Печь для обработки паст в инертной атмосфере

Печь для обработки паст в инертной атмосфере

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в микроэлектронике, в частности в технологии изготовления толстопленочных микросхем и микросборок, и может быть использовано для термообработки паст, окисляющихся на воздухе. Сущность: печь содержит муфельный канал со средствами подачи инертного газа и удаления газообразных продуктов. На входе и выходе печи устанавливаются шлюзовые камеры и сопла для подачи инертного газа с выходом в шлюз. В зоне обжига печи образуется стабильная газовая среда, соответствующая составу инжектируемого инертного газа, за счет чего повысится выход годных изделий. При этом существенно уменьшается суммарный расход инжектируемого инертного газа. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 F 27 В 9/30

ГОСУДАРСТВЕ -ОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4631772/33 (22) 04.01 89 (46) 07.04.93. Бюл. ЬЬ 13 (72) В,М. Тупахин, А.А. Михалев, В.Г, Вопостнов, В,П. Брагин, Е.В. Ковалева, B.À. Капщук и А.А. Лубин (56) Патент ФРГ 3Ф 3004606, кл. Н 01 L49/02, Патент Франции ЬЬ 2582181, кл. Н 05 К 3/12, 1986. (54) ПЕЧЬ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПАСТ В ИНЕРТНОЙ АТМОСФЕРЕ (57) Использование; в микроэлектронике, в частности в технологии изготовления толИзобретение относится к микроэлектронике, в частности х технологии изготовления толстопленочных микросхем и микросборок, и может быть использовано для термообработки паст, окисляющихся на воздухе.

Целью изобретения является повышение выхода годных и уменьшение расхода . инертного газа путем уменьшения диффузионного и конвективного газообмена атмосферы печи с окружающей средой.

Конструкция предлагаемого устройства для термообработки паст в инертной атмосфере приведена на чертеже.

Печь содержит муфельный канал 1 со средствами подачи 2 инертного газа в зону обжига и зону охлаждения, средствами удаления газообразных продуктов, образующихся при термообработке паст. Средства удаления расположены на входе печи и состоят из вытяжной трубы 3, снабженной системой инжекции 4 и регулирующей

„„5Ц„„1807303 А1 стопленочных микросхем и микросборок, и может быть использовано для термообработки паст, окисляющихся на воздухе, Сущность: печь содержит муфельный канал со средствами подачи инертного газа и удаления газообразных продуктов. На входе и выходе печи устанавливаются шлюзовые камеры и сопла для подачи инертного газа с выходом в шлюз. В зоне обжига печи образуется стабильная газовая среда, соответствующая составу инжектируемого инертного газа, за счет чего повысится выход годных изделий. При этом существенно уменьшается суммарный расход инжектируемого инертного газа. 1 ил. заслонкой 5, Средства подачи 2 содержат трубочки с отверстиями под углом 30 — 45 по направлению к средствам удаления, диаметром 3 — 5 мм. Это позволяет о бес п ечить ламинарный, газовый поток в зоне обжига, исключить наличие застойных зон и ускорить удаление продуктов сгорания органических связующих, входящих в состав паст;

Для уменьшения диффузионного и конвективного гаэообмена с окружающей средой в нижней части торцов муфеля устанавливаются шлюзовые камеры 6, которые представляют собой в поперечном сечении прямоугольник. При этом отношение площади поперечного сечения шлюза к площади поперечного сечения муфеля составляет

0,13, а высота шлюза составляет 0,026 его длины, Место соединения шлюзовой камеры с торцом муфеля уплотняется термостойкой резиной 7 и покрывается слоем герметика типа ВГО-1. Аналогично герметиком уплотняется место соединения верхней

1807303 крышки шлюза с его основанием. Средства эжекции инертного газа на входе(и выходе печи представляют собой сопло 8 с выходом в шлюз, которое вводится в муфель печи по направляющим, Инжектируемый на входе и выходе муфеля газ подается в сопло 8, радиус кривизны которого выбйрается экспериментально, исходя из требований отсутствия зон турбулентного движения и направления потока газа в шлюзовую камеру. В зону обжига устанавливают кислородный датчик 9, Шлюзовые камеры и сопло изготавливают например; из легированной жаропрочной листовой стали толщиной

1,5 мм. Регулирование расхода газа осуществляется с помощью ротаметров, Печь для обработки паст в инертной атмосфере работает следующим образом.

Включается конвейер печи и выводится на требуемый температурно-временной режим, Одновременно включается система инжекции 4 и заслонкой 5 устанавливается необходимая скорость зкстракции продуктов сгорания. После чего ротаметрами пода-. ется инертный газ, Контроль содержания кислорода производится с помощью кислородного датчика 9. После достижения максимального значения показания датчика, что соответствует минимальному парциальному давлению кислорода, ротаметрами подается инертный газ в сопла 8 эжекторов, Далее производится регулирование расходов газа на ротаметрах для достижения его минимального суммарного расхода при обеспечении минимального парциального давления кислорода в зоне обжига.

При соотношении между площадями поперечного сечения шлюзовой камеры и муфеля печи более 0,15, что достигается увеличением высоты шлюза, увеличивается конвективный газообмен между окружающей средой и зоной обжига и соответственно увеличивается парциальное давление кислорода, ухудшающее электрофизические свойства проводников.

Уменьшение отношения площадей поперечного сечения шлюзовой камеры и муфеля менее 0,12, т.е, уменьшение высоты, шлюза, хотя и уменьшает конвективный газообмен, но одновременно приводит к сни-. жению скорости удаления продуктов сгорания, образующихся при обжиге пасты из нижней части муфеля, и соответственно к ухудшению электрофизических параметров возженных паст.

Как показали проведенные эксперименты, оптимальным является соотношение площадей поперечного сечения шлюза и муфеля печи, равное 0,13, При этом соотношение минимального значения парциального давления кислорода обеспечивается одновременно минимальным расходом инертного газа, инжектируемого в зону обжига, и составляет для данной конструкции

0,9-1,0 м /ч. Высота шлюза соответственно

3 равна 14 мм.

Соотношение высоты и длины шлюзовой камеры оказывает существенное влияние на интенсивность диффузионного

10 газообмена между газовой средой в зоне обжига и окружающей средой и на расход инжектируемога газа. При увеличении длины шлюза и соответственно уменьшении отношения его высоты к длине менее 0,020 для

15 обеспечения оптимальной скорости удаления продуктов сгорания и получения требуемых электрофизических параметров возможных проводников необходимо увеличить расход инертного газа, подаваемого

20 в сопло 8. Увеличение отношения высоты к длине более О,04, т.е. уменьшение длины шлюза, приводит к повышению интенсивности диффузионного гаэообмена и увеличению парциального давления кислорода в

25 зоне обжига. Проведенные эксперименты показали, что наиболее оптимальным является отношение высоты к длине шлюза, равное

0,026. При этом обеспечивается минимальный суммарный расход инертного газа, ин30 жектируемого в зону обжига и сопло 9, при минимально достижимом парциальном давлении кислорода в зоне обжига. Электрофизические.параметры паст при этом соответствуют оптимальным значениям.

35 Таким образом экспериментально установлены следующие оптимальные параметры заявляемого устройства для муфеля с поперечным сечением 105х325 мм . высота шлюза h 14 мм;

40 ширина шлюза b 325 мм; отношение площади поперечного сечения шлюза к площади поперечного сечения муфеля — =0,13:

Зш длина шлюза 1 520 мм; отношение высоты шлюза к его длине

h/H),026; радиус кривизны сопла (применительно к данной конструкции) 100 мм.

Суммарный расход инертного газа, инжектируемого в печь при использовании предлагаемого устройства, составляет 1,21,5 м /ч.

Использование заявляемого устройства по сравнению с прототипом обладает следующими технико-экономическими преимуществами: позволяет получить в зоне обжига печи стабильную газовую среду с низким парци1807303

A3I ГлЯ ррар оД

Составитель Л. Мацук

Техред М.Моргентал .

Корректор Н. Король

Редактор С. Кулакова

Заказ 1372 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по.изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 альным давлением кислорода, соответствующего по составу исходному газу, и тем самым повысить выход годных толстопленочных плат на 5 — 7 ; позволяет уменьшить суммарный расход инертного газа, инжектируемого в зону обжига и сопла эжекторов, в 4 — 5 раз, Формула изобретения

1. Печь для обработки паст в инертной атмосфере, содержащая муфельный канал со средствами подачи инертного газа и удаления гаэообменных продуктов, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения выхода годных, она снабжейа размещенными на входе и.выходе из печи шлюзовыми камерами в виде прямоугольного короба е нижней части торцов муфеля и соплами для

5 подачи инертного газа с выходам в шлюзовые камеры.

2. Печь поп.1, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения расхода инертного газа, площадь поперечного сечения шлюзо10 вой камеры составляет 0,12-0,15 площади . поперечного сечения муфеля печи, а отношение высоты камеры к ее длине равно . 0,02 — 0,04.