Автоматические системы дозирования essemtec серии CdS Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»
Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Власов Александр
Операция нанесения паяльной пасты/клея на печатную плату в технологии поверхностного монтажа является одним из основополагающих этапов и значительно влияет на его последующие стадии: установку компонентов и пайку оплавлением.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Власов Александр
Профессиональное оборудование фирмы essemtec для монтажа на поверхность
Оборудование для поверхностного монтажа фирмы essemtec
Автоматическая система для поверхностного монтажа essemtec csm7000
Essemtec: система mpl3100 для высокоточной установки SMD-компонентов
Выставка SMT / hybrid / packaging в Нюрнберге
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Текст научной работы на тему «Автоматические системы дозирования essemtec серии CdS»
Компоненты и технологии, № 8’2002
дозирования ЕББЕМТЕС серии 005
Операция нанесения паяльной пасты/клея в технологии поверхностного монтажа является одним из основополагающих этапов и значительно влияет на последующие его стадии: установку компонентов и пайку оплавлением. При большом разнообразии оборудования существует два базовых метода нанесения материалов: с использованием устройств трафаретной печати и систем дозирования — диспенсеров. ЕББЕМТЕС — один из мировых лидеров по производству гибких высокоточных систем дозирования. Уникальные конструктивные особенности устройств гарантируют высокую стабильность платформ и их простое обслуживание.
В основу работы любого принтера трафаретной печати (ручного, полуавтоматического или автоматического) заложен принцип нанесения расходного материала на подложку (печатную плату) через трафарет. Характерными чертами этого метода являются точность дозирования, высокая степень повторяемости процесса, сравнительно высокая производительность, удобство и простота обслуживания оборудования оператором. Уровень точности и производительность нанесения материалов этим способом определяется классом применяемого оборудования, качеством изготовления трафарета. Естественно, что при этом должны применяться высококачественные расходные материалы, а устройства — обслуживаться персоналом соответствующей квалификации, но эти требования законны для работы с любым техпроцессом и оборудованием.
Тонким местом этого метода является то, что для каждого вида ПП требуется изготавливать отдельный трафарет, а это связано с определенными материальными затратами, и, самое главное при форс-мажорных обстоятельствах, — с потерями времени. Такие ситуации часто возникают при большой номенклатуре выпускаемых изделий (особенно на этапе первого запуска в производство), при частых модернизациях узлов, при срочных заказах от внешних клиентов.
Применение потребителями большого спектра клеев и паяльных паст значительно расширяет специфические требования, предъявляемые к оборудованию для операций дозирования. Именно в этих ситуациях целесообразно применение автоматических систем дозирования, когда запросы потребителя могут быть легко удовлетворены использованием особо гибких автоматизированных платформ,
Компоненты и технологии, № 8’2002
где применены необходимые решения технологий дозирования.
Соблюдая эти и другие требования современного рынка, фирма ESSEMTEC предлагает целое семейство автоматических систем дозирования. Для гибкого использования потребителю доступны как автономные системы, так и системы, встраиваемые в конвейерные производственные линии. Две различные автоматизированные платформы фирмы ESSEMTEC обеспечивают потребителю оптимальный выбор, исходя из требований точности, скорости дозирования и производительности. Вашему вниманию предлагаются устройства автоматического дозирования на платформах CDS6700 и CDS6900.
Разнообразие различных опций дает возможность потребителю корректно сформировать требуемую конфигурацию системы на любой из предлагаемых платформ.
Основные характеристики систем:
• полностью автоматизированный процесс дозирования;
• одна или две индивидуально управляемые головки дозирования;
• виды дозирования: капля, линия, капля/линия, круг, кривые, трехмерное дозирование;
• бесконтактное или контактное дозирование;
• цифровая видеокамера со светодиодной подсветкой;
• встроенная система распознавания контрольных марок для выравнивания ПП;
• высокая точность и повторяемость процесса;
• точный микрошаговый двигатель или серводвигатель с линейной шкалой;
• базовая ОС Windows98/2000;
• настольное или напольное исполнение, конвейерное исполнение (стандарт SMEMA);
• система автоматической калибровки высоты (лазером);
• полная автоматическая настройка параметров для определения размеров капель дозирования;
• быстрозаменяемые насадки для различных видов клапанов;
• полная модульность системы внутри каждой платформы;
• прямое программирование из CAD данных, интегрированная библиотека SMD-компонентов (совместима с библиотекой компонентов автоматов SMD фирмы ESSEMTEC);
• автоматический перевод данных из программ установки SMD-компонентов (установочное оборудование фирмы ESSEMTEC);
• клапаны дозирования с заданием параметров время/давление;
• Клапаны дозирования шнекового типа (Архимедов винт);
• клапаны поточного или струйного действия.
Все системы CDS оснащены с учетом последних изобретений в технологии дозирования. Этот фактор обеспечивает удобство ежедневной работы пользователя, особенно в тех случаях, когда большое количество па-
раметров может влиять на результат работы. Автоматизация рутинных задач с учетом уникальных возможностей системы должны помочь потребителю качественно управлять процессом дозирования.
Система автоматической калибровки высоты
Одним из важных критических параметров в течение дозирования является корректное смещение насадки по отношению к ПП. Дозирующие системы CDS могут быть оборудованы системами полной автоматической калибровки высоты. Это обеспечивается специальной программой, с помощью которой система автоматически измеряет корректную высоту (для каждого типа платы) перед каждым запуском процесса дозирования.
Использование специальной видеосистемы тестирования позволяет автоматически измерять и проверять размеры капель материала в определенном промежутке времени. Автомат контролирует дозирование капель и сравнивает их с заданным образцом. Если произошли изменения в размере капель в заданном интервале времени, все необходимые параметры автоматически регулируются и система продолжает работу без прерываний.
Программное обеспечение автоматического распознавания контрольных знаков
Лазер и видеосистема предотвращают повреждение ПП, так как не используется механический ограничитель хода дозирующей насадки, как это предусмотрено в аналогичных системах других фирм. Дополнительно это позволяет производить дозирование точек материала в позиции, которые недоступны при использовании механического ограничителя насадки.
Автоматическая регулировка параметров, влияющих на процесс дозирования
Объем дозирования находится в прямой зависимости от состояния материала. На процесс дозирования влияют: изменение температуры окружающей среды, различная вязкость материалов, величина заполнения картриджа материалом и т. д.
При работе с системами CDS доступно использование пакета программ автоматического распознавания контрольных знаков (марок). Эта программа обеспечивает автоматический поиск и определение двух марок на ПП.
Некорректно установленная ПП может быть автоматически определена по контрольным знакам и программа самостоятельно скорректирует координаты дозирования соответственно смещению ПП. Это программное обеспечение входит в стандартную поставку моделей CDS в конвейерном исполнении и предлагается в качестве дополнения для локальных систем.
Система фиксации ПП на локальных системах
Обе системные платформы в стандартной поставке оборудуются устройством фиксации для односторонних и двухсторонних ПП. На систему могут быть смонтированы дополнительный упор или вакуумные держатели. Также возможна установка вакуумного стола с внешней вакуумной помпой для фиксации гибких или чувствительных к фиксации плат.
Конвейерные системы (стандарт БМЕМА)
Для систем на платформе 0086700 предусматривается одноуровневый конвейер, встроенный внутри стандартного устройства фиксации ПП. Он присоединяется по стандарту 8МЕМА, что обеспечивает использование автомата дозирования как элемента производственной линии.
Компоненты и технологии, № 8’2002
Система на платформе 0086900 (более габаритная, чем 0086700) позволяет встраивание трехуровневого конвейера. Посредством двух буферных зон (одна зона на входе, две — на выходе) время передачи ПП может быть минимизировано и достигнута более высокая скорость.
Обе конвейерные системы могут быть дополнительно встроены в ранее установленные локальные системы. Таким образом, может быть произведена модернизация ранее инсталлированных машин, а это обеспечивает инвестиционную защиту пользователя оборудования при повышении требований к производительности линии.
Подогревные платы для нагрева подложек и ПП
Клапаны дозирования с заданием параметров время/давление идеально подходят для дозирования адгезивов. В системах CDS материал не входит в прямой контакт с клапаном, что уменьшает потребность в регулярной чистке клапана.
В комбинации с функцией компенсации высоты и видеосистемы для автоматической калибровки размера капли клапан используется для точного и быстрого применения.
Такой клапан дозирования может быть представлен в двух исполнениях для программирования высоты по оси 2: с пневматической системой или системой мотопривода.
Клапаны дозирования шнекового типа
Для дозирования паяльной пасты рекомендуется использовать клапан с Архимедовым винтом (помпой). Это устройство основано на шаговом моторе с высокоточным управляемым шнеком винта. Процесс с использованием помпы обладает высокой степенью повторяемости при нанесении капель материала малого размера.
Такой клапан дозирования может быть представлен в двух вариантах исполнения для программирования высоты по оси 2: с микрошаговым двигателем (платформа 0086700), или с закрытой замкнутой системой сервопривода (платформа 0086900).
Комбинированные системы дозирования
В некоторых случаях используется соединение насадки дозирования с системой подогрева, что бывает необходимо для предварительного нагрева подложки. Эта система обеспечивает локальный нагрев отдельного компонента и предотвращает влияние термической реакции на окружающие компоненты. Система нагрева оборудуется РГО-контроллером, который отслеживает точность установленной температуры.
Клапаны дозирования с заданием параметров время/давление
с клапаном), клапаны реактивного распыления для высокоскоростных применений.
Чтобы корректно определить соответствующий клапан (для решения вашей задачи) необходимо связаться со специалистами по данному оборудованию.
Примечание. Для корректно выбора клапана (при решении Вашей задачи) необходимо связаться со специалистами по данному оборудованию.
Особенности программного обеспечения
В некоторых случаях требуется производить дозирование двух или более объектов в одном процессе. Например:
1. Заполнение контура (используется в модели 0086940).
Шаг 1: нанесение контура вокруг поверхности дозирования материалом среднего уровня вязкости.
Шаг 2: заполнение контура материалом с низким уровнем вязкости.
2. Нанесение паяльной пасты и клея (используется в модели 0086930).
На одной системе требуется нанести одновременно пасту (опытная или малая партия изделий, а также селективное дозирование) и адгезив (например, для пайки волной 8М0-ком-понентов).
Для этих случаев на системы могут быть установлены два различных устройства (клапана) дозирования.
Корректный выбор клапана
В зависимости от применения, различные типов клапанов могут быть инсталлированы на некоторые базовые модели машин. Клапаны распыления для нанесения покрытия, поточные клапаны (где материал может не быть в прямом контакте непосредственно
Программное обеспечение (ПО) разработано на основе 15 летнего опыта работы и обслуживания устройств дозирования специалистами фирмы Е88ЕМТЕС. Данное ПО предоставляет оператору удобное обслуживание оборудования и поддерживает дружественный интерфейс программы в ОС Windows. Все предлагаемые ПО действия могут быть выбраны простым нажатием кнопки мышки. Особенности ПО:
• графическая библиотека компонентов для быстрой установки;
• программируемое смещение иглы для различных размеров капли материала;
• интегрированный оптимизированный алгоритм;
• быстрый процесс адаптации путем прямого изменения параметров;
• адаптация к специфичным требованиям потребителя.
Преобразование информации установки компонентов (СДО-конвертор)
Пакет программ 0080А0 обеспечивает автоматическую генерацию координат дозирования из файла размещения компонентов любой программы 0А0-формата.
Для всех систем автоматической установки 8М0-компонентов (Е88ЕМТЕ0) существует ПО 0А0-транслятор.
Компоненты и технологии, № 8’2002
Таблица 1. Автоматы платформы 0036700 (технические параметры)
Для установочных машин производства других фирм доступны специфичные программы преобразования.
Модели CDS6705 0056710 0056720 0056740
Применение Адгезивы, герметики, варка, уплотнение Адгезивы, герметики, варка, уплотнение Паяльная паста, адгезивы, герметики, варка, уплотнение Адгезивы, герметики, варка, уплотнение, заполнение контура
Клапаны Время/давление Время/давление Архимедов винт Время/давление 2 доз. головки
Типы дозирования Капля, линии, кривые, круги Капля, линии, кривые, круги Капля, линии, кривые, круги Капля, линии, кривые, круги
Макс. скорость точек/ч 15000,00
Тип системы Настольный вариант, напольный вариант (опция)
Напольное исполнение Регулируемая фиксация ПП с суппортами и вакуумными пинами (опции)
Макс. размер ПП 550×568 мм
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
Макс. поверхность дозирования 440×400 мм | 380×400 мм
Конвейерная система ЗМЕМА-совместимый, одноуровневый конвейер
Макс. размер ПП для конвейерной системы 600×548 мм
Макс. поверхность дозирования для конвейерной системы 440×400 мм 440×400 мм
Высота под ПП (для конвейерной системы) 20 мм.
Стандартные особенности Прямая передача установочных данных из установок ЕЗЗЕМТЕС, обучающая видеосистема
Опции Сварная стальная станина, система распознавания маркеров, система автоматического измерения высоты, автоматическая калибровка размеров капли, САР-транслятор, прямая передача установочных данных различных поставщиков, системы нагрева ПП и насадки, система чистки насадки
Система управления мотором Микрошаговый мотор для перемещения по осям X, У
Пневмоуправление по оси 1 Микрошаговый мотор по оси 1 Микрошаговый мотор по оси 1 & винтовая ось Пневмоуправление по оси 1
Таблица 2. Автоматы платформы 0036900 (технические параметры)
Система подогрева насадки. Система подогрева насадок доступна для изделий, где температура имеет большое влияние относительно вязкости применяемого материала. В основном используется для адгезивов, но также и для герметизации изделий, что обеспечивает управление температурой дозирования компаунда через внешний контроллер температуры.
Система чистки насадки. Дополнительно доступна автоматическая система чистки насадки. Программный продукт обеспечивает программирование циклов чистки насадки и гарантирует поддержание насадки свободной от любого материала на внешней стороне насадки.
Модели 0056910 0056920 0056930 0056940
Применение Адгезивы, герметики, варка, уплотнение Паяльная паста, адгезивы Паяльная паста, адгезивы, герметики, варка, уплотнение, заполнение контура Адгезивы, герметики, варка, уплотнение, заполнение контура
Клапаны Время/давление Архимедов винт 1 xАрхимедов винт ^Время/давление 2xВремя/давление
Типы дозирования Капля, линии, кривые, круги, 3-Р Капля, линии, кривые, круги, 3-Р Капля, не интерполированные линии, кривые, круги, 3-Р Капля, не интерполированные линии, кривые, круги, 3-Р
Макс. скорость точек/ч 18000,00
Тип системы Настольный вариант, напольный вариант (опция)
Напольное исполнение Регулируемая фиксация ПП с суппортами и вакуумными пинами (опции)
Макс. размер ПП 600×568 мм
Макс. поверхность дозирования 500×500 мм | 420×500 мм
Конвейерная система ЗМЕМА совместимый, одноуровневый конвейер
Макс. размер ПП для конвейерной системы 400×300 мм
Макс. поверхность дозирования для конвейерной системы 400×500 мм
Высота под ПП (для конвейерной системы) 30 мм
Стандартные особенности Прямая передача установочных данных из установок ЕЗЗЕМТЕС, обучающая видеосистема
Опции Сварная стальная станина, система распознавания маркеров, система автоматического измерения высоты, автоматическая калибровка размеров капли, САР-транслятор, прямая передача установочных данных различных поставщиков, системы нагрева ПП и насадки, система чистки насадки
Система управления мотором Микрошаговый мотор для перемещения по осям X, У
Пневмоуправление по оси 1 Микрошаговый мотор по оси 1 Микрошаговый мотор по оси 1 & винтовая ось Пневмоуправление по оси 1
ДАТЧИК CDS 5mm LDR Датчик фоторезистора светочувствительный резистор светочувствительный датчик Управление световодом датчика фоторезистора Mj5516 Mj5517 Mj5528 Mj5537
Сертифицированный Поставщик
Trading Company
Описание Товара
Информация о Компании
Основная Информация.
Сертификация
Индивидуальные
Номера Индивидуальные
фоторезисторный оптический датчик cds
значение сопротивления
0,01 ом-100 ком
допуск сопротивления
макс. напряжение
150 в пост. тока
макс. мощность передачи
рабочая температура
-30-+70 градусов
пиковое значение для базовой траектории
без толщины
Транспортная Упаковка
Характеристики
Diameter 5mm
Торговая Марка
Происхождение
Guangdong, China
Код ТН ВЭД
8541409000
Производственная Мощность
10, 00, 000 Pieces Per Week
Описание Товара
Заводской Цена 5 мм CDS фоторезисторный датчик
| Пункт | Датчик фоторезистора |
| Модель | MJ5516 |
| Диаметр | 5 мм |
| Сопротивление | 0,01 Ом-100 кОм |
| Допуск сопротивления | -/+1% |
| Макс. Напряжение | 150 В ПОСТ. ТОКА |
| Макс. Силовская обволакивность | 100 МВТ |
| Рабочая температура | -30-+70 градусов |
| Пиковое значение для верт. Спецификации | 540 нм |
| Без толщины | 1.8-/+0,2 мм |
Введение
Фоторезисторный резистор представляет собой резистор, изготовенный из полупроводникового материала, и проводимость изменяется с изменением яркости. Фоторезисторы могут быть изготовлены с использованием различных рисунков и светильника, исходя из этой характеристики.
Существует 3 серии продукта, уплотнение из экзпорной смолы, уплотнение из металлической оболочки и уплотнение из штукатулы с Ф3, Ф4, Ф5, Ф6.5, Ф7, Ф11, Ф12, Ф20, Ф25 и другие 13 вида спецификаций более 100 видов фоторезисторных изделий.
Функции
1.покрыт эпоксидной смолой
2. Хорошая надежность
3.Высокая чувствительность
4. Малый объем
5. Быстрый отклик
6.хорошая характеристика спектра
7. Низкая стоимость
8. экологичность
Области применения
— Автоматизация камер
— Контроль солнечного света в помещении
— Промышленный контроль
— Оптическая лампа
— Оптический пульт управления Музыка IC
— переключатель оптического управления
— Фотоэлектрический регулятор
— сигнализатор
— Электронная игрушка
— Электронный детектор
-переключатель
-Управление освещением
-лампа управления освещением
-Фотоэлектрический регулятор
-Автоматическая фотометрия камеры
-сигнализатор
Технический параметр для 5-миллиметровых фотодатчиков сереров
| Диаметр | Модль | Макс Напряжение (в пост. Тока) |
Макс Мощность (мвт) |
Окружающей среды Температура (градус) |
Спектр Пиковое значение (нм) |
Световое сопротивление 10 люкс (кОм) |
Темное сопротивление (МОМ) |
r 100/10 |
| φ5 серия |
Более подробную информацию можно получить у нас:)
О нас
Shenzhen Hawang Sensor Co.,Ltd – это высокотехнологичное предприятие, которое занимается исследованиями и разработками, производством, продажами и услугами. Мы посвятили пассивные инфракрасные датчики движения и микроволновую печь более десяти лет.
Предлагаемые нами продукты охватывают все виды компонентов датчиков, чувствительных электрических компонентов и интеллектуальных электрических компонентов. Например, датчик движения PIR и соответствующий IC, объектив френеля, модуль движения PIR, видеоплеер и т. д. Мы также предоставляем техническую поддержку, OEM и OED на продуктах. Наши продукты используются в осветительных устройствах, в системе мониторинга общественной безопасности, в рекламных устройствах и в устройствах обеспечения безопасности дорожного движения.
Подтвердите оборудование нашей марки
Избирательность фоточувствительности пленки CdS в процессе ее электрохимического выращивания Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»
электрохимическое осаждение / сульфид кадмия / фоточувствительность / эквивалентная цепь / математическая модель / electrochemical deposition / cadmium sulfide / photosensitivity / equivalent circuit / mathematical model
Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — И. В. Демиденко, В. М. Ишимов, А. Г. Мангир
Представлены результаты наблюдений за фоточувствительностью пленки CdS в процессе ее электрохимического осаждения . Предложена эквивалентная электрическая цепь, отвечающая процессам на электроде. Получена математическая модель , описывающая данные процессы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — И. В. Демиденко, В. М. Ишимов, А. Г. Мангир
Микроэлектрохимическая обработка поверхности полупроводниковыми электрод-инструментами
Фотоэлектрохимическая обработка деталей полупроводниковыми катод-инструментами в NaCl и NaNO3 электролите
Фотоэлектрические свойства квантово-размерных структур CdSe/ПЭТФ
Гетерофазные полупроводники под действием излучений
Исследование поверхностных состояний в фотоэлектрических преобразователях солнечной энергии на основе гетероструктуры CdS/Si(p)
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
The paper presents the results of observations of photosensitivity of a cadmium sulfide films during their electrochemical deposition . An equivalent electric circuit corresponding to processes on an electrode is offered. A mathematical model describing these processes is deduced.
Текст научной работы на тему «Избирательность фоточувствительности пленки CdS в процессе ее электрохимического выращивания»
Избирательность фоточувствительности пленки CdS в процессе ее электрохимического выращивания
*И. В. Демиденко, В. М. Ишимов, А. Г. Мангир
Приднестровский государственный университет имени Т.Г. Шевченко, г. Тирасполь, MD-3300, e-mail: demidenko.vanya@list. ru
Представлены результаты наблюдений за фоточувствительностью пленки CdS в процессе ее электрохимического осаждения. Предложена эквивалентная электрическая цепь, отвечающая процессам на электроде. Получена математическая модель, описывающая данные процессы.
Ключевые слова: электрохимическое осаждение, сульфид кадмия, фоточувствительность, эквивалентная цепь, математическая модель.
Сульфид кадмия является перспективным материалом для дешевых преобразователей солнечной энергии [1]. С этой целью активно разрабатывается технология его получения как вакуумным напылением [2], так и химическими [3], электрохимическими [4—10], пиролити-ческими методами [11].
В настоящей работе предложен вариант контроля параметров пленки CdS, электрохимически выращиваемой на поверхности катода, непосредственно в процессе ее получения.
Синтез полупроводниковых пленок CdS осуществлялся на поверхности стеклянных катодов с прозрачным проводящим слоем SnO2. В процессе осаждения было обнаружено влияние облучения пленки квантами с энергией ^ > AEg (для CdS) на плотность катодного тока, причем отклонение тока от рабочего темнового значения имело различный характер в зависимости от того, с какой стороны пленки производилась засветка. При фронтальной засветке (со стороны электролита) ток отклонялся в положительную сторону, стремясь к нулю, а в случае засветки с тыльной стороны (сквозь подложку и саму пленку) отклонение плотности тока носило противоположный характер — его значение смещалось в отрицательную область (рис. 1).
600 603 606 609 612 1,с
Рис. 1. Реакция катодной плотности тока на облучение катода квантами с энергией Ьу > AEg: засветка с тыльной стороны (а); фронтальная засветка (б).
Более детальные наблюдения за данным процессом показали, что в начальный период осаждения избирательность отклонения плотности тока отсутствует, и вне зависимости от направления засветки реакция тока на свет приводит к его сдвигу в анодную область. Амплитуда подобных колебаний меняется в ходе осаждения, а начиная с некоторой «критической» толщины пленки появляется избирательность направления засветки.
Осаждение пленки CdS велось в потенциоста-тическом режиме при потенциале катода Е = -0,65 В относительно хлорсеребряного электрода сравнения. В качестве катода применялись стеклянные подложки с проводящим SnO2 покрытием, поверхностное сопротивление которых равнялось 100 Ом/см2. Электролит состоял из раствора следующего состава: 0,01 М CdSO4 и 0,1 М Водородный показатель
электролита поддерживали около рН = 2 путем добавления порций серной кислоты. Температура электролита сохранялась постоянной и равнялась 25 °С.
В ходе эксперимента производилось облучение катода квантами света с энергией ^ > AEg (для CdS). Источником служил полупроводниковый лазер с длиной волны 405 нм и мощностью 10 мВт, питание которого осуществлялось от стабилизированного источника тока. Длительность осаждения составляла 120 мин, засветка проводилась с периодом в 30 с. Измерения потенциала катода и катодной плотности тока выполнялись с помощью автоматизированного измерительного комплекса под управлением ЭВМ. Внутреннее сопротивление цепи измерения потенциала составляло 100 МОм.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
По результатам эксперимента была построена зависимость амплитуды колебаний плотности
© Демиденко И.В., Ишимов В.М., Мангир А.Г., Электронная обработка материалов, 2018, 54(2), 16-22.
Рис. 2. Зависимость амплитуды колебаний плотности катодного тока в моменты засветки от продолжительности осаждения: (а) — фронтальная засветка; (б) — засветка с тыльной стороны. Пунктиром обозначены теоретические кривые, полученные с помощью модели.
тока Д/ (где Д/ — разница между темновой плотностью тока и плотностью тока в момент засветки катода) от длительности осаждения (рис. 2).
Как видно из графиков зависимости Д/(0, как в случае фронтальной (рис. 2а), так и в случае засветки с тыльной стороны пленки (рис. 2б) реакция на световые импульсы в начальный период осаждения имеет одинаковое направление. При достаточной толщине катодного осадка (в случае засветки с тыльной стороны) наблюдается инверсия значения Д/. С этого момента отклонение катодной плотности тока от темно-вого значения имеет различные знаки в зависимости от направления засветки.
Для объяснения приведенных выше наблюдений была предложена модель, позволяющая получить результаты, сходные с наблюдаемыми в процессе осаждения. Механизм происходящего можно описать с помощью следующей эквивалентной цепи (рис. 3).
Рис. 3. Эквивалентная электрическая цепь, отвечающая процессам, протекающим на катоде.
На схеме последовательно к резистору И2, которым учитывается темновое сопротивление полупроводникового слоя, присоединен резистор Я4, сопротивление которого равно сопротивлению подложки (проводящего слоя 8и02). Параллельно И2 соединен резистор Ю, который играет роль светового сопротивления слоя CdS в точке засветки.
Как известно, на контакте полупроводник-электролит, и в частности на контакте CdS-электролит, могут быть созданы условия для возникновения фотоэдс [12]. При локальной засветке полупроводникового электрода вдоль его поверхности создаются градиенты как электродного потенциала, так и концентрации неосновных носителей. Вследствие этого на освещенных и неосвещенных участках складываются неодинаковые условия для протекания электрохимической реакции. На образцах «-типа проводимости (в рассматриваемом случае CdS) освещенные участки играют роль локальных анодов, а неосвещенные участки — локальных катодов [13]. Таким образом, при засветке в освещенной области происходит анодная поляризация полупроводниковой пленки. Зоны полупроводника изгибаются вверх (рис. 4а), что способствует сближению энергетических уровней валентной зоны полупроводника (где расположены вакантные уровни энергии — дырки) с энергетическими уровнями частиц-восстановителей в растворе, служащих донорами электронов, то есть фототок /2 обусловлен неосновными носителями (дырками) полупроводника. Напротив, в отсутствие засветки (катодная поляризация под действием внешнего поля) на границе полупроводник-электролит энергетические уровни электронов зоны проводимости будут выравниваться с энергетическими уровнями окислителей в растворе, которые обладают вакантными местами. Зоны полупроводника изгибаются вниз (рис. 4б), темновой ток /1
Рис. 4. Зонные диаграммы контакта «-типа полупроводник-электролит: (а) при засветке квантами с энергией кг > ДEg (для CdS); (б) в темноте.
обусловлен основными носителями (электронами) полупроводника [14-16]. Учитывая это, в цепь (рис. 3) добавлен гальванический элемент, играющий роль источника электродвижущих сил и условно обозначающий процесс преобразования света в электрический ток. Гальванический элемент последовательно соединен с резистором Я3, поскольку преобразование происходит только на освещаемой поверхности пленки.
Помимо этого, в цепь параллельно Я2 включен конденсатор С1, который учитывает емкость двойного электрического слоя на границе полупроводник-электролит [17, 18]. Наличие емкости С1 объясняет наблюдаемое сходство формы регистрируемого сигнала с формой сигнала на выходе дифференцирующей цепи при подаче на ее вход импульсов напряжения прямоугольной формы (рис. 5). Резистор Я1 учитывает сопротивление электролита.
3000 3002 3004 3006 с
полупроводника представляет собой канал пониженного сопротивления, способствующий лучшей проводимости в обе стороны — как от анода к катоду, так и обратно. По этой причине моделью учитывается наличие тока /3, возникающего в моменты засветки пленки и протекающего параллельно и сонаправленно с током ¡1. Таким образом, суммарная плотность тока будет складываться из трех составляющих:
Для исключения вероятности влияния на описанные выше явления контакта Sn02/CdS была зарегистрирована вольт-амперная характеристика на структуре Sn02/CdS/графит (рис. 6). Из приведенной характеристики видно, что на переходе Sn02/CdS потенциальный барьер отсутствует, а сам контакт является омическим. Попытки зафиксировать фотоэдс на данной структуре также показали отсутствие реакции на свет, что позволяет рассматривать гетеропереход Sn02/CdS как контакт, обладающий омическими свойствами, не влияющими на наблюдаемые физические процессы.
Рис. 5. Реакция катодной плотности тока на прямоугольный импульс света.
В рамках предложенной модели предполагается, что при засветке пленки на контакте полупроводник-электролит возникает фототок /2, противоположный темновому (катодному) току ц (рис. 3). Вклад /2 в общий измеряемый ток приводит к его отклонению в анодную сторону.
Наряду с этим необходимо принять во внимание тот факт, что вследствие генерации неравновесных носителей заряда освещенный участок
-0,5 -0,2 ^^ од 0,4 и, В
Рис. 6. Вольт-амперная характеристика, зарегистрированная на структуре Sn02/CdS/графит.
Для определения фототока, создаваемого на контакте полупроводник-электролит, можно прибегнуть к модели вентильного элемента на тонком р-« переходе [19]. Применительно к
рассматриваемому случаю контакта полупроводника «-типа с электролитом, как уже говорилось выше, фототок определяется неравновесными носителями заряда (дырками). Дырочная составляющая тока, создаваемая при поглощении света в «-области р-п перехода, описывается следующим выражением:
где е — заряд электрона; — площадь освещаемой области; gs — скорость поверхностной генерации носителей заряда; 5 — скорость рекомбинации; а — толщина «-области; Вр — коэффициент диффузии дырок.
Поскольку ток г3 по природе своей является отклонением катодной плотности тока от темно-вого значения в результате понижения сопротивления пленки под действием света, то его можно выразить через темновой ток 71
Тогда уравнение для всплесков катодной плотности тока при засветке примет вид:
Применение данного уравнения позволяет получить результаты, близкие к экспериментальным (рис. 2а,б — пунктирная кривая). Согласно данной модели, в начальный момент времени, когда на поверхности катода отсутствует слой полупроводника, реакция на свет тоже отсутствует. Далее по мере образования на поверхности полупроводникового слоя возникают условия, необходимые для генерации фототока. Поскольку толщина пленки при этом составляет десятки нанометров, то поглощением излучения в пленке можно пренебречь. Следовательно, возникающая на границе CdS-электролит фотоэдс практически одинакова как при фронтальной, так и при тыловой засветке слоя. В связи с этим знак А не зависит от направления засветки.
Рост пленки характеризуется не только изменением толщины а. Несовершенство поверхности поликристаллического слоя Sn02, применяемого в качестве проводящей подложки, приводит к неравномерному распределению скорости образования новой фазы на поверхности катода, вследствие чего на начальной стадии осаждения площадь не является константой, а представляет собой функцию, зависящую от времени. В первые минуты осаждения поверхность покрывается отдельными
островками, и реальная площадь контакта полупроводник-электролит оказывается гораздо меньше площади освещаемой области. При продолжительном осаждении островковые образования постепенно срастаются между собой, образуя сплошную пленку: с этого момента площадь, фигурирующая в выражении (2), является константой и равна площади освещаемой области. Увеличение реальной площади перехода 5 объясняет рост амплитуды колебаний тока под действием импульсов света в промежутке времени с момента начала осаждения и до максимального значения А (рис. 2). Неточность в определении закона изменения площади фоточувствительного слоя во времени может быть причиной расхождения между теоретическими и экспериментальными кривыми (рис. 2).
При фронтальной засветке картина происходящего более всего приближается к примеру тонкого вентильного фотоэлемента. Поскольку свет падает на поверхность полупроводника, непосредственно контактирующую с электролитом, то освещенная область перемещается вместе с границей раздела сред (рис. 7а). Динамика колебаний тока под действием света объясняется изменением толщины пленки и ее площади. В связи с тем что с ростом а темпы генерации носителей заряда на границе полупроводник-электролит в этом случае остаются достаточно высокими, то ток г2 на протяжении всего цикла осаждения будет доминировать над током г3, чем и объясняется отсутствие инверсии А при больших значениях а.
В случае засветки с тыльной стороны в начале роста пленки, когда толщина слоя настолько мала, что поглощением света в пленке можно пренебречь, скорость генерации носителей gs будет максимальна, а амплитуда скачков тока при засветке станет в основном определяться площадью перехода. По мере роста пленки граница раздела фаз электролит-полупроводник отдаляется от поверхности, через которую свет попадает в пленку. Таким образом, с точки зрения зависимости А/(0 в пленке протекают два конкурирующих процесса. С одной стороны, прирост площади дает положительный вклад в фототок ?2, с другой — рост толщины способствует поглощению света в объеме пленки, в итоге до границы раздела доходит свет, интенсивность которого определяется законом Бугера-Ламберта-Бера [20]. Вследствие чего генерация носителей в слое Ь (равном сумме ширины области пространственного заряда и длины свободного пробега дырок) у поверхности перехода убывает по мере роста пленки (рис. 7б), а вместе с ней убывает и вклад в амплитуду фототока. Поскольку начиная с некоторого а,
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
Рис. 7. Распределение интенсивности света I в слое полупроводника в зависимости от направления засветки и толщины пленки. 1 — CdS; 2 — электролит; К — катод; А — анод.
S = const и положительный вклад в i2 больше не растет, а отрицательный вклад за счет поглощения продолжает расти, то зависимость Ai(t) проходит через максимум. Спад амплитуды Ai обусловлен, во-первых, рекомбинационными процессами, которые при d > L приводят к потере большего числа образованных в объеме пленки фотодырок, во-вторых — понижением интенсивности света, дошедшего до перехода полупроводник-электролит.
В этом случае при определенной d интенсивность дошедшего до перехода света настолько мала, что ток i3 преобладает над фототоком i2, в результате чего кривая Ai(t) проходит через ноль, а затем Ai меняет знак (рис. 2б).
Таким образом, в начальный период осаждения отклонение катодной плотности тока от рабочего (темнового) значения в анодную сторону обусловлено преимущественно вкладом дырочного фототока i2 вследствие генерации на переходе полупроводник-электролит. Инверсия направления рассматриваемых отклонений (для случая засветки с тыльной стороны пленки) связана с ростом электронной проводимости полупроводникового слоя, следствием чего является сдвиг катодной плотности тока от темнового значения в катодную сторону на величину, равную (i3-i2).
Тот факт, что изменение направления отклонения света в начале и в конце синтеза обусловлено различными механизмами, подтверждается изменениями в форме всплесков на кривой зависимости катодной плотности тока от продолжительности осаждения. На рис. 8а видно, что в начале осаждения реакция катодной плотности тока на прямоугольный импульс света типична для цепи с дифференцирующими свойствами, как та, что представлена на рис. 3. Напротив, в конце синтеза (после инверсии зависимости Ai(t)) форма импульсов типична для релаксации фотопроводимости (рис. 8б).
Рис. 8. Зависимость катодной плотности тока от продолжительности осаждения и его реакция на свет: (а) — в начале осаждения; (б) — в конце осаждения.
Определение толщины пленки
Дальнейшие исследования влияния засветки прозрачного катода в процессе роста полупроводниковых пленок и CdS в частности могут оказаться полезными для определения толщины пленки непосредственно в процессе ее выращивания. Для замеров была выбрана лицевая засветка образца, так как в отличие от засветки с тыльной стороны в этом случае можно пренебречь поглощением света в объеме пленки, что повышает точность результатов.
Для выражения толщины пленки из амплитуды скачков катодной плотности тока в момент засветки было использовано уравнение (4), в котором через gs = у10е~ы учитывается скорость
поверхностной генерации неравновесных носителей заряда. Поскольку значение толщины пленки й фигурирует не только в знаменателе уравнения, но и в степени экспоненты, то для выражения й через А/ приходится прибегать к численному решению.
Результат пересчета амплитуды всплеска в толщину пленки представлен кривой а на рис. 9.
Видно, что в начале процесса зависимость имеет недействительный участок. Это связано с тем, что при расчете в качестве площади S использовалась константа, равная площади освещенной области пленки, а не функция S(t). Затруднения в определении реальной площади фоточувствительного слоя в начальный период осаждения (вплоть до момента, когда S станет константой) приводят к искажению результатов расчета на начальном участке кривой. Сопоставление результатов пересчета с результатами, полученными из закона Фарадея (кривая б на рис. 9), позволяет оценить степень отклонения модельной кривой от теоретически рассчитанной. Видно, что зависимость d(t) за весь период роста пленки меняется по двум законам. Оба линейные, но с различным наклоном. Это объясняется тем, что по мере образования на поверхности катода высокоомной фазы (CdS) его поверхностное сопротивление растет, падает катодная плотность тока, вследствие чего понижается скорость роста пленки (участок кривой I) (рис. 9). Началу участка II кривой соответствует этап, на котором вся проводящая поверхность покрыта слоем полупроводника (S = const), дальнейшее убывание тока связано только с ростом толщины пленки. Об этом свидетельствует меньший угол наклона участка зависимости на указанном промежутке кривой (см. рис. 9 — участок II).
Экстраполяция первого участка до пересечения с осью времен позволяет восстановить приблизительный ход зависимости на участке, где она искажена (рис. 9в).
Рис. 9. Зависимость d(t), полученная: по результатам модели (а); из закона Фарадея (б); при предполагаемом ходе кривой (в) d(t).
Определение площади пленки
Расчеты на основе зависимости Д/(0 (или Д1(с1)) могут быть использованы для измерения реальной площади перехода полупроводник-
электролит в процессе покрытия поверхности катода пленкой.
Как уже упоминалось выше, площадь полупроводниковой пленки является функцией от времени и претерпевает изменения вплоть до момента полного покрытия катода слоем CdS, после чего площадь можно считать константой.
Рис. lO. Изменение площади фоточувствительного слоя в процессе осаждения.
На базе полученной модели могут также быть получены данные об изменении реальной площади фоточувствительного слоя в ходе синтеза. Подставив в уравнение (4) рассчитанную с помощью закона Фарадея толщину d и выразив площадь S, может быть получена функция S(t), с точностью которой были определены выход по току и константы в уравнении (4) (рис. 10).
В работе представлены результаты исследования влияния импульсов света на катодную плотность тока в процессе осаждения тонких пленок сульфида кадмия. Предложена эквивалентная электрическая цепь, позволяющая интерпретировать результаты экспериментов и сопоставить их с теоретическими расчетами. На базе описанной модели проведены расчеты зависимости d(t) и S(t). Предложенные методы легко поддаются автоматизации и позволяют создать обратную связь в производственном цикле.
1. Savadogo O. Sol Energy Mater Sol Cells. 1998, 52, 361-388.
2. Fainer N.I., Kosinova M.L., Rumyantsev Yu.M., Salman E.G. et al. Thin Solid Films. 1996, 280, 16-19.
3. Enriquez J.P., Mathew X. Sol Energy Mater Sol Cells. 2003, 76, 313-322.
4. Kim Y., Jung J., Kim S., Chae W.S. Mater Trans. 2013, 54(8), 1467-1472.
5. Абдинов А.Ш., Мехтиев Н.М., Мамедов Г.М., Амирова С.И. Физика и техника полупроводников. 2006, 40(12), 1476-1478.
6. Power G.P., Peggs D.R., Parker A.J. Electrochim Acta. 1981, 26(5), 681-682.
7. Fatas E., Herrasti P., Aijona F., Grarcia Camarero E. et al. Electrochim Acta. 1987, 32(1), 139-148.
8. Ли Т.А., Клочко Н.П. Радиофизика и электроника. 2007, 12(2), 367-371.
9. Mammadov M.N., Aliyev A. Sh., Elrouby M. Int J
Thin Film Sci Tec. 2012, 1(2), 43-53.
10. Zarebska K., Skompska M. Electrochim Acta. 2011, 56, 5731-5739.
11. Hiie J., Dedova T., Valdna V., Muska K. Thin Solid Films. 2006, 443, 511-512.
12. Solar Energy conversion. Solid-State Physics Aspects. Ed. Seraphin B.O. New York: Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 1979. 320 p.
13. Гуревич Ю.Я., Плесков Ю.В. Фотоэлектрохимия полупроводников. М.: Наука, 1983. 312 с.
14. Батенков В.А. Электрохимия полупроводников. Учеб. пособие. Изд. 2-е, допол. Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2002. 162 с.
15. Rudiger Memming. Semiconductor Electrochemistry. Weinheim: Wiley-VCH, 2001. 412 p.
16. Bagotsky V.S. Fundamentals of electrochemistry. Second Edition New Jersey: Wiley-VCH, 2005. 719 p.
17. Скорлетти В.В. Теоретическая электрохимия. Изд. 2-е, стереотипное. Ленинград: Госхимиздат, 1963. 589 с.
18. Koryta J., Dvorak W., Kavan L. Principles of Electrochemistry Second Edition. New York, Wiley-VCH, 1993. 497 p.
19. Бонч-Бруевич В.Л., Калашников С.Г. Физика полупроводников. М.: Наука, 1977. 672 с.
20. Сивухин Д.В. Поглощение света и уширение спектральных линий. Общий курс физики. Т IV. М.: Физматлит, 2005. 792 с.
Поступила 23.11.17 После доработки 20.12.17 Summary
The paper presents the results of observations of photosensitivity of a cadmium sulfide films during their electrochemical deposition. An equivalent electric circuit corresponding to processes on an electrode is offered. A mathematical model describing these processes is deduced.
Keywords: electrochemical deposition, cadmium sulfide, photosensitivity, equivalent circuit, mathematical model.
Credit Default Swap (CDS) | Кредитный дефолтный своп (CDS)
Кредитно-дефолтный своп (англ. Credit Default Swap — CDS) — производный финансовый инструмент, по которому продавец кредитной защиты соглашается выплатить покупателю определенную в контракте сумму (как правило, номинал за вычетом восстановленной стоимости долга) в случае наступления определенного кредитного события. Взамен покупатель CDS осуществляет разовую или регулярные выплаты, соответствующие сумме возмещения. Список кредитных событий, при которых наступает выплата по CDS, определяется сторонами контракта. Это может быть невыплата основной суммы долга, наступление технического дефолта, отказ от выплаты купонных платежей, реструктуризация долга и т. п.
Стоимость премии по CDS напрямую зависит от оценки надежности эмитента рынком. Котировки CDS оперативнее реагируют на ухудшение финансового состояния заемщика, чем рейтинговые агентства. Чем выше стоимость дефолтных свопов, тем выше риск.
Примечательна история CDS. Считается, что кредитно-дефолтные свопы были придуманы сотрудницей JP Morgan Блайт Мастерс в 1994 году. Несмотря на относительно недавнее создание, CDS быстро стал популярным финансовым инструментом. По данным Международной ассоциации свопов и деривативов, объемы торгов CDS с 2003 по 2007 год ежегодно удваивались. К началу 2008 года объем рынка CDS составил 62,2 триллиона долларов США, что превышало размер мирового ВВП.
Изначально CDS задумывался как инструмент хеджирования кредитных рисков, однако очень быстро стал популярным у спекулянтов. Благодаря его активному распространению банки выдавали кредиты низкого качества, не сильно оценивая кредитоспособность заемщиков. Это привело к созданию пузыря на рынке ипотеки в США, который в 2007 году стал одной из основных причин финансового, а затем и мирового экономического кризиса.
Информацию о стоимости CDS на суверенный долг различных стран можно найти на сайте Cbonds в разделе «Индексы» — «Срочный рынок» — «Кредитно-дефолтные свопы (CDS)». Например: CDS 10Y Беларусь
На основе котировок CDS считается вероятность дефолта того или иного эмитента за период, соответствующий периоду CDS. Информацию о вероятности дефолта (на основе CDS) можно найти там же, в разделе «Индексы» — «Срочный рынок» — «Вероятность дефолта (на основе CDS)».