Длительные циклы прогрева-и неравномерные температурные зоны из-за стандартных нагревательных пластин
Процессы криогенного нанесения полупроводниковых пластин и высокоточных покрытий из сплавов-работают при начальной температуре жидкости около 0–15 градусов. Данные долгосрочных-лабораторных испытаний при низких-температурах фиксируют длительные циклы предварительного нагрева и устойчивые холодные зоны, когда в резервуарах с холодным покрытием используются обычные нагревательные пластины. Большинство операторов технологических процессов только продлевают время нагрева для достижения целевых рабочих температур, не адаптируя расположение внутренних проводов и структуру корпуса нагревательных пластин в соответствии с характеристиками теплопередачи криогенной жидкости. Холодные гальванические растворы с низкой-вязкостью обладают слабой теплопоглощающей способностью и быстрой отдачей тепла в окружающий охлажденный воздух цеха. Толстые и тяжелые корпуса обычных нагревательных пластин потребляют огромную энергию для самонагревания-перед передачей тепла холодной жидкости, что значительно увеличивает продолжительность прогрева-. Широко расположенные нагревательные провода выделяют недостаточную мгновенную тепловую мощность, оставляя большие холодные области возле стенок резервуара и заготовок, что приводит к неравномерному нанесению металла и низкой скорости прохождения партии для криогенного прецизионного покрытия. Повторяющиеся резкие перепады температуры от температуры, близкой к -замерзанию, до рабочего тепла также ускоряют термическую усталость неоптимизированных нагревательных пластин.
Два основных показателя конструкции, повышающие скорость разогрева при низкой-температуре-
Тонкая-конструкция корпуса с низкой инерцией и плотное, равномерно распределенное расположение нагревательных проводов совместно определяют эффективность нагрева нагревательных пластин для криогенных холодных ванн. Традиционное многослойное нагревательное оборудование страдает от серьезной термической задержки, в то время как цельнолитые нагревательные пластины из ПТФЭ имеют легкие тонкостенные-конструкции, специально предназначенные для сценариев запуска при низких-температурах. Негабаритные толстые внешние оболочки накапливают большую тепловую массу, тратя энергию на нагрев самих панелей, а не на холодную жидкость для покрытия. Свободно расположенные встроенные провода не могут мгновенно отводить концентрированное тепло, чтобы компенсировать постоянные потери тепла из окружающей среды в охлаждаемых производственных помещениях. Формованный ПТФЭ компании Virgin образует бесшовные тонкие-стеновые панели с компактным и равномерным расстоянием между проводами, что минимизирует потери энергии на само-нагрев и ускоряет общее повышение температуры ванны из криогенных стартовых условий.
Криогенные низкотемпературные нагревательные пластины для ванны с низкой-таблицей контрольных показателей
Данные испытаний цикла непрерывного холодного запуска сортируют структурные стандарты на основе начальных диапазонов температур ванны.
Таблица 1. Структурные стандарты быстрого разогрева-для нагревательных пластин
| Начальная температура криогенной ванны | Целевой лимит-времени разминки | Минимальная толщина оболочки | Спецификация расстояния между проводами | Перекрестное-отклонение температуры резервуара |
|---|---|---|---|---|
| Жидкость для ультра-холодного пуска при температуре 0–8 градусов | Меньше или равно 7 минутам стабильного нагрева- | 1,1 мм | Плотное равномерное расстояние 19 мм | Меньше или равно ±0,3 градуса |
| Мягкий криогенный раствор 8–15 градусов | Меньше или равно 10 минутам стабильного нагрева- | 1,2 мм | Сбалансированная двухрядная-раскладка толщиной 23 мм | Меньше или равно ±0,5 градуса |
| слегка охлажденная пред-ванна при температуре 15–22 градуса | Меньше или равно 14 минутам стабильного нагрева- | 1,3 мм | Стандартная однорядная-раскладка шириной 27 мм | Меньше или равно ±0,7 градуса |
| Жидкость при температуре окружающей среды выше или равна 22 градусам | Меньше или равно 17 минутам стабильного нагрева- | 1,4 мм | Свободное расстояние шириной 31 мм. | Меньше или равно ±0,9 градуса |
Руководство по оптимизации оборудования резервуаров для криогенного покрытия
Для ванн со сверх-холодным запуском при температуре ниже 8 градусов требуются тонкие-плотные-проволочные нагревательные пластины, чтобы сократить время ожидания предварительного нагрева для линий криогенного покрытия полупроводников. В больших резервуарах криогенной обработки следует использовать несколько небольших распределенных нагревательных пластин, а не один большой отдельный блок, чтобы устранить постоянные холодные мертвые зоны. На заводах с постоянным охлаждением цехов необходимо сочетать быстродействующие-нагревательные пластины с изолированной облицовкой стенок резервуаров, чтобы уменьшить потери тепла в окружающую среду и еще больше сократить-циклы прогрева. Контролируемые сравнительные испытания при низких-температурах показали, что стандартные нагревательные пластины с тяжелым-корпусом увеличивают время прогрева криогенной ванны-в 2,6–4,0 раза, в то время как тонко-оптимизированные нагревательные пластины из ПТФЭ сохраняют строгую однородность температуры после быстрого нагрева до температур, близких-замерзания.
Резюме и криогенный прогрев-Поддержка проектирования индивидуальных нагревательных пластин
Высокая тепловая инерция и редкое расположение проводов обычных нагревательных пластин приводят к длительным периодам предварительного нагрева и неравномерному распределению температуры в криогенных низкотемпературных гальванических резервуарах. Группы низкотемпературных технологических процессов завода- могут использовать исходную таблицу эталонных температур для модернизации существующего теплового оборудования для ускорения холодного запуска. Изготовленные по индивидуальному заказу тонко-плотные-проволочные нагревательные пластины из ПТФЭ с малым-запаздыванием могут быть изготовлены исключительно для линий по производству полупроводниковых криогенных покрытий. Инженеры по низкотемпературному гальванотехнике могут предоставить полные отчеты о моделировании криогенного нагрева- и предложения по оптимизации компоновки после предоставления исходного диапазона температур ванны, объема жидкости в резервуаре и пределов времени стабилизации целевой температуры.
