Улогата на микроправ од бел корунд во електронските материјали за пакување
Колеги, оние кои работат со материјали и пакување, знаат дека иако електронското пакување звучи импресивно, всушност сè е во деталите. Тоа е како да се стави заштитно одело на скапоцен чип. Ова одело мора да издржи удар (механичка цврстина), да ја распрсне топлината (топлинска спроводливост) и да обезбеди изолација и отпорност на влага. Недостатоците во кое било од овие се клучни. Денес, ќе се фокусираме на еден често користен, но сложен материјал - микроправ од бел корунд - за да истражиме како оваа мала состојка игра клучна улога во ова заштитно одело.
Ⅰ. Прво да го запознаеме протагонистот: „белиот воин“ со врвна чистота.
Бел корунд, едноставно кажано, е екстремно чист алуминиум оксид (Al₂O₃). Поврзан е со почестиот кафеав корунд, но неговата лоза е почиста. Неговата исклучителна чистота му дава бела боја, висока тврдост, отпорност на високи температури и исклучително стабилни хемиски својства, што го прави практично незасегнат од ништо друго.
Мелењето во микронска или дури и нанометарска фин прав е она што го нарекувамебел корунд во правНе го потценувајте овој прашок. Во материјалите за пакување за електронски материјали, особено во епоксидните соединенија за обликување (EMC) или керамичките материјали за пакување, тој е повеќе од само додаток; тој е полнач за столбови.
II. Што точно прави во пакувањето?
Замислете го материјалот за пакување како парче „композитен цемент“, каде што смолата е мекото, лепливо „лепило“ што сè држи заедно. Но, лепилото само по себе не е доволно; тоа е премногу меко, слабо и се распаѓа кога се загрева. Тука влегува во игра белиот корунд во прав. Тоа е како „камчиња“ и „песок“ додадени на цементот, радикално подигнувајќи ги перформансите на овој „цемент“ на ново ниво.
Првенствено: Ефикасен „канал за спроводливост на топлина“
Чипот е како мала печка. Ако топлината не може да се дисипира, тоа може да доведе до ограничување на фреквенцијата и доцнење во најдобар случај, па дури и до целосно прегорување. Самата смола е лош спроводник на топлина, заробувајќи ја топлината внатре - навистина непријатна ситуација.
Бел микроправ од корундима значително поголема топлинска спроводливост од смолата. Кога голема количина на микроправ е рамномерно распределена во смолата, таа ефикасно создава мрежа од безброј мали „термички автопати“. Топлината генерирана од чипот брзо се спроведува од внатрешноста до површината на пакувањето преку овие бели честички од корунд, а потоа се распрснува во воздухот или ладилникот. Колку повеќе прав се додава и колку е пооптимално усогласена големината на честичките, толку погуста и потечна станува оваа топлинска мрежа, а толку е поголема вкупната топлинска спроводливост (TC) на материјалот за пакување. Уредите од висока класа сега се стремат кон висока топлинска спроводливост, а микроправот од бел корунд игра водечка улога во ова.
Специјална вештина: Прецизен „контролер на термичка експанзија“
Ова е клучна задача! Чипот (обично силикон), материјалот за пакување и подлогата (како што е ПХБ) имаат различни коефициенти на термичка експанзија (CTE). Едноставно кажано, кога се загреваат, тие се шират и се собираат во различен степен. Ако стапките на експанзија и контракција на материјалот за пакување значително се разликуваат од оние на чипот, температурните флуктуации, наизменичното ладно и топло, ќе генерираат значителен внатрешен стрес. Ова е како неколку луѓе да влечат парче облека во различни насоки. Со текот на времето, ова може да предизвика пукање на чипот или откажување на лемените споеви. Ова се нарекува „термомеханичко откажување“.
Бел корунд во прав има многу низок коефициент на термичка експанзија и е многу стабилен. Додавањето на смолата ефикасно го намалува коефициентот на термичка експанзија на целиот композитен материјал, при што силиконскиот чип и подлогата се совпаѓаат. Ова осигурува дека материјалите се шират и собираат заедно за време на температурните флуктуации, значително намалувајќи го внатрешниот стрес и природно подобрувајќи ја сигурноста и животниот век на уредот. Ова е како тим: само кога работат заедно можат да постигнат нешто.
Основни вештини: Моќен „зајакнувач на коски“
По стврднувањето, чистата смола има просечна механичка цврстина, тврдост и отпорност на абење. Додавањето бел корунд во прав со висока тврдост и висока цврстина е како вградување милијарди тврди „скелети“ во меката смола. Ова директно носи три главни придобивки:
Зголемен модул: Материјалот е покрут и помалку склонен кон деформација, подобро заштитувајќи го внатрешниот чип и златните жици.
Зголемена цврстина: Јачините на свиткување и притисок се зголемуваат, што му овозможува да издржи надворешни механички удари и стресови.
Отпорност на абење и влага: Површината на пакувањето е поцврста и поотпорна на абење. Понатаму, густото полнење го намалува патот за пенетрација на влага, подобрувајќи ја отпорноста на влага.
Ⅲ. Само додадете го? Контролата на квалитетот е клучна!
Во овој момент, можеби мислите дека е лесно - само додадете што е можно повеќе прав во смолата. Па, тука лежи вистинската вештина. Видот на прав што треба да се додаде и како да се додаде е исклучително сложен.
Чистотата е суштината: Електронскиот квалитет и обичниот квалитет на абразив се две различни работи. Особено, содржината на метални нечистотии како што се калиум (K) и натриум (Na) мора да се контролира на екстремно ниски нивоа на ppm. Овие нечистотии можат да мигрираат во електрични полиња и влажни средини, предизвикувајќи истекување на струјното коло или дури и кратки споеви, што е голема закана за сигурноста. „Белата“ не е само боја; таа симболизира чистота. Големината на честичките и градацијата се уметничка форма: Замислете ако сите сфери се со иста големина, неизбежно ќе има празнини меѓу нив. Треба да ги „градираме“ микропрашоците со различна големина, така што помалите сфери ги пополнуваат празнините меѓу поголемите сфери, постигнувајќи највисока густина на пакување. Повисоката густина на пакување обезбедува повеќе патеки на топлинска спроводливост и подобра контрола на коефициентот на топлинска експанзија. Во исто време, големината на честичките не треба да биде ниту премногу груба, што би влијаело на флуидноста на обработката и завршната обработка на површината; ниту премногу фина, бидејќи тоа би создало голема површина и би овозможило прекумерна апсорпција на смола, намалувајќи ја стапката на полнење и зголемувајќи ги трошоците. Дизајнирањето на оваа распределба на големината на честичките е една од основните тајни на секоја формулација.
Морфологијата и површинската обработка се клучни: Обликот на честичките идеално треба да биде правилен, со еднаква површина, со помалку остри агли. Ова обезбедува добар проток во смолата и ја минимизира концентрацијата на стрес. Површинската обработка е уште поважна.Бел корунде хидрофилен, додека смолата е хидрофобна, што ги прави по природа некомпатибилни. Затоа, површината на микроправот мора да биде обложена со средство за спојување на силан, давајќи му „органски премаз“. На овој начин, правот може тесно да се комбинира со смолата, избегнувајќи интерфејсот да стане слаба точка што предизвикува пукање кога е изложен на влага или стрес.