Термодиффузионная печь: Печи для термодиффузионного цинкования ТДЦ в Москве от 1924000 руб. с НДС ООО НЗОМ

Разнообразие порошковых смесей для термодиффузионного цинкования

Главная / Статьи / Разнообразие порошковых смесей для термодиффузионного цинкования

Дата публикации: 20.02.2020

Для создания насыщающей среды, из которой формируется цинковый слой на метизах при цинковании, используют специальные составы — цинковую пыль или порошок. Для разных конструкций печи ТДЦ выбирают специальные смеси на основе цинка.

Для стационарных печей подходит 100%-ный порошок цинка или цинковая смесь с добавлением незначительного количества примесей. Для установок с вращающейся ретортой необходимы композиционные цинковые составы.

На производстве используется два основных вида порошковых смесей на основе цинка, которые улучшают технические характеристики защитного слоя для стальных и чугунных метизов:

I. Композиционная смесь с добавлением активаторов — хлористого цинка, хлористого или йодистого аммония

Добавки вводятся в соотношении 1-2% от общей массы всего состава путем тщательного перемешивания сырья с его дальнейшей просушкой при температуре 400°C.

Термодиффузионное цинкование таким составом производится при температуре 360°C. В результате на метизах получают:

1. Тонкое и ровное покрытие
2. Однородный серебристый цвет
3. Отличные показатели пластичности цинкового слоя

Увеличение температуры при термодиффузии до 420°C ведет к образованию тонкого светлого слоя цинка с низкими показателями пластичности, обработка при температурах выше 420°C грозит образованием шероховатого налета цинка большой толщины и появлением наплывов.

II. Композиционная смесь с инертными добавками — речным песком, оксидом алюминия, шамотом

Для получения прочного цинкового покрытия большой толщины в порошок цинка вводят инертные добавки. Их содержание может доходить до 90% от общей массы всей смеси. Такие добавки позволяют проводить термодиффузионную обработку при температуре свыше 420°C без риска образования наплывов и спекшихся участков.

Важность показателя зернистости цинковой смеси

Для получения однородного тонкого покрытия цинка играет роль структура компонентов композиционного состава. Важно, чтобы все составляющие были примерного одного размера в пределах 0,15-0,2 мм.

Увеличение зернистости или использование неоднородного состава ведет к повышению толщины слоя цинка, появлению шероховатостей, снижению пластичности.

Повторное применение смесей для термодиффузионного цинкования

Экономическая выгода термодиффузии заключается еще и в возможности использования цинковых смесей повторно. Но при этом нужно учитывать, что процентное содержание цинка в порошке после использования снижается за счет расхода на формирование защитного слоя на метизе и окисления самого вещества. Для решения проблемы при каждом последующем применении порошок обогащают цинком в размере 5-10% от общей массы смеси.

Важно помнить, что в композиционных составах с активаторами окисление цинка проходит значительно быстрее, чем в смесях с инертными добавками. Поэтому композиции с инертными веществами гарантируют более длительное использование одного и того же насыщающего состава.

ЧИТАТЬ ДАЛЬШЕ

Термодиффузия или горячее цинкование: отличия, плюсы и минусы

Металлические конструкции со временем подвергаются коррозии, в результате чего образуется ржавчина, ухудшающая прочностные качества металла. От этого явления необходима эффективная защита.

Наиболее известным способом является покрытие металлических изделий цинковым слоем. Относительно новым медом служит термодиффузионная обработка. Следует рассмотреть вопрос – что лучше цинкование или термодиффузия.

Метод термодиффузии

Различные методы цинкования металлов отличаются между собой приобретаемыми свойствами:

1. Толщиной защитного покрытия.
2. Равномерностью оцинковки.
3. Прочностью покрытия.
4. Внешним видом.
5. Стойкостью к механическим повреждениям.

При горячем цинковании металлические детали погружают в расплавленный цинк. Термодиффузионное цинкование основано на технологии низкотемпературной обработки. Суть метода заключается в диффузии цинка в поверхностный слой деталей, протекающей при высокой температуре.

Наиболее часто Тдц покрытие используется для:

• арматуры в нефтяной и газовой промышленности;
• ограждающих дорожных и мостовых конструкциях;
• строительной арматуры;
• фурнитуры для мебели;
• элементов транспортных средств;
• частей линий электропередач.

Изделия помещают в контейнер с порошком цинка и в течение определенного времени нагревают. Более высокая температура обеспечивает лучшую равномерность покрытия.

Контейнер с деталями постоянно вращается, что обеспечивает равномерность и однородность покрытия на всей поверхности детали.

Технология нанесения покрытия:

1. Предварительная подготовка деталей, очистка их от жиров, окалины и ржавчины.
2. Помещение деталей в контейнер.
3. Добавление в контейнер цинкосодержащего порошка.
4. Герметизация контейнера.
5. Установка контейнера в печь.
6. Поддержание требуемой температуры.
7. Вынимание обработанных деталей, удаление с их поверхности оставшихся частиц порошка.
8. Мытье деталей.
9. Пассивация изделий.

Время процесса зависит от площади деталей и заданной толщины слоя цинка. Помимо цинка в порошок могут входить активаторы в виде фторидов магния, кальция, калия. Это помогает формированию слоя необходимой толщины.

С помощью пассивационных растворов на поверхности деталей образуются оксидные пленки, усиливающие устойчивость металла к возникновению коррозии.

Оценить качество проведенной работы методом термодиффузии можно следующим образом:

• поверхность не должна иметь наплывов;
• не должно быть пробелов;
• покрытие не должно вздуваться или отслаиваться;
• на поверхности должны отсутствовать трещины, вкрапления, наросты.

Внешний вид обработанных изделий оценивается визуально.

Достоинства методов

Горячее цинкование	Термодиффузия
Небольшая стоимость	Равномерность покрытия
Высокая производительность	Высокая адгезия
Возможность обработки крупногабаритных конструкций	Выполнение покрытий любой толщины
Большой диапазон толщины защитного слоя	Отсутствие в углублениях и местах соединений наплывов цинка
Высокая прочность	Экологичность процесса
Стойкость к механическим повреждениям	Возможность регулировки толщины покрытия
Устойчивость покрытия	Экономичность
Долговечность покрытия	Легкая утилизация отходов
Оптимальное сочетание стоимости с получением высокой степени защиты	Химическая безопасность
Возможность дальнейшей эксплуатации при неблагоприятных условиях	Отсутствие необходимости подготовки деталей при помощи травления кислотой, что может привести к хрупкости
Способность к самовосстановлению	Простота оборудования и его обслуживания
Коррозионная устойчивость	Отсутствие повреждений покрытия при транспортировке
Надежность	Возможность обработки сложных по форме деталей любой конфигурации
Экологичность	Щадящий температурный режим, не приводящий к разрушению металла
Устранение таких дефектов, как поры, микротрещины	Возможность обработки деталей из стали, чугуна, меди, сплавов
Высокая производительность процесса	Возможность дальнейшего окрашивания деталей для придания привлекательного внешнего вида

Недостатки методов

Горячее цинкование	Термодиффузия
Невозможность нанесения защитного покрытия слоем менее 45 мкм	Неэстетичный внешний вид обработанных деталей, имеющих серый матовый оттенок
Неравномерность получаемого покрытия	Трудности при обработке крупногабаритных деталей. Имеются ограничения в зависимости от размера печей
	Невозможность использования в декоративном значении
	Длительность процесса
	Высокая цена по сравнению с другими методами
	Сложность организации техпроцесса на производстве

Заключение

Горячее цинкование подходит для антикоррозийной защиты крупных и среднего размера металлоконструкций, не имеющих высокоточных поверхностей в виде отверстий, резьбы, фасок.

Применение термодиффузионного цинкования ограничено размерами деталей, которые должны поместиться в рабочую камеру. Такой способ отлично подходит для мелких и среднего размера деталей, в частности крепежа, труб, фитингов. Преимуществом этого метода является равномерность покрытия.

Качество защитного слоя и внешний вид находятся на одном уровне. Более высокая стоимость у термодиффузионного способа.

Термические процессы в полупроводниковой технике

Термические процессы в полупроводниковой технике

Термические процессы в полупроводниковой технологии, трубчатых печах и системах RTP JTEKT Thermo Systems представлена ​​в Европе Crystec Technology Trading GmbH.

Термические процессы в полупроводниковой технологии

В полупроводниковой технике многие термические процессы используются при атмосферном давлении и при низком давлении.
Атмосферные процессы используются для диффузии легирующих добавок, отжига и окисления полупроводниковых материалов, в основном кремния.
В процессах низкого давления используется вакуумный насос для вакуумирования камеры печи, но при этом поддерживается непрерывный поток технологического газа.
Они в основном используются для нанесения диэлектрических слоев, таких как оксид кремния, нитрид кремния, или для нанесения поликремниевых пленок.
В прошлом для этих процессов использовались горизонтальные трубчатые печи, но в настоящее время почти только
вертикальные трубчатые печи используются в полупроводниковой промышленности. Кратковременный нагрев можно сделать в лампе
нагревательные печи, так называемые ( r apid t термические a nneal) системы RTP.
Печи JTEKT Thermo Systems (ранее Koyo Thermo Systems) доступны для всех этих процессов. JTEKT Thermo Systems имеет прикладную лабораторию в Тенри, Нара, Япония, и прикладной центр в Упсале, Европа.
с Уппсальским университетом.

Горизонтальная печь	Вертикальная печь	Система RTP

Обзор и список термических полупроводниковых процессов, доступных на JTEKT Thermo
Системы полупроводниковых трубчатых печей:

Атмосферные процессы			LPCVD-процессы
Распространение Допинг Сухое окисление	Мокрое окисление Формовочный газовый отжиг Водородный отжиг	Полиимидный запекаемый Отжиг меди Лекарство с низким содержанием k	поликремний Нитрид кремния ТЭОС	БПСГ SOG-Отжиг Водородный отжиг

Crystec Technology Trading GmbH, Германия, www. crystec.com, +49 8671 882173, факс 882177

Атмосферные процессы

Диффузия и легирование

Легирование может быть достигнуто путем легирования твердыми источниками (легирующие пластины), жидкими
исходное легирование, например, TMB (триметоксиборан, триметилборат, (CH ₃ O) ₃ B) или TMP
(триметоксифосфин, триметилфосфит, (CH ₃ O) ₃ P) или оксихлорид фосфора POCl ₃
и газообразным легированием, таким как Boran BH ₃ , Phosphane PH ₃ .
TMB и TMP получили широкое признание. Преимущества — легкость
обращения с жидким источником, меньшая опасность для здоровья и повышенная чистота
уровни. Этапы отжига позволяют активировать и распространять легирующие примеси в
кремний. Используя нагревательные элементы LGO, JTEKT Thermo Systems может добиться превосходного
однородность температуры в своих печах и получить отличные результаты процесса для
допинговые процессы.

Сухое и мокрое окисление

Компания JTEKT Thermo Systems предлагает хорошо разработанные версии печей для сухого и
мокрое окисление. Тонкие затворные оксиды могут быть получены с очень высокой однородностью.
по пластине и от пластины к пластине. Используются более толстые полевые оксиды или оксиды
для маскировки можно быстрее выращивать мокрым окислением. Внешний фонарь с
очень высокая безопасность процесса гарантирует, что вы можете запустить эту печь без
риск. HCl можно использовать для предотвращения металлического загрязнения и помогает
избежать дефектов в оксидном слое. Специальный воздухонепроницаемый кварц для кварца
уплотнение (см. рисунок) предотвращает утечку коррозионно-активных материалов (таких как HCl) и
защищает поглотитель от коррозии. Высокая производительность этих печей
может проявляться особенно на очень тонких оксидах. Мы можем отправить вам измерения
результаты по запросу для сухого и мокрого окисления с HCl и без него.

Конечно, мы также можем поставить TCA (1,1,1-трихлорэтан) или
барботер транс-LC в качестве источника жидкости, заменяющего баллонный газ HCl. ТСА и
транс-LC гораздо менее агрессивны по сравнению с HCl.

Печи JTEKT Thermo Systems с нагревательными элементами LGO демонстрируют самые большие преимущества при низких температурах.
температурные приложения. Тем временем JTEKT также разработала высокотемпературные версии вертикальной печи для
температура до 1350°C, с использованием специальных нагревательных элементов, трубок SiC и лодочек (см. рисунок).

Формовочный газ и водородный отжиг

Водород может покрывать оборванные связи и залечивать дефекты. Эти
процессы осуществляются при температурах около 400°C. это довольно низкий
температура для полупроводниковой трубчатой ​​печи и стандартных нагревательных элементов (HGC, толстый змеевик),
используемые в этих печах различны для управления. JTEKT Thermo Systems имеет
специальные нагревательные элементы LGO, обладающие низкой теплопроводностью.
масса и может быть использована уже при 140°C. Используя эти нагреватели LGO, вы
будет иметь лучшую температурную стабильность, лучшую однородность температуры на
ваши пластины и от пластины к пластине и, что не менее важно, у вас нет
чрезмерное колебание температуры после действий по движению лодки или после изменения температуры.

Доступны печи с верхним и нижним выбросом. Вертикальная печь на водороде
теперь также доступны процессы отжига и полиимида (см. ниже).

Полиимидное отверждение

JTEKT Thermo Systems – настоящий специалист по
спекание полиимида. Для несветочувствительного полиимида вы можете использовать наш
чистая духовка типа CLH. Для полиимида разработана специальная версия
выпечка.
Фоточувствительный полиимид обладает гораздо лучшими характеристиками и может помочь
экономия нескольких этапов процесса и, следовательно, снижение затрат на
подготовка полиимидного слоя. Однако он создает побочные продукты во время
процесса отверждения, которые очень трудно удалить после осаждения.
Совместно с одним из крупнейших производителей светочувствительного полиимида,
Компания Asahi Chemicals, Япония, JTEKT Thermo Systems разработала этот специальный
Модель вертикальной печи. Специальные нагревательные элементы LGO
убедитесь, что вы получите отличную температуру
контроль и равномерность температуры при низких температурах (350°C — 400°C)
которые обычно используются для этого процесса выпечки. Кроме того, JTEKT Thermo
Systems устанавливает в эту печь специальную кварцевую посуду для этого процесса,
предотвращает отложение побочных продуктов отверждения.

Печь не требует технического обслуживания, и мы можем доказать превосходную производительность этой печи.
введите очень длинный список ссылок довольных клиентов. Пожалуйста, проверьте также наш
специальная страница, описывающая процесс отверждения полиимида.

Вертикальная печь на водороде
теперь также доступны процессы отжига и полиимида (см. ниже).

Гибридная печь

По требованию наших клиентов JTEKT Thermo Systems разработала
новый тип вертикальной печи для комбинации водородного отжига и полиимида
процесс лечения. В течение короткого времени печь можно переключить на другой процесс.
Производственные пики могут быть сведены к минимуму при минимальном количестве вертикальных печей.
и резервная ситуация для процесса отверждения полиимида значительно улучшается.
Больше нет необходимости оставлять так много свободной емкости для резервного копирования.
а производственные затраты могут быть окончательно снижены с помощью JTEKT Thermo Systems
новая гибридная печь. Несколько существующих установок могут доказать экономию средств
эффект от этой новой машины уже.

Отжиг меди

В производстве полупроводниковых приборов все чаще вместо алюминия используются медные линии и медные переходные отверстия.
Риск загрязнения металлом намного выше, адгезия к стенкам диэлектриков хуже, а коррозионная стойкость меди плохая.
Однако проводимость меди значительно выше, что немаловажно для высокоинтегрированных устройств. Устойчивость к электромиграции
у меди выше.
Для улучшения свойств медного слоя абсолютно необходима стадия отжига. Установлено, что наилучшие условия
чтобы получить хорошие свойства меди, проводят низкотемпературный отжиг (<200°C) в течение более длительного времени (45 с в RTP или 30 мин в печи или печи). Следует учитывать, что рекристаллизация в небольших структурах занимает больше времени, чем в более крупных. Более подробную информацию вы можете найти на наша специальная страница с описанием процесса отжига меди.

Отверждение с низким содержанием k

Материалы Low-k можно наносить методом навинчивания или методом CVD.
Пористые материалы обычно прядут с контролируемым испарением растворителя.
обеспечение желаемой структуры пор. Необходимое запекание материала
обычно делается в печи периодического действия. Сегодня в большинстве случаев вертикальные печи
используется для этого приложения. Однако температура выпекания обычно
от 350°C до 400°C, что весьма требовательно к стандартным вертикальным печам.

Kioyo Thermo Systems имеет многолетний опыт работы с аналогичным процессом выпечки SOG.
и разработали специальную печь с очень низкой тепловой массой LGO
нагревательный элемент для этого процесса. Теперь KLL снова разработала специальную вертикальную
печь для обжига низкокалорийного диэлектрика. Используется тот же тип нагревательного элемента LGO.
также успешно в течение многих лет в полупроводниковой лампе Kioyo Thermo Systems
печи для других типичных низкотемпературных процессов, таких как обжиг полиимида и
водородный отжиг. Атмосферные печи Kioyo Thermo Systems могут гарантировать
очень низкий уровень кислорода <20 частей на миллион, что требуется для многих процессов обжига материалов с низким содержанием k (а также для полиимидного отверждения). Дорогие установки низкого давления, в т.ч. вакуум
насосы не нужны. Вы можете найти более подробную информацию на нашей специальной странице, описывающей
процесс отжига с низким k.

Crystec Technology Trading GmbH, Германия, www.crystec.com, +49 8671 882173, факс 882177

поликремний

Слои поликремния имеют множество применений в качестве электродов затвора.
строительство, для формирования резисторов и конденсаторов, а также для газопоглотителей
слои. Легированные и нелегированные процессы поликремния доступны от JTEKT Thermo.
Системы. Используя нагревательные элементы LGO, JTEKT Thermo Systems может добиться превосходного
однородность температуры в своих печах и получить отличные результаты процесса для
нанесение поликремния. Мы вышлем вам результаты измерений
требовать.

Нитрид кремния

Нитрид кремния является отличным диффузионным барьером. Его можно использовать
также в качестве маски для окисления, в качестве диэлектрика для конденсаторов и для
пассивация. Используя нагревательные элементы LGO, JTEKT Thermo Systems может добиться превосходного
однородность температуры в своих печах и получить отличные результаты процесса для
осаждение нитрида кремния. Значения частиц можно поддерживать на низком уровне. мы отправим вам
результаты измерений по запросу.

ТЭОС (тетраэтоксисилан,
Тетраэтилортосиликат) и BPSG (бор-фосфористо-кремниевое стекло)

Осажденные оксидные слои не используют кремний из пластины во время роста.
Оксид кремния построен полностью из газовой фазы. Оксид ТЭОС
используется для таких применений, как формирование прокладки или засыпка могилы.
ТЭОС представляет собой стабильную, непирофорную, неагрессивную жидкость и, таким образом, является
предпочтительной альтернативой технологиям обработки с использованием силана или
дихлорсилановые соединения.

Использование нагревательных элементов LGO, JTEKT Thermo Systems
могут достичь отличной однородности температуры в своих печах и получить отличный процесс
результаты для осаждения оксида CVD. Мы вышлем вам результаты измерений
требовать.

BPSG (бор-фосфористо-кремниевое стекло)

Фосфорные стекла могут использоваться для легирования и для
планаризация. Они текут уже при 1000°C, а также имеют хорошую
геттерное действие на примеси щелочных и тяжелых металлов. Можно использовать TMB и TMP.
для депозита BSG, PSG или BPSG.

Используя нагревательные элементы LGO, JTEKT Thermo Systems может достичь
отличная однородность температуры в своих печах и превосходный процесс
результаты для осаждения оксида CVD. Мы вышлем вам результаты измерений по запросу.

SOG Отжиг

Стекло

Spin on (SOG) производится путем отверждения растворенного силиконтетраацетата. Это
используется для планаризации, а иногда и для легирования. Сегодня более распространенной технологией планаризации является
химико-механическая полировка ХМП.
Этот процесс также является низкотемпературным процессом, который требует очень хорошего контроля нагревателя, установленного в печи.
Нагревательные элементы LGO (см. рисунок) имеют очень низкую тепловую массу и позволяют достичь гораздо лучших результатов.
для этого процесса по сравнению с другими печами, оснащенными стандартными нагревателями.

Водородный отжиг

Водородный отжиг

также можно проводить в печи низкого давления для
специальные приложения. С непродолжительного времени JTEKT Thermo Systems также может предложить
печь для атмосферного и LPCVD водородного отжига для использования на одной машине.
Меняя выхлопную трубу, вы можете переключаться между двумя типами
процесс.

---

Обзор и список термических полупроводниковых процессов, доступных на JTEKT Thermo
Системы полупроводниковых трубчатых печей:

Атмосферные процессы			LPCVD-процессы
Распространение Допинг Сухое окисление	Мокрое окисление Формовочный газовый отжиг Водородный отжиг	Полиимидный запекаемый Отжиг меди Лекарство с низким содержанием k	поликремний Нитрид кремния ТЭОС	БПСГ SOG-Отжиг Водородный отжиг

Диффузионная печь

Диффузионная печь

Диффузионная печь для легирования, диффузии и активации легирующих добавок JTEKT Thermo Systems представлена ​​в Европе Crystec Technology Trading GmbH.

Диффузионная печь

Легирование полупроводников

Полупроводник – это материал, проводящий при особых условиях,
в отличие от металлов, которые являются постоянными проводниками, и изоляторов, которые не проводят ток.
Типичными полупроводниками являются кремний и германий (4-я группа ФЧЭ). Наиболее распространенные составные полупроводники
представляют собой полупроводники III/V, состоящие из элементов 3-й и 5-й групп периодического
система элементов PSE, таких как марсенид галлия GaAs или фосфид индия InP. Составные полупроводники II/VI
состоят из элементов 2-й и 6-й групп ПСЭ типа сульфида кадмия CdS.
Чтобы регулировать проводимость этих полупроводников, вводят небольшое количество примесей.
инжектированные в объемный материал, которые обычно имеют на один электрон больше или меньше по сравнению с основным материалом.
Таким образом, доступны избыточные электроны, и результатом является отрицательная n-проводимость.
или электроны отсутствуют. Так называемые дырки приводят к положительной р-проводимости.
Кремний является наиболее часто используемым полупроводниковым материалом, а для n-легирования довольно часто используется фосфор.
P-легирование обычно делается с помощью бора.

Легирование с помощью ионного имплантата

Полупроводниковый материал легирован ионной бомбардировкой в ​​ионном имплантере.
Глубина проникновения примесей зависит от ускорения в ионном имплантере. После имплантации происходит активация
или требуется отжиг. Для этого используются диффузионные печи.

Легирование в печи

Легирующая добавка вводится в кремний путем диффузии в диффузионной печи.
Легирование может быть достигнуто путем легирования твердыми источниками (легирующие пластины), жидкими
исходное легирование, например, TMB (триметоксиборан, триметилборат, (CH ₃ O) ₃ B) или TMP
(триметоксифосфин, триметилфосфит, (CH ₃ O) ₃ P) или оксихлорид фосфора POCl ₃
и газообразным легированием, таким как Boran BH ₃ , Phosphane PH ₃ .
POCl ₃ , TMB и TMP получили значительное признание. Преимущества — легкость
обращения с жидким источником, меньшая опасность для здоровья и повышенная чистота
уровни. Жидкость подается в барботере. Азот проходит с четко определенным
температуры через жидкость и транспортирует легирующую примесь.
Типичные температуры легирования составляют 800-900°С.
Этапы отжига позволяют активировать и распространять легирующие примеси в кремнии.

Активация и диффузия легирующих примесей

После легирования в ионном имплантере легирующие примеси частично еще не являются электрически активными.
С помощью температурного шага можно выполнить активацию. Путем длительной термообработки полупроводниковых пластин при повышенной температуре
температуры легирующие примеси диффундируют в материал и создают большее распределение по глубине. В диффузионной печи
допинг-профиль может быть скорректирован.

Легирующие и диффузионные печи

Как для легирования в печи, так и для активации и диффузии легирующих примесей
в современном производстве интегральных схем используются вертикальные печи.