Annealing

Denne artikkelen eller følgende seksjon er ikke tilstrekkelig utstyrt med støttedokumenter ( f.eks. Individuelle bevis ). Informasjon uten tilstrekkelig bevis kan fjernes snart. Hjelp Wikipedia ved å undersøke informasjonen og inkludere gode bevis.

Annealing er en varmebehandling der et materiale blir varmet opp over lang tid.

Herding brukes i glass- og plastteknologi, i jern- og stålindustrien (se også formbart støpejern ) så vel som i tynnfilmteknologi .

En varmebehandling under eller etter den galvaniske prosessen ved fremstilling av deler av tilkoblingsteknologien (f.eks. Skruer) blir også referert til som herding.

Målet kan være å endre strukturen til et fast stoff, for eksempel strukturen til komponenter laget av støpejern eller transformasjonen av krystallstrukturen i tynne lag .

Herding kan også brukes til å kontrollere fordelingen av mekaniske påkjenninger i komponenter laget av glass eller akryl . Ved høyere temperaturer og med metaller er prosessen også kjent som spenningsavlastning .

Herding kan sammenlignes med prosesser som herding som en del av herdingen av metaller, der måltemperaturen vanligvis ikke trenger å opprettholdes.

beskrivelse

I fysisk forstand betyr herding at et fast stoff oppvarmes til en temperatur under smeltetemperaturen. Dette skjer over lang tid (noen minutter til noen dager). Den økte mobiliteten til atomene kan kompensere for strukturelle feil og forbedre krystallstrukturen i kort rekkevidde og lang rekkevidde. På denne måten kan smelteprosessen og (ekstremt) langsom kjøling for å justere krystallstrukturen unngås.

Bruksområder

Glass

Komponenten bringes til en temperatur rett over den nedre avslapningsgrensen og holdes der i lang nok tid til hele komponenten har varmet opp jevnt til denne temperaturen. Temperaturen må ikke overstige det øvre kjølepunktet for å unngå ukontrollerte formendringer.

Den påfølgende kjølingen utføres på to forskjellige måter, avhengig av det tiltenkte resultatet:

  • Hvis komponenten da skal være fri for indre mekaniske spenninger, foregår kjøleprosessen sakte og jevnt ned til den nedre spenningsavlastningsgrensen . Under denne kritiske temperaturen fører midlertidige temperaturgradienter ikke lenger til frosne deformasjoner og permanente påkjenninger, og den videre kjølehastigheten er nå bare begrenset av strekkfastheten til glasset. Spesielt med optiske komponenter er friheten fra frosne indre spenninger en avgjørende kvalitetsfunksjon, siden slike påkjenninger fører til - for det meste uønsket - dobbeltbrytning i briller .
  • Herdet glass slukkes under produksjonsprosessen, noe som får overflaten til å stivne, mens det indre av arbeidsstykket, som avkjøles saktere, fortsetter å trekke seg sammen, og skaper dermed trykkpress i overflaten, noe som gjør glasset mindre følsomt for mekanisk og termisk laster.

støpejern

I støpejern betyr herding langvarig gløding ved temperaturer mellom 700 ° C og 1050 ° C for å forbedre de mekaniske egenskapene ( styrke , seighet ). Resultatet er formbart støpejern.

Produksjon av fester (f.eks. Skruer)

Hvis fester av høyfast stål (Rm> 1000 N / mm²) utsettes for galvanisk etterbehandling av korrosjonsbeskyttelse, må denne varmebehandlingen utføres ved en temperatur på 200-230 ° C under eller umiddelbart etter galvanisering. for å unngå hydrogen-sprøhet .

Elektronikkproduksjon

I elektronikkproduksjon brukes herdingsprosessen til å forberede komponenter og upopulerte kretskort . Målet er å fjerne uønsket fuktighet som kryper inn i komponentene eller kretskortet over tid. Ellers kan hurtig oppvarming under lodding (til over 200 ° C) føre til deflagrasjoner , som kan ødelegge komponenten. Et bart kretskort som består av flere limte lag, kan muligens delaminere, det vil si lagene skilt fra hverandre.

Halvleder- og mikrosystemteknologi

I halvleder og mikrosystemer blir annealing teknologi mye brukt. Som regel er dette prosesstrinn der egenskapene til tynne lag eller halvledersubstratet (en wafer ) endres. Disse inkluderer:

  1. fjerning av krystallskader, for eksempel etter et ionimplantasjonstrinn , ofte referert til som "annealing".
  2. øke diffusjonshastigheten for
  3. øke strømningshastigheten av enkelte lag, for eksempel borophosphosilicate glass (BPSG) for å jevne ut skiven topografi

Herdetrinnene blir vanligvis utført under forming av gass eller annen inert atmosfære. Temperaturene som brukes for dette varierer fra noen hundre til nesten to tusen grader Celsius, avhengig av applikasjon og materiale. I en bredere forstand blir overflatereaksjoner der materiale fra gassrommet er bygd inn i laget eller substratet, for eksempel termisk oksidasjon av silisium , noen ganger referert til som et glødningstrinn.

Herdetrinnene finner ofte sted i rørovner, da de også brukes til termisk oksidasjon av silisium. Disse ovnene har relativt lange oppvarmings- og avkjølingstider fordi de må bringe hele platen til ønsket temperatur så jevnt som mulig. De er derfor enten for sakte eller kan ikke kontrolleres tilstrekkelig for visse applikasjoner. Av denne grunn er det blitt utviklet såkalt hurtig termisk prosessering , der det meste bare en del av skiven eller laget blir varmet opp. Siden mindre materiale må varmes opp her, kan det oppnås betydelig kortere prosesstider. Imidlertid er dette for det meste en enkelt waferbehandling og ikke, som i ovnprosessen, en behandling av 100 eller flere wafer samtidig.

Plastmaling

Rester av frigjøringsmidler, som brukes i sprøytestøping eller reaksjonssprøytestøping, for å gjøre det mulig å fjerne delene riktig, fester seg til plastdeler . Disse restene må fjernes helt før maling, slik at de ikke reagerer med senere maling. For dette formål oppvarmes eller tempereres plastdelene til 60 ° C i ca. 1 time.

weblenker

Individuelle bevis

  1. ^ A b Dietrich Widmann, Hermann Mader, Hans Friedrich: Teknologi for høyt integrerte kretser . Springer, 1996, ISBN 3-540-59357-8 , pp. 37-40 .
  2. ↑ Plast og lakk. Side 14, Standox
  3. ↑ Eksamenspørsmål for bilmalere, Lackiererblatt, 3. juli 2007