Розробка датчика температур на акустичних хвилях (стр. 11 из 13)
Внр= Взп * Кнр,
де:
Кнр – коефіцієнт накладних витрат, прийнятий в організації-розроблювачі.
Внр = 82640 * 2 = 165280 грн.
Інші витрати
Це стаття передбачає витрати, не передбачені в інших статтях витрат, які можна віднести на дану тему прямим рахунком. Це можуть бути витрати організації-розроблювача, пов'язані з експлуатацією ОЦ, виробничими відрядженнями й т.п.
Він= Взп* Кін,
де:
Кін – коефіцієнт інших витрат, приймемо його рівним 15%.
Він= 82640 * 0.15 = 12396, округляючи, одержимо:
Він= 12400 грн.
8. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА. ТЕХНОЛОГІЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ПАХ СТРУКТУР
У виробництві пристроїв, що працюють на акустичних хвилях, використається фотолітографічний процес (рис.8.1); приблизно таким же способом виготовляються інтегральні схеми. Єдина різниця полягає в тім, що в акустичних датчиках немає переходів.
Рисунок 8.1 Фотолітографічний процес
При виготовленні акустичних сенсорів найбільше часто використаються наступні п'єзоелектричні підкладки: кварц (Si2), танталат літію (LiTa3) і трохи рідше ніобат літію (LiNb3). У кожного із цих матеріалів є свої переваги й недоліки, пов'язані із ціною, температурною залежністю, загасанням і швидкістю поширення. В таблиці 8 наведено коефіцієнти чутливості деяких матеріалів, за якими можна визначити чутливість частоти (періоду) ПАХ до зовнішніх впливаючих факторів: деформацій eij звукопроводу KeSpeij, його температури DT та обертання основи W:
Df/fn0»KeSpeij+KtDT+Kk×W/fn0–DL/L0.
Таблиця 8
Коефіцієнти чутливості звукопроводу ПАХ
| Матеріал звукопроводу | f0n, МГц | Ke | Kt×104, 0C | Kk | |||
| Експеримент | Розрахунок | Експеримент | Розрахунок | Експеримент | Розрахунок | ||
| ZnO-SiO2 | 82,0 | 5,7 | 4,53 | 61,45 | 48,25 | -0,24 | -0,22 |
| a-SiO2 ST-зрізу | 78,9 | -0,87 | -0,54 | 2,8 | 3,25 | -0,44 | -0,59 |
Слід зазначити, що анизотрорпні матеріали, у тому числі й кварц, володіють такою властивістю: температурна залежність матеріалу залежить від кута зрізу й напрямку поширення хвилі. Правильним підбором значень цих параметрів можна мінімізувати температурний ефект першого порядку. Якщо максимізувати цей ефект, то можна сконструювати акустичний датчик температури. Не можна сказати того ж про ніобат й танталат літію, тому що при будь-яких зрізі матеріалу й напрямку поширення хвилі зберігається лінійна температурна залежність. З інших матеріалів, що мають комерційне застосування, слід зазначити: арсенід галію (GaAs), карбід кремнію (Si), лангасит (LGS), оксид цинку (Zn), нітрид алюмінію (Al), п'єзоелектричний титанат свинцю-цирконію (PZT), фторид поливинилидена (PVd).
Для виготовлення датчиків використається фотолітографічний процес (див. рис. 8.1). Зборка починається з полірування й очищення п'єзоелектричної підкладки. Потім на підкладку рівномірно наноситься метал, як правило, алюміній. Потім на пристрій методом центрифугирования наносять фоторезист, а потім його задубливают з метою підвищення міцності. Потім ті області, які повинні бути металізовані в остаточному підсумку, закриваються світлонепроникним папером, і пристрій міститься під ультрафіолетове випромінювання. В опромінених зонах відбуваються хімічні зміни, після яких їх легко видалити за допомогою проявника. Нарешті, видаляється фоторезист, що залишився. Малюнок металу, що залишився, і є зустрічно-штировий перетворювач. Ефективність сенсора можна максимізувати за допомогою зміни довжини, ширини, товщини й розташування перетворювача.
Фотолітографія, спосіб формування рельєфного покриття заданої конфігурації за допомогою фоторезисту (спеціальний матеріал, що змінює свої фізико-хімічні властивості при опроміненні світлом). Фотолітографія звичайно включає:
1) нанесення фоторезисту на метал, діалектик або напівпровідник методами центрифугування, напилювання або сублімації;
2) сушіння фоторезисту при 90-110 0C для поліпшення його адгезії до підкладки;
3) експонування фоторезисту видимим або УФ випромінюванням через фотошаблон (стекло, кварц й ін.) із заданим малюнком для формування схованого зображення; здійснюється за допомогою ртутних ламп (при контактному способі експонування) або лазерів;
4) прояв (візуалізацію) схованого зображення шляхом видалення фоторезисту з опроміненої (позитивне зображення) або неопроміненої (негативне) ділянки шару вимиванням водно-лужними й органічними розчинниками або сублімацією в плазмі високочастотного розряду;
5) термічну обробку (дублення) отриманого рельєфного покриття (маски) при 100-200 0C для збільшення його стійкості при травленні;
б) травлення ділянок вільної поверхні травителями кислотного типу (напр., на основі HF, NH4F або CH3COOH) або сухими методами (напр., галогеновмісткою плазмою);
7) видалення маски розчинниками або випалюванням кисневою плазмою. Масштаб передачі малюнка фотошаблона звичайно 1:1 або 5:1 й 10:1 (при проекційному способі експонування).
При виготовленні інтегральних схем процес повторюють багаторазово на різних технологічних шарах матеріалу й при цьому кожний наступний малюнок повинен бути сполучений із попереднім.
Часто для додання фоторезистному покриттю специфічних характеристик (підвищення стійкості до травителей, зменшення відбиття випромінювання від підкладки, планаризація рельєфу й ін.) формують багатошарові покриття, у яких один із шарів, звичайно верхній, є власно фоторезистом, а інші мають допоміжні функції. Двошарове покриття сформовано й в одношаровому фоторезисті шляхом локальної хімічної модифікації поверхні.
Основними вимогами до фотолітографії:
- висока розв'язна здатність;
- мінімальна дефектність;
- висока продуктивність.
Існує кілька різновидів фотолітографії. Метод прямої фотолітографії передбачає нанесення суцільної плівки матеріалу тонкоплівочного елемента, формування на його поверхні фоторезистної контактної маски, втравлювання через вікна у фоторезисті зайвих ділянок плівки. Контактна маска з фоторезисту або іншого матеріалу, більш стійкого до наступних технологічних впливів, відтворює малюнок фотошаблона із плівки.
Експонований фоторезист віддаляється (розчиняється) після чого плівка резистивного матеріалу стравлюється з ділянок, не захищених фоторезистом. Далі на підкладці у вакуумі наноситься суцільна плівка алюмінію. Після фотолітографії й травлення алюмінію провідна плівка залишається в областях контактних площадок і провідників. При цьому сформовані на попередньому етапі резистори не ушкоджуються. Після нанесення поверх провідних елементів і резисторів захисного шару скла проводиться ще одна, третя фотолітографічна обробка, у результаті якої стекло віддаляється з областей над контактними площадками, а також по периметрі плати.
Метод зворотної (підривний) фотолітографії відрізняється від попередніх тим, що спочатку на підкладці формується контактна маска, потім наноситься матеріал плівкового елемента, після чого виробляється видалення контактної маски.
При фотолітографічному методі для виготовлення ГИС, що містять резистори й провідники, використають два технологічних маршрути. Перший варіант - напилювання матеріалу резистивної і провідної плівок; фотолітографія провідного шару; фотолітографія резистивного шару; нанесення захисного шару. Другий варіант - після проведення перших двох операцій, тих же що й у попередньому варіанті, спочатку здійснюють фотолітографію й травлення одночасно провідного й резистивного шарів, потім другу фотолітографію для підбурення провідного шару в місцях формування резистивних елементів, після чого наносять захисний шар й фотолітографію для розкриття вікон у ньому над контактними площадками.
9. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА. ЗАХИСТ ВІД ВРАЖЕННЯ ЕЛЕКТРИЧНИМ СТРУМОМ
Дiя електричного струму на оpганізм людини. Широке використання електроенергії у всiх галузях народного господарства та у побуту приводить до значного розширення кола осiб пов'язаних з експлуатацiєю електроустановок.
Електроустановками називається сукупнiсть машин, лiнiй, допомiжного обладнання (разом з спорудами та примiщеннями, у яких вони встановленi), призначенi для виробництва, перетворення, трансформацiї, передачi, розподiлу електроенергiї та перетворення її у iншi види енергiї.
Порушення вимог електробезпеки при роботi на електроустановках, як правило, приводить до електротpавм.
Електротpавма - травма, викликана впливом електричного струму або електричної дуги.
Кількість нещасних випадкiв з смертельним наслідком при електpотpавматизмі найбiльше (складає близько 40 %), при загальній кількості біля 1%.
Виникнення електротpавм може бути викликано:
- дотиком до частин, що проводять струм;
- дотиком до апаратiв, що знаходяться у аварiйному режимi;
- попаданням пiд напругу кроку;
- наближенням до апаратiв високої напруги (поразка електричною дугою).
В порiвняннi з iншими видами нещасних випадкiв електротpавматизм має такi особливостi:
Людина не може визначити дистанційно наявнiсть напруги. Електричний струм дiє не тільки в місці контакту, а - на весь органiзм у цiлому. Людина може отримати електротравму без безпосереднього контакту з струмопровідними частинами ( попадання під напругу кроку, враження через електричну дугу). Види дiї електричного струму.
Електричний струм може викликати:
- термiчну (опiк);