некоторой недогрузкой, в то время как расчетный коэффициент найден в предположении, что кабель перед к. з. имел номинальную нагрузку.

Выбранное сечение проводов и жил кабелей по условию нагрева, экономической плотности тока (для стационарных линий) и по термической устойчивости от действия т. к. з. (кабелей) проверяют на допустимую потерю напряжения.

тепловой, осуществляющий защиту вплоть до преде-лов термической устойчивости при токе к. з. с обратно зависимой от тока нагрузки выдержкой времени (только на токи до 50 а);

Выключатели выпускаются: '!) с нерегулируемыми тепловыми расцепителями 15, 20 или 25 а, осуществляющими защиту вплоть до пределов своей термической устойчивости при токе к. з. с обратно зависимой от тока выдержкой времени; 2) без расцепителей (неавтоматические выключатели) на номинальный ток 25 а. Состояние выключателя (включен, отключен неавтоматически, отключен автоматически) определяется положением его рукоятки. Повторное включение допускается уже через 40

Отметим, что в сети до 1 000 в величина тока при несимметричном к. з. всегда меньше, чем при симметричном коротком замыкании, и так как вероятность возникновения несимметричных замыканий по сравнению с симметричными замыканиями выше, то возникает необходимость определения токов как симметричного, так и несимметричного к. з. В зависимости от постановки задачи требуется определять как большее, так и меньшее значения тока к. з. Большее значение требуется знать при выборе электрических аппаратов и проводников (для проверки термической устойчивости при нагреве током к. з.), меньшее при выборе уставок защиты (катушки автоматов, предохранители). Знание величины токов однофазного к. з. требуется также для расчета и выбора заземляющих устройств.

где С=165 для меди и 90 для алюминия. Как правило, для сетей до 1 000 в проверка проводников по термической устойчивости не требуется.

Ограничение токов к. з. При питании электроустановок промышленных предприятий от мощных энергосистем приходится значительно повышать сечение токоведущих частей и габаритных размеров аппаратов, выбирать их по условиям нормального режима, а также динамической и термической устойчивости. Это увеличивает капитальные затраты и расход цветного металла. Ограничение токов к. з. является одним из способов уменьшения стоимости сооружения и эксплуатации электрических установок.

До настоящего времени основным методом получения тонкопленочных ГИС являлось термическое испарение материалов и их конденсация в вакууме. Достоинствами метода являются: реализация высоких скоростей осаждения материалов в высоком вакууме, простота, отработанность технологических операций и наличие современного высокопроизводительного оборудования. Однако этому методу свойственны такие недостатки, как трудность обеспечения высокой воспроизводимости свойств пленок при осаждении веществ

Для нанесения резистивной пленки могут быть использованы различные способы: термическое испарение резистивного материала в вакууме (из резистивного испарителя или с помощью электронного луча), катодное распыление, анодирование осажденных на подложку металлических пленок и химическое осаждение при химической реакции в газовой фазе. Термическое испарение в вакууме — наиболее простой и производительный

/ — термическое испарение; 2 — катодное распыление.

В настоящее время известно большое число""методов нанесения тонких пленок на подложку. Рассмотрим только^те'из них, которые получили широкое применение в технологии изготовления тонкопленочных гибридных микросхем: термическое испарение веществ в вакууме, распыление ионной бомбардировкой, химическое осаждение из газовой фазы.

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.

Моноокись кремния Алюминий 5,0—6,0 5000-10000 0,01-0,02 2-3,5 2—3 ±(1,5-6) Термическое испарение

В гибридных микросхемах тонкие пленки используются для изготовления резисторов, конденсаторов, контактных площадок и сое^ динительных проводников. Существуют различные методы получения тонких пленок: термическое испарение в вакууме, катодное распыление, химическое осаждение и др. Наиболее широко применяется вакуумное осаждение тонких пленок. Осаждение металлических и резистивных пленок производится в специальных установках в среде инертного газа; в них устанавливается давление порядка Ю~4-МО~6 Па. Испарителями являются проволочки, ленты, «лодочки», подогреваемые проходящим через них током. ;

Термическое испарение в вакууме позволяет получать наиболее чистые пленки. Степень их загрязнения контролируется давлением в камере остаточных газов. Для понижения давления нет принципиальных ограничений. Однако термическим испарением можно получать лишь пленки сравнительно простых по химическому составу веществ. Высокая степень термической диссоциации или большое различие в парциальных давлениях отдельных компонентов сложных соединений создает серьезные трудности для воспроизведения в пленке химического состава таких соединений.

Диэлектрические пленки можно получать термическим испарением в вакууме (из резистивного испарителя или с помощью электронного луча), катодным распылением, анодированием осажденных на подложку металлических пленок, химическим осаждением — реакцией в газовой фазе и полимеризацией адсорбированных на подложке мономеров. Термическое испарение в вакууме — наиболее простой и производительный метод изготовления пленочных конденсаторов, резистивных и коммутационных элементов. Основное преимущество этого метода — унификация технологических операций получения различных элементов, возможность создания микросхемы в едином технологическом цикле.

Наибольшее распространение получили в настоящее время вакуумные методы формирования тонких пленок— термическое испарение исходного материала и катодное распыление.

Термическое испарение основано на нагреве исходного материала или композиции материалов в вакууме до температуры, при которой возрастающая с нагревом кинетическая энергия атомов и молекул вещества становится достаточной для их отрыва от поверхности и распространения в окружающем пространстве. Это происходит при температуре, когда давление собственных паров вещества превышает на несколько порядков давление остаточных газов. При этом атомарный поток распространяется прямолинейно, и при соударении с поверхностью подложки испаряемые атомы и молекулы конденсируются на ней.