Способы прогнозирования параметров стеклокерамики с межфазным слоем
Показана пригодность двух независимых способов прогнозирования объемной доли межфазного слоя и диэлектрической проницаемости композиционной стеклокерамики и ее остаточного стекла при разном соотношении компонентов. Предложен экспериментально установленный степенной закон смешивания компонентов, аль...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
|---|---|
| Datum: | 2001 |
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2001
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70887 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Способы прогнозирования параметров стеклокерамики с межфазным слоем / М.В. Дмитриев // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2001. — № 6. — С. 16-19. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-70887 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Дмитриев, М.В. 2014-11-15T18:48:13Z 2014-11-15T18:48:13Z 2001 Способы прогнозирования параметров стеклокерамики с межфазным слоем / М.В. Дмитриев // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2001. — № 6. — С. 16-19. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 2225-5818 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70887 621.37/39: 621.315.612 Показана пригодность двух независимых способов прогнозирования объемной доли межфазного слоя и диэлектрической проницаемости композиционной стеклокерамики и ее остаточного стекла при разном соотношении компонентов. Предложен экспериментально установленный степенной закон смешивания компонентов, альтернативный известному логарифмическому и пригодный для прогнозирования перечисленных параметров стеклокерамики. ru Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України Технология и конструирование в электронной аппаратуре Материалы для микроэлектроники Способы прогнозирования параметров стеклокерамики с межфазным слоем Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Способы прогнозирования параметров стеклокерамики с межфазным слоем |
| spellingShingle |
Способы прогнозирования параметров стеклокерамики с межфазным слоем Дмитриев, М.В. Материалы для микроэлектроники |
| title_short |
Способы прогнозирования параметров стеклокерамики с межфазным слоем |
| title_full |
Способы прогнозирования параметров стеклокерамики с межфазным слоем |
| title_fullStr |
Способы прогнозирования параметров стеклокерамики с межфазным слоем |
| title_full_unstemmed |
Способы прогнозирования параметров стеклокерамики с межфазным слоем |
| title_sort |
способы прогнозирования параметров стеклокерамики с межфазным слоем |
| author |
Дмитриев, М.В. |
| author_facet |
Дмитриев, М.В. |
| topic |
Материалы для микроэлектроники |
| topic_facet |
Материалы для микроэлектроники |
| publishDate |
2001 |
| language |
Russian |
| container_title |
Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| publisher |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| format |
Article |
| description |
Показана пригодность двух независимых способов прогнозирования объемной доли межфазного слоя и диэлектрической проницаемости композиционной стеклокерамики и ее остаточного стекла при разном соотношении компонентов. Предложен экспериментально установленный степенной закон смешивания компонентов, альтернативный известному логарифмическому и пригодный для прогнозирования перечисленных параметров стеклокерамики.
|
| issn |
2225-5818 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70887 |
| citation_txt |
Способы прогнозирования параметров стеклокерамики с межфазным слоем / М.В. Дмитриев // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2001. — № 6. — С. 16-19. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT dmitrievmv sposobyprognozirovaniâparametrovsteklokeramikismežfaznymsloem |
| first_indexed |
2025-11-27T01:15:31Z |
| last_indexed |
2025-11-27T01:15:31Z |
| _version_ |
1850790459923759104 |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2001, ¹ 6
16
ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÄËß ÌÈÊÐÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ
Ïîêàçàíà ïðèãîäíîñòü äâóõ çàêîíîâ
ñìåøèâàíèÿ êîìïîíåíòîâ äëÿ ïðîãíî-
çèðîâàíèÿ äîëè ìåæôàçíîãî ñëîÿ è
äèýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòè ñòåê-
ëîêåðàìèêè.
Ñòåêëîêåðàìè÷åñêèå êîìïîçèöèîííûå ìàòåðèàëû
(ÑÊÌ) óñïåøíî çàìåíÿþò äèýëåêòðè÷åñêóþ êåðà-
ìèêó â ðàçëè÷íûõ èçäåëèÿõ ýëåêòðîíèêè. Ïðè ðàç-
ðàáîòêå íîâûõ ÑÊÌ ñ çàäàííûìè ïàðàìåòðàìè íå-
îáõîäèìî ó÷èòûâàòü íåîäíîçíà÷íîå âëèÿíèå ìíî-
ãèõ òåõíîëîãè÷åñêèõ ôàêòîðîâ, ïîäáèðàåìûõ ìàòå-
ðèàëîâ è ñîîòíîøåíèÿ êîìïîíåíòîâ. Ýòî âëå÷åò çà
ñîáîé íåîáõîäèìîñòü áîëüøîãî îáúåìà ýêñïåðèìåí-
òàëüíûõ èññëåäîâàíèé.
Èñïîëüçîâàíèå êîìïëåêñíîãî ïîäõîäà, ñî÷åòàþ-
ùåãî ýêñïåðèìåíòàëüíûå è àíàëèòè÷åñêèå ìåòîäû
èññëåäîâàíèÿ, ìîæåò ñóùåñòâåííî óñêîðèòü ïîèñê
íóæíîãî ìàòåðèàëà çà ñ÷åò ïðîãíîçèðîâàíèÿ åãî
ñâîéñòâ è ñíèæåíèÿ äîëè ýêñïåðèìåíòîâ.
 ðàáîòå [1] ïîêàçàíà ïðèìåíèìîñòü ëîãàðèôìè÷åñ-
êîãî çàêîíà ñìåøèâàíèÿ êîìïîíåíòîâ äëÿ ðàñ÷åòà äè-
ýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòè òðåõêîìïîíåíòíîãî ÑÊÌ
è èçìåíÿåìûõ â ïðîöåññå ñïåêàíèÿ äèýëåêòðè÷åñêîé
ïðîíèöàåìîñòè è îáúåìíûõ äîëåé åãî êîìïîíåíòîâ.
Èç ðàáîò [2, 3] ñëåäóåò, ÷òî äëÿ àíàëîãè÷íûõ ðàñ÷åòîâ
ìîãóò îêàçàòüñÿ ïðèãîäíûìè è ñòåïåííûå çàêîíû ñìå-
øèâàíèÿ êîìïîíåíòîâ. Îíè âïåðâûå áûëè ïðåäëîæåíû
äëÿ äâóõêîìïîíåíòíûõ ìàòåðèàëîâ [2] è ìîãóò áûòü âû-
ðàæåíû ôîðìóëîé
D1/n= y1D1
1/n + y2 D2
1/n, (1)
Ôîðìóëà (1) îêàçàëàñü ïðèãîäíîé äëÿ âûïîëíåíèÿ
ðàñ÷åòîâ äèýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòè äâóõêîìïîíåí-
òíîãî ÑÊÌ [2]. Îäíàêî îíà íå ïîçâîëèëà ïðàâèëüíî
ðàññ÷èòàòü äðóãèå äèýëåêòðè÷åñêèå ïàðàìåòðû ÑÊÌ.
Îáúÿñíåíèå ýòîìó ñîñòîèò â íàðóøåíèè êðèòåðèÿ ïðè-
ìåíèìîñòè ñòåïåííûõ çàêîíîâ ïðè ïàðàìåòðàõ êîìïî-
íåíòîâ, íàìíîãî îòëè÷àþùèõñÿ äðóã îò äðóãà.
Õîòÿ äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöàåìîñòü òðåõ êîìïîíåí-
òîâ ÑÊÌ, èññëåäîâàííîãî â ðàáîòå [1], îòâå÷àåò òàêîìó
êðèòåðèþ, îäíàêî âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ ñòåïåííûõ
çàêîíîâ íå áûëà èçó÷åíà.
ÑÏÎÑÎÁÛ ÏÐÎÃÍÎÇÈÐÎÂÀÍÈß ÏÀÐÀÌÅÒÐÎÂ
ÑÒÅÊËÎÊÅÐÀÌÈÊÈ Ñ ÌÅÆÔÀÇÍÛÌ ÑËÎÅÌ
Ê. ô.-ì. í. Ì. Â. ÄÌÈÒÐÈÅÂ
Óêðàèíà, ã. Îäåññà, Íàó÷.-èññëåäîâ. òåõíîëîãè÷åñêèé èí-ò "Òåìï"
Öåëü íàñòîÿùåé ðàáîòû ñîñòîèò â ïðîâåðêå âîç-
ìîæíîñòè ïðèìåíåíèÿ ñòåïåííûõ çàêîíîâ ñìåøèâà-
íèÿ êîìïîíåíòîâ äëÿ ðàñ÷åòà è ïðîãíîçèðîâàíèÿ
äèýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòè òðåõêîìïîíåíòíîãî
ÑÊÌ è äîëåé åãî êîìïîíåíòîâ ïðè ïåðåìåííîì èõ
ñîîòíîøåíèè. Ïðè ýòîì äëÿ ÑÊÌ âñåõ ñîñòàâîâ ïðåä-
ïîëàãàþòñÿ îäèíàêîâûìè òåìïåðàòóðíî-âðåìåííîé ðå-
æèì ñïåêàíèÿ è óäåëüíàÿ ïîâåðõíîñòü ïîðîøêîâ.
Ýêñïåðèìåíòàëüíûå îáðàçöû. Èçãîòîâëåíèå ýê-
ñïåðèìåíòàëüíûõ îáðàçöîâ îáóñëîâëåíî íåîáõîäè-
ìîñòüþ ïîëó÷åíèÿ èñõîäíûõ äàííûõ äëÿ ïðîãíîçè-
ðîâàíèÿ, âûÿâëåíèÿ ìàòåðèàëà íîâîé êðèñòàëëè÷åñ-
êîé ôàçû è ïðîâåðêè ñîîòâåòñòâèÿ ïðîãíîçèðóåìûõ
è ýêñïåðèìåíòàëüíî ïîëó÷åííûõ äàííûõ.
Êîìïëåêñíîìó èññëåäîâàíèþ â äàííîé ðàáîòå, â
îòëè÷èå îò [1], ïîäëåæàë ÑÊÌ, íå ñîäåðæàùèé ïîðû.
(Ýòî îáóñëîâëåíî òåì, ÷òî âûñîêèå äèýëåêòðè÷åñ-
êèå ïîòåðè è íèçêîå ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèå ïîð îùó-
òèìî óõóäøàþò ýòè ïàðàìåòðû â ÑÊÌ [3, 4].) Äëÿ
èçãîòîâëåíèÿ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ îáðàçöîâ èñïîëü-
çîâàëèñü áàðèåâîáîðîñèëèêàòíîå ñòåêëî ñèñòåìû
SiO2�BaO�B2O3�ZnO è êðèñòàëëè÷åñêèé îêñèä
àëþìèíèÿ (ãëèíîçåì ÃÍ-1) â êà÷åñòâå êåðàìè÷åñêî-
ãî íàïîëíèòåëÿ.
 èñõîäíîì ñîñòîÿíèè ìàññîâîå ñîäåðæàíèå íàïîë-
íèòåëÿ mí ñîñòàâëÿëî îò 0,35 äî 0,50 (ìàññîâîå ñîäåðæà-
íèå ñòåêëà mñ=1�mí). Âñå îáðàçöû ñïåêàëèñü îäíîâðå-
ìåííî â òå÷åíèå 15 ìèí ïðè 850°Ñ. Ìåòîäèêà èçãîòîâëå-
íèÿ îáðàçöîâ è èçìåðåíèé, à òàêæå ìåòîäèêà ïðîâåðêè
îòñóòñòâèÿ ïîð â ÑÊÌ àíàëîãè÷íû ïðèâåäåííûì â [1, 2].
 èçãîòîâëåííûõ îáðàçöàõ ÑÊÌ ñ ïîìîùüþ êà-
÷åñòâåííîãî ðåíòãåíî-ôàçîâîãî àíàëèçà(ÐÔÀ) áûë
âûÿâëåí α-öåëüçèàí. Îí ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé íîâóþ
ôàçó, êðèñòàëëèçóåìóþ ïðè ñïåêàíèè è îáðàçóþùóþ
ìåæôàçíûé ñëîé íà ãðàíèöå ÷àñòè÷íî âçàèìîäåé-
ñòâóþùèõ ñòåêëà è íàïîëíèòåëÿ. Íîâàÿ ôàçà âëèÿ-
åò íà ñâîéñòâà ÑÊÌ êàê íåïîñðåäñòâåííî (áëàãîäà-
ðÿ ïðèñóùèì åé ñâîéñòâàì), òàê è çà ñ÷åò ðàñõîäîâà-
íèÿ íà åå îáðàçîâàíèå ÷àñòè ñòåêëà è íàïîëíèòåëÿ
(ïîñêîëüêó èçìåíÿþòñÿ èõ äîëè).
Êà÷åñòâåííûé ÐÔÀ íå äàåò êîëè÷åñòâåííîé èí-
ôîðìàöèè îá îáúåìíîé äîëå íîâîé ôàçû yô. Êîëè-
÷åñòâåííûé æå ÐÔÀ âåñüìà òðóäîåìîê. Ïîýòîìó â
[4] ïðåäëîæåí � êàê áîëåå ïðåäïî÷òèòåëüíûé �
íîâûé ñïîñîá îïðåäåëåíèÿ yô ïî ïàðàìåòðàì ÑÊÌ è
åãî êîìïîíåíòîâ. Àíàëèòè÷åñêîå îïðåäåëåíèå îáúåì-
íûõ äîëåé îñòàëüíûõ êîìïîíåíòîâ ÑÊÌ âîçìîæíî
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
20.11 2000 ã.
Îïïîíåíò ä. ô.-ì. í. È. Ì. ÂÈÊÓËÈÍ
ãäå D, D1, D2 �
y1, y2 �
n �
ïàðàìåòð ìàòåðèàëà, åãî ïåðâîãî è âòî-
ðîãî êîìïîíåíòîâ, ñîîòâåòñòâåííî;
îáúåìíûå äîëè ýòèõ êîìïîíåíòîâ;
ïîêàçàòåëü, ðàâíûé 2 â ôîðìóëå Áàåðà
è 3 â ôîðìóëå Ëàíäàó è Ëèôøèöà [2].
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2001, ¹ 6 17
ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÄËß ÌÈÊÐÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ
ëèøü ïîñëå îïðåäåëåíèÿ âåëè÷èíû îáúåìíîé äîëè
íîâîé ôàçû.
Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ. Ôîðìóëà äëÿ äèýëåêòðè-
÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòè òðåõêîìïîíåíòíîãî ÑÊÌ ñ
ìåæôàçíûì ñëîåì ïðè îòñóòñòâèè ïîð â ñîîòâåò-
ñòâèè ñ ëîãàðèôìè÷åñêèì çàêîíîì ñìåøèâàíèÿ êîì-
ïîíåíòîâ ïðèîáðåòàåò âèä [2, 4]
lnε=(yí2�kyô)lnεí+[yc2�(1�k)yô]lnεîñ+yôlnεô, (2)
Ñ ó÷åòîì (1) è (2) ñòåïåííîé çàêîí ñìåøèâàíèÿ
êîìïîíåíòîâ â ðàññìàòðèâàåìîì òðåõêîìïîíåíòíîì
ÑÊÌ ïðèìåíèòåëüíî ê äèýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàå-
ìîñòè ìîæíî ïðåäñòàâèòü â âèäå
ε1/n=(óí2�kóô)εí
1/n+[óñ2�(1�k)yô]εoc
1/n+óôεô
1/n=
=óí3 εí
1/n+yñ3 εîñ
1/n+óôεô
1/n, (3)
ãäå óí3, óñ3�îáúåìíûå äîëè íàïîëíèòåëÿ è îñòàòî÷íîãî
ñòåêëà â ðàññìàòðèâàåìîì òðåõêîìïîíåíòíîì ÑÊÌ.
 ôîðìóëå (3) íåèçâåñòíûìè ÿâëÿþòñÿ ïàðàìåò-
ðû óô è εîñ. Äëÿ èõ íàõîæäåíèÿ ïðåîáðàçóåì (3) ê
âèäó
ε1/n=óí2εí
1/n+óñ2εîñ
1/n+óô[k(εî ñ
1/n�εí
1/n)+εô
1/n�εîñ
1/n]. (4)
Åñëè èñïîëüçîâàòü ýêñïåðèìåíòàëüíî íàéäåííîå
çíà÷åíèå äèýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòè ÑÊÌ εý,
èñêîìóþ äîëþ íîâîé ôàçû ñ ó÷åòîì (4) ìîæíî âû-
ðàçèòü ôîðìóëîé
( ) .
/1
oc
1/
ô
/1
í
1/
oc
1/
îñ2ñ
1/
í2í
/1
ý
ô
nnnn
nnn
k
yy
y
ε−ε+ε−ε
ε−ε−ε= (5)
×òîáû âû÷èñëèòü óô ïî ôîðìóëå (5), íåîáõîäèìî ïðåä-
âàðèòåëüíî îïðåäåëèòü äèýëåêòðè÷åñêóþ ïðîíèöàåìîñòü
îñòàòî÷íîãî ñòåêëà εîñ. Äëÿ ýòîãî âíà÷àëå âûðàçèì ñâÿçü
ìåæäó óô è óí2.
Ïðè îáúåìíîé äîëå óñ2 ≥0,5 ñòåêëà áîëåå ÷åì äîñòà-
òî÷íî äëÿ îáðàçîâàíèÿ íîâîé ôàçû â ÑÊÌ âñåõ ñîñòà-
âîâ. Ïðè ýòîì îáðàçóåòñÿ ñòåêëÿííàÿ ìàòðèöà ñ ïðîñëîé-
êàìè ìåæäó ÷àñòèöàìè íàïîëíèòåëÿ òîëùèíîé, äîñòà-
òî÷íîé äëÿ ñèíòåçà íîâîé ôàçû è äëÿ èñêëþ÷åíèÿ ïîð.
Óâåëè÷åíèþ óñ2 îò ~0,5 äî åäèíèöû ñîîòâåòñòâóåò óìåíü-
øåíèå îáúåìíîé äîëè íàïîëíèòåëÿ îò ~0,5 äî íóëÿ. Ïðè
óí2= 0 (óñ2= 1) îáúåìíàÿ äîëÿ íîâîé ôàçû óô= 0, ïîñêîëü-
êó ïðè ýòîì îòñóòñòâóåò ìàòåðèàë íàïîëíèòåëÿ Al2O3,
âõîäÿùèé â ñîñòàâ α−öåëüçèàíà (BaO·Al2O3·2SiO2). Êðî-
ìå òîãî, Al2O3 íå âõîäèò â ñîñòàâ ñòåêëÿííîãî êîìïîíåíòà
ÑÊÌ.
Îáúåìíàÿ äîëÿ óô îïðåäåëÿåòñÿ ïëîùàäüþ è òîëùè-
íîé ìåæôàçíîãî ñëîÿ. Ïëîùàäü ìåæôàçíîãî ñëîÿ ïðî-
ïîðöèîíàëüíà ïëîùàäè ïîâåðõíîñòè ÷àñòèö íàïîëíèòå-
ëÿ è � ïîýòîìó � óäåëüíîé ïîâåðõíîñòè åãî ÷àñòèö è
åãî îáúåìíîé äîëå. Òîëùèíà ìåæôàçíîãî ñëîÿ îïðåäåëÿ-
åòñÿ ðåæèìîì ñïåêàíèÿ.
 ñâÿçè ñî ñêàçàííûì ïðè óñ2>0,5 è îäèíàêîâîé
òåõíîëîãèè èçãîòîâëåíèÿ ÑÊÌ âñåõ ñîñòàâîâ âåëè-
÷èíà óô ïðîïîðöèîíàëüíà îáúåìíîé äîëå íàïîëíèòå-
ëÿ. Ïîýòîìó äëÿ ðàçëè÷íûõ i-õ ñîîòíîøåíèé êîìïî-
íåíòîâ ñ îáúåìíîé äîëåé óí2i ïîëó÷èì:
óôi=βóí2i, (6)
ãäå β � êîýôôèöèåíò ïðîïîðöèîíàëüíîñòè, ïîñòî-
ÿííûé äëÿ âñåõ ñîñòàâîâ ïðè âûáðàííûõ óñëîâèÿõ
ïðîãíîçèðîâàíèÿ (ðåæèì ñïåêàíèÿ ÑÊÌ è óäåëü-
íàÿ ïîâåðõíîñòü ÷àñòèö íàïîëíèòåëÿ îäèíàêîâû äëÿ
âñåõ ñîñòàâîâ).
Ñ ó÷åòîì (6) ïðè èñïîëüçîâàíèè εý ôîðìóëó (4)
ìîæíî çàïèñàòü â âèäå
( )[ ]nnnnn
nn
y
y 1/
oc
1/
ô
1/
í
1/
oc
/1
í
2í
/1
oc2c
/1
ý k ε−ε+ε−εβ+ε=ε−ε
. (7)
 ïðàâîé ÷àñòè (7) ïàðàìåòðàìè, íå çàâèñÿùèìè
îò ñîîòíîøåíèÿ êîìïîíåíòîâ, ÿâëÿþòñÿ: β (ïî îïðå-
äåëåíèþ), εí (ò. ê. íàïîëíèòåëü îäèíàêîâ äëÿ âñåõ
ñîñòàâîâ ÑÊÌ), k è εô (ò. ê. ó ÑÊÌ âñåõ ñîñòàâîâ
êðèñòàëëèçóåòñÿ îäíà è òà æå íîâàÿ ôàçà�α-öåëü-
çèàí).
Äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöàåìîñòü îñòàòî÷íîãî
ñòåêëà εîñ äëÿ äâóõ îáðàçöîâ ÑÊÌ ñ áëèçêèìè ñî-
îòíîøåíèÿìè êîìïîíåíòîâ ïðàêòè÷åñêè îäèíàêîâà.
Ýòî îáóñëîâëåíî òåì, ÷òî äîëÿ êðèñòàëëè÷åñêîé ôàçû
óô íàìíîãî ìåíüøå äîëè ñòåêëà óñ2, à òàêæå òåì, ÷òî
âðåìÿ ñïåêàíèÿ ÿâëÿåòñÿ ìàëîïðîäîëæèòåëüíûì (ýòî
õàðàêòåðíî äëÿ ñòåêëîêåðàìèêè). Ïîýòîìó äëÿ ýòèõ
îáðàçöîâ è ëåâàÿ ÷àñòü (7) ïðèìåðíî îäèíàêîâà.
Ïðèñâîèâ ïàðàìåòðàì äâóõ òàêèõ îáðàçöîâ èí-
äåêñû 1 è 2, ïîëó÷èì:
,
22í
/1
oc22c
1/
2ý
21í
/1
oc21c
/1
ý1
y
y
y
y nnnn ε−ε≈ε−ε
(8)
oòêóäà
.
22í21c22c21í
/1
ý122í
1/
2ýí211/
oc yyyy
yy nn
n
−
ε−ε≈ε (9)
×òîáû îïðåäåëèòü âåëè÷èíó εîñ ïî ôîðìóëå (9),
íåîáõîäèìî âîñïîëüçîâàòüñÿ ýêñïåðèìåíòàëüíûìè
çíà÷åíèÿìè äèýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòè äâóõ
îáðàçöîâ εý1 è εý2. Êðîìå òîãî, íåîáõîäèìî ðàññ÷è-
òàòü äëÿ íèõ îáúåìíûå äîëè ñòåêëà (óñ21 è óñ22) è
íàïîëíèòåëÿ (óí21 è óí22). Äëÿ ýòîãî ìîæíî âîñ-
ïîëüçîâàòüñÿ ìåòîäèêîé, èçëîæåííîé â ðàáîòå [4]
(èñõîäíûìè äàííûìè ÿâëÿþòñÿ ìàññîâûå äîëè è
ïëîòíîñòè êîìïîíåíòîâ).
Âû÷èñëèâ εîñ ñ ïîìîùüþ (9), ìîæíî íàéòè âåëè-
÷èíó îáúåìíîé äîëè óô â îäíîì èç äâóõ îáðàçöîâ,
âûáðàííûõ äëÿ îïðåäåëåíèÿ εîñ. Äëÿ ýòîãî íåîáõî-
äèìî èñïîëüçîâàòü íàéäåííîå çíà÷åíèå εîñ, èçìåðåí-
íóþ âåëè÷èíó εý è ðàññ÷èòàííûå äîëè óí2 è óñ2 â
ýòîì îáðàçöå, à òàêæå èçâåñòíûå çíà÷åíèÿ äèýëåêò-
ðè÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòè íàïîëíèòåëÿ εí, íîâîé ôàçû
εô è ìíîæèòåëÿ k. Äëÿ èññëåäóåìîãî ÑÊÌ εí=11 [2],
εô=6,72 [1] è k=0,238 [4]. Åñëè ýòè ïàðàìåòðû íåèç-
âåñòíû, èõ ìîæíî îïðåäåëèòü ïî ìåòîäèêàì [1, 2, 4].
Çíàÿ âåëè÷èíó óô è ñîîòâåòñòâóþùåå çíà÷åíèå
îáúåìíîé äîëè íàïîëíèòåëÿ óí2 â âûáðàííîì îáðàç-
äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöàåìîñòü ÑÊÌ,
íàïîëíèòåëÿ, îñòàòî÷íîãî ñòåêëà è íîâîé
ôàçû, ñîîòâåòñòâåííî;
îáúåìíûå äîëè íàïîëíèòåëÿ è ñòåêëà
äâóõêîìïîíåíòíîãî ÑÊÌ (áåç íîâîé
ôàçû);
íîðìèðóþùèé ìíîæèòåëü, ðàâíûé îáú-
åìíîé äîëå íàïîëíèòåëÿ â ñîñòàâå íîâîé
ôàçû.
ãäå ε, εí, εîñ, εô �
óí2, óñ2 �
k �
3
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2001, ¹ 6
18
ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÄËß ÌÈÊÐÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ
öå ÑÊÌ, ìîæíî ðàññ÷èòàòü âåëè÷èíó êîýôôèöèåíòà
β. Ñîãëàñíî (6),
β= .
2í
ô
y
y
(10)
Ïîëó÷åííàÿ âåëè÷èíà β ïîçâîëÿåò ñ ïîìîùüþ (6)
ïðîãíîçèðîâàòü çíà÷åíèÿ îáúåìíîé äîëè íîâîé ôàçû
óôi äëÿ ëþáîãî ïðîèçâîëüíî çàäàâàåìîãî çíà÷åíèÿ
óí2i, åñëè óñ2≥0,5.
Ïî àíàëîãèè ìîæíî ïîêàçàòü, ÷òî ïðè èñïîëüçî-
âàíèè ëîãàðèôìè÷åñêîãî çàêîíà ñìåøèâàíèÿ êîì-
ïîíåíòîâ ïàðàìåòðû εîñ è óô ìîãóò áûòü çàäàíû ñëå-
äóþùèì îáðàçîì:
;
lnln
ln
22í21c22c21í
122í2ý21í
oc yyyy
yy ý
−
ε−ε≈ε (11)
îñ
ô
í
oc
îñ2ñí2íý
ô
lnln
lnlnln
ε
ε
+
ε
ε
ε−ε−ε=
k
yó
ó . (12)
Ôîðìóëû (5), (6), (9), (11) è (12) ïîçâîëÿþò
ïî äâóì íåçàâèñèìûì çàêîíàì ñìåøèâàíèÿ êîìïî-
íåíòîâ ïðîèçâîäèòü âû÷èñëåíèå è ïðîãíîçèðîâà-
íèå îáúåìíîé äîëè íîâîé ôàçû äëÿ ðàçíûõ ñîîò-
íîøåíèé êîìïîíåíòîâ.
Ñ öåëüþ ïîëó÷åíèÿ èñõîäíûõ ñâåäåíèé äëÿ âû-
ïîëíåíèÿ ýòèõ ðàñ÷åòîâ è äëÿ ïðîâåðêè ñîîòâåòñòâèÿ
ïðîãíîçèðóåìûõ è ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ áûëè
èçãîòîâëåíû ÷åòûðå îáðàçöà ÑÊÌ (¹¹1�4). Ìàñ-
ñîâàÿ äîëÿ íàïîëíèòåëÿ â íèõ óêàçàíà â òàáëèöå.
Òàì æå ïðèâåäåíû ðàññ÷èòàííûå âåëè÷èíû îáúåì-
íûõ äîëåé íàïîëíèòåëÿ óí2 è ñòåêëà óñ2, à òàêæå
ýêñïåðèìåíòàëüíûå çíà÷åíèÿ äèýëåêòðè÷åñêîé ïðî-
íèöàåìîñòè îáðàçöîâ εý.
Ïðè âû÷èñëåíèè εîñ âîñïîëüçóåìñÿ èñõîäíûìè
äàííûìè, ïðèâåäåííûìè â òàáëèöå äëÿ îáðàçöîâ 1 è
2. Äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöàåìîñòü îñòàòî÷íîãî ñòåê-
ëà, âû÷èñëåííàÿ ñ ïîìîùüþ (11), εîñ=8,441. Îáúåì-
íàÿ äîëÿ íîâîé ôàçû óô â îáðàçöå 1, îöåíåííàÿ ïî
ôîðìóëå (12), ñîñòàâëÿåò 0,084. Êîýôôèöèåíò β,
íàéäåííûé ñ ïîìîùüþ (10) ïî çíà÷åíèÿì óô è óí2 â
îáðàçöå 1, ðàâåí 0,230. Ýòà âåëè÷èíà ïîçâîëèëà îï-
ðåäåëèòü ïî ôîðìóëå (6) ïðîãíîçèðóåìûå îáúåì-
íûå äîëè óôi, ñâåäåííûå â òàáëèöå äëÿ ñîñòàâîâ ñ
mí, ðàâíûì 0,40, 0,45 è 0,50.
Ñîïîñòàâèì ïîëó÷åííûå íà îñíîâå ëîãàðèôìè-
÷åñêîãî çàêîíà ïàðàìåòðû εîñ, β è óôi c ýòèìè æå
ïàðàìåòðàìè, ðàññ÷èòàííûìè íà îñíîâå ñòåïåííîãî
çàêîíà ïî ôîðìóëàì (5), (6) è (9).
Ïîïûòêà îïðåäåëåíèÿ óô ñ èñïîëüçîâàíèåì ôîð-
ìóë (9) è (5) ïðè n=2 (â ôîðìóëå Áàåðà) íå óâåí-
÷àëàñü óñïåõîì. Ïðè n=3 (â ôîðìóëå Ëàíäàó è Ëèô-
øèöà) ïðîãíîçèðóåìûå âåëè÷èíû óôi îêàçàëèñü ñó-
ùåñòâåííî âûøå íàéäåííûõ ïî ôîðìóëå (12) (ñì.
òàáë.). Åñòåñòâåííî áûëî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî ðàñõîæ-
äåíèå óìåíüøèòñÿ ïðè áîëåå âûñîêèõ ïîêàçàòåëÿõ n.
Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòà óô ïî ôîðìóëå (5) ïðè n =5
è âûøå ïðèâåäåíû â òàáëèöå, îòêóäà ñëåäóåò, ÷òî
ïðè n≥30 îòìå÷åííîå ðàñõîæäåíèå ïðàêòè÷åñêè èñ-
÷åçàåò. Ýòî íàãëÿäíî âèäíî íà ãðàôèêå (ñì. ðèñó-
íîê) âëèÿíèÿ âåëè÷èíû ïîêàçàòåëÿ n íà îòíîñèòåëü-
íîå ðàñõîæäåíèå ∆óî ìåæäó îáúåìíûìè äîëÿìè óô,
âû÷èñëåííûìè ïî ðàçíûì çàêîíàì äëÿ îáðàçöà 1
ïðè mí=0,35. Êà÷åñòâåííî òàêîé æå õàðàêòåð çàâè-
ñèìîñòè îò n íàáëþäàåòñÿ è äëÿ êîýôôèöèåíòà β
(ñì. ðèñ.).
Êàê ïîêàçàëè ðàñ÷åòû, çàâèñèìîñòè ∆óî(n) è β(n)
äëÿ äðóãèõ çíà÷åíèé mí ìàëî îòëè÷àþòñÿ îò ïðèâå-
äåííûõ íà ðèñóíêå.
Äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöàåìîñòü εîñ, íàéäåííàÿ ïî
ôîðìóëå (9) äëÿ äèàïàçîíà n îò 3 äî 100, îêàçàëàñü
ðàâíîé 8,438±0,005 ïðè âûáîðå èñõîäíûõ äàííûõ
ó ïàðû îáðàçöîâ 1 è 2. Ïðàêòè÷åñêè òàêîå æå çíà÷å-
íèå εîñ íàáëþäàåòñÿ â ñëó÷àå èñïîëüçîâàíèÿ èñõîä-
íûõ äàííûõ ó äðóãèõ ïàð îáðàçöîâ (2 è 3, 3 è 4).
Èñïîëüçóåì çíà÷åíèå óôi ïðè n =100 è îïðåäå-
ëèì äèýëåêòðè÷åñêóþ ïðîíèöàåìîñòü ÑÊÌ ε ïî
ôîðìóëå (3). Êàê ñëåäóåò èç òàáëèöû, ðàññ÷èòàííàÿ
Çàâèñèìîñòü ∆óî (1) è êîýôôèöèåíòà β (2) îò âåëè÷èíû
ïîêàçàòåëÿ n ïðè ìàññîâîé äîëå íàïîëíèòåëÿ mí= 0,35
2
1
∆óî ,
%
10
5
0 50 100 n
β
0,27
0,25
0,23
yô
Ñòåïåííîé çàêîí
Í
î
ì
å
ð
î
á
ð
à
çö
à
mí
yí2
yc2
εý
ε n=3 n=5 n=10 n=30 n=50 n=80 n=100
Ëîãà-
ðèôìè-
÷åñêèé
çàêîí
yí3 yc3
1 0,35 0,364 0,636 9,071 9,070 0,096 0,091 0,087 0,085 0,084 0,084 0,085 0,084 0,344 0,572
2 0,40 0,415 0,585 9,163 9,162 0,109 0,104 0,100 0,097 0,096 0,096 0,097 0,096 0,392 0,512
3 0,45 0,466 0,534 9,252 9,254 0,123 0,116 0,112 0,109 0,108 0,107 0,109 0,107 0,441 0,452
4 0,50 0,516 0,484 9,354 9,344 0,136 0,128 0,124 0,120 0,120 0,119 0,120 0,119 0.488 0,393
Èñõîäíûå äàííûå è ðåçóëüòàòû ïðîãíîçèðîâàíèÿ äîëåé êîìïîíåíòîâ è äèýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòè ÑÊÌ
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2001, ¹ 6 19
ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÄËß ÌÈÊÐÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ
âåëè÷èíà ε ïðàêòè÷åñêè ñîâïàäàåò ñ ýêñïåðèìåí-
òàëüíûìè çíà÷åíèÿìè εý äëÿ âñåõ îáðàçöîâ. Ýòî æå
íàáëþäàåòñÿ è ïðè 100>n≥30.
Ñîãëàñíî [1], äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöàåìîñòü îñ-
òàòî÷íîãî ñòåêëà εîñ â àíàëîãè÷íîì ÑÊÌ ïî÷òè íå
îòëè÷àåòñÿ äëÿ ðàçíûõ ñîîòíîøåíèé êîìïîíåíòîâ
(îòëè÷èå ≈1%). Ïîñêîëüêó â èññëåäóåìîé ñòåêëîêå-
ðàìèêå εîñ≈8,44, äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöàåìîñòü
ÑÊÌ â äèàïàçîíå óñ2 îò 0,484 äî 1 èçìåíÿåòñÿ
ïðèìåðíî íà åäèíèöó: îò 9,4 äî 8,44 (ñì. òàáë.).
Îáúåìíàÿ äîëÿ íîâîé ôàçû ïðè ýòîì èçìåíÿåòñÿ îò
0,12 äî íóëÿ.
Èç ôîðìóëû (3) ñëåäóåò, ÷òî îáúåìíûå äîëè íà-
ïîëíèòåëÿ óí3 è îñòàòî÷íîãî ñòåêëà óñ3 â ðàññìàòðè-
âàåìîì ÑÊÌ îïðåäåëÿþòñÿ âûðàæåíèÿìè
óí3=óí2�kóô; (13)
óñ3=óñ2�(1�k)óô. (14)
Ðåçóëüòàòû âû÷èñëåíèÿ óí3 è óñ3 ïðèâåäåíû â òàá-
ëèöå.
Âûâîäû. Òàêèì îáðàçîì, ïîêàçàíà ïðèãîäíîñòü
äâóõ íåçàâèñèìûõ ñïîñîáîâ ðàñ÷åòà è ïðîãíîçèðî-
âàíèÿ âåëè÷èí îáúåìíûõ äîëåé êîìïîíåíòîâ ÑÊÌ
ñ ìåæôàçíûì ñëîåì è äèýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàåìî-
ñòè ÑÊÌ è åãî îñòàòî÷íîãî ñòåêëà.
Êðîìå òîãî, ýêñïåðèìåíòàëüíî óñòàíîâëåí ñòåïåí-
íîé çàêîí ñìåøèâàíèÿ êîìïîíåíòîâ (n≥30), àëüòåð-
íàòèâíûé èçâåñòíîìó ëîãàðèôìè÷åñêîìó è ïðèãîä-
íûé äëÿ ðàñ÷åòà è ïðîãíîçèðîâàíèÿ ïàðàìåòðîâ
ÑÊÌ ñ ìåæôàçíûì ñëîåì. Áëàãîäàðÿ åìó ïîëó÷åíî
êîëè÷åñòâåííîå ïîäòâåðæäåíèå ñïðàâåäëèâîñòè ëî-
ãàðèôìè÷åñêîãî çàêîíà ñìåøèâàíèÿ êîìïîíåíòîâ
ñòåêëîêåðàìèêè. Ôîðìóëû, ïîëó÷åííûå íà îñíîâå
ýòîãî çàêîíà, ìîãóò ñàìîñòîÿòåëüíî èñïîëüçîâàòüñÿ
äëÿ ðàñ÷åòà ïàðàìåòðîâ àíàëîãè÷íûõ êîìïîçèöèîí-
íûõ ìàòåðèàëîâ.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. Äìèòðèåâ Ì. Â. Ñòåêëîêåðàìèêà ñ ïðîäóêòîì âçà-
èìîäåéñòâèÿ ñòåêëà è íàïîëíèòåëÿ: äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðî-
íèöàåìîñòü // Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêò-
ðîííîé àïïàðàòóðå. � 1999. � ¹ 4. � Ñ. 44 � 46.
2. Äìèòðèåâ Ì. Â. Âëèÿíèå êîíöåíòðàöèè êîìïî-
íåíòîâ è ïîð íà äèýëåêòðè÷åñêóþ ïðîíèöàåìîñòü ñòåê-
ëîêåðàìèêè // Òàì æå. � 1997. � ¹ 4. � Ñ. 34 � 38.
3. Äìèòðèåâ Ì. Â. Âëèÿíèå êîíöåíòðàöèè êîìïî-
íåíòîâ è ïîð íà äèýëåêòðè÷åñêèå ïîòåðè â ñòåêëîêåðà-
ìèêå // Òàì æå. � 1998. � ¹ 1.� Ñ. 39 � 43.
4. Äìèòðèåâ Ì. Â. Ñòåêëîêåðàìèêà ñ ïðîäóêòîì âçà-
èìîäåéñòâèÿ ñòåêëà è íàïîëíèòåëÿ: ýëåêòðîñîïðîòèâëå-
íèå // Òàì æå.� 1998.� ¹ 3 � 4.� Ñ. 56 � 61.
â ïîðòôåëå ðåäàêöèè â ïîðòôåëå ðåäàêöèè â ïîðòôåëå ðåäàêöèè â ïîðòôåëå ðåäàêöèè â
ï
îð
òô
åë
å ð
åäàê
ö
è
è
â
ï
îð
òô
åë
å ð
åäàê
ö
è
è
â
ï
îð
òô
åë
å ð
åäàê
ö
è
è
â ïîðòôåëå ðåäàêöèè â ïîðòôåëå ðåäàêöèè â ïîðòôåëå ðåäàêöèè â ïîðòôåëå ðåäàêöèè
â
ï
îð
òô
åë
å
ð
åä
àê
ö
è
è
â
ï
îð
òô
åë
å
ð
åä
àê
ö
è
è
â
ï
îð
òô
åë
å
ð
åä
àê
ö
è
è Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Êîíòðîëåïðèãîäíàÿ ñõåìà äâîè÷íîãî ñóììàòîðà íà îñíîâå 4-ðàçðÿäíîé ñåêöèè ñ îäíîâðå-
ìåííûì ïåðåíîñîì. À. È. Òèìîøêèí (Óêðàèíà, ã. Äíåïðîïåòðîâñê)
Ðàçðàáîòêà è êîíòðîëü öèôðîâûõ âîëîêîííî-îïòè÷åñêèõ ìîäóëåé. À. À. Ìåðæâèíñêèé,
Â. È. Îñèíñêèé, À. Â. Ïàëàãèí, Â. Ã. Âåðáèöêèé, À. À. Âîðîíüêî, Ï. À. Ìåðæâèíñêèé,
Ï. Â. Áåëàø, Þ. È. Ñèáðèí, Ñ. Ï. Îñòàï÷óê (Óêðàèíà, ã. Êèåâ)
Ñèñòåìà àâòîìàòèçèðîâàííîãî âûáîðà ïîêðûòèé. À. À. Åôèìåíêî, Â. Â. Ñèìîíîâ, À. Í.
Äîí÷èëî (Óêðàèíà, ã. Îäåññà)
Îñîáåííîñòè ðàçðàáîòêè äàò÷èêîâ äàâëåíèÿ íà ÏÀ äëÿ ÀÝÑ. ß. È. Ëåïèõ, Â. Ê. Ëîïó-
øåíêî, Í. Ã. ×åðíÿê, Þ. Å. Íèêîëàåíêî (Óêðàèíà, ãã. Îäåññà, Êèåâ)
Ïðîöåññû äåãðàäàöèè ìèêðîýëåêòðîìåõàíè÷åñêèõ ñòðóêòóð äàò÷èêîâ äàâëåíèÿ. Ñ. À. Àäàð-
÷èí, À. Ñ. Êóøíåíêîâ, Ë. Â. Êîæèòîâ, Â. Ã. Êîñóøêèí (Ðîññèÿ, ãã. Ìîñêâà, Êàëóãà)
Îïûò ñîâåðøåíñòâîâàíèÿ òåõíîëîãè÷åñêîãî îáåñïå÷åíèÿ òîëñòîïëåíî÷íîé òåõíîëîãèè.
Ë. È. Ïàíîâ, Ð. Ã. Ñèäîðåö (Óêðàèíà, ã. Îäåññà)
Ðàçìåðíî-ãåîìåòðè÷åñêèå ïàðàìåòðû ìîäåëåé ìèêðîñòðóêòóðû òîëñòûõ ðåçèñòèâíûõ ïëå-
íîê. À. Â. Ñòåðõîâà (Ðîññèÿ, ã. Èæåâñê)
Ñòåïåííàÿ ñâÿçü ïàðàìåòðîâ êîìïîçèöèîííîãî ìàòåðèàëà è åãî êîìïîíåíòîâ. Ì. Â. Äìè-
òðèåâ (Óêðàèíà, ã. Îäåññà)
Ýëåêòðîííûå ñðåäñòâà êîíòðîëÿ ôóíêöèîíàëüíîãî ñîñòîÿíèÿ âîäèòåëåé. Ä. È. Ëåâèíçîí,
Ð. Â. Ãîëîâàõà, Ã. À. ×àóñîâñêèé (Óêðàèíà, ã. Çàïîðîæüå)
Èìèòàòîð ñèãíàëîâ ìàøèííîãî îáîðóäîâàíèÿ. Ý. À. Äìèòðèåâ, Ñ. Â. Åìåëüÿíîâ, ß. Â.
Äåðåâÿãèí (Óêðàèíà, ã. Îäåññà)
Àêóñòîîïòè÷åñêîå óñòðîéñòâî ñïåêòðàëüíîãî ðàçóïëîòíåíèÿ äàííûõ
äëÿ îïòè÷åñêèõ âû÷èñëèòåëüíûõ ñðåäñòâ. Â. Â. Äàíèëîâ (Óêðàèíà,
ã. Äîíåöê)
Èíôîðìàöèîííî-èçìåðèòåëüíûé êîìïëåêñ äëÿ îïòîåìêîñòíîé ñïåêò-
ðîñêîïèè ïîëóïðîâîäíèêîâ. Â. À. Âàñèëüåâ (Ðîññèÿ, ã. Ïåíçà)
Ø
Ø
3*
|