Elektron Qablaşdırma Materiallarında Ağ Korund Mikropudrasının Rolü
Həmkarlar, materiallar və qablaşdırma sahəsində çalışanlar bilirlər ki, elektron qablaşdırma təsirli səslənsə də, əslində hər şey detallarla bağlıdır. Bu, qiymətli bir çipə qoruyucu kostyum taxmaq kimidir. Bu kostyum zərbəyə (mexaniki möhkəmliyə) davam gətirməli, istiliyi yaymalı (istilik keçiriciliyi) və izolyasiya və nəmə davamlılıq təmin etməlidir. Bunların hər hansı birindəki qüsurlar çox vacibdir. Bu gün bu kiçik tərkib hissəsinin bu qoruyucu kostyumda necə mühüm rol oynadığını araşdırmaq üçün geniş istifadə olunan, lakin mürəkkəb bir materiala - ağ korund mikrotozuna diqqət yetirəcəyik.
Ⅰ. Əvvəlcə baş qəhrəmanı, ali saflığın “ağ döyüşçüsü”nü tanıyaq.
Ağ korundSadə dillə desək, son dərəcə təmiz alüminium oksiddir (Al₂O₃). Daha çox yayılmış qəhvəyi korundla qohumdur, lakin mənşəyi daha təmizdir. Müstəsna saflığı ona ağ rəng, yüksək sərtlik, yüksək temperatura davamlılıq və olduqca sabit kimyəvi xüsusiyyətlər verir ki, bu da onu demək olar ki, heç bir şeydən təsirlənmədən təmin edir.
Onu mikron və ya hətta nanometr miqyaslı incə toz halına gətirməyə biz belə deyirikağ korund tozuBu tozu qiymətləndirməyin. Elektron qablaşdırma materiallarında, xüsusən də epoksi qəlibləmə birləşmələrində (EMC) və ya keramika qablaşdırma materiallarında bu, sadəcə bir aşqardan daha çox şeydir; o, sütun doldurucusudur.
II. Qablaşdırmada dəqiq nə edir?
Qablaşdırma materialını "kompozit sement" parçası kimi düşünün, qatran isə hər şeyi bir yerdə saxlayan yumşaq, yapışqan "yapışqan"dır. Lakin təkcə yapışqan kifayət deyil; o, çox yumşaq, zəifdir və qızdırıldıqda parçalanır. Ağ korund tozu da məhz burada işə düşür. Bu, sementə əlavə edilən "çınqıllar" və "qum" kimidir və bu "sement"in işini kökündən yeni səviyyəyə qaldırır.
Əsasən: Səmərəli "istilik keçiriciliyi kanalı"
Çip kiçik bir soba kimidir. İstilik yayıla bilmirsə, bu, tezliklərin azalmasına və ən yaxşı halda gecikməsinə, hətta tamamilə yanmasına səbəb ola bilər. Qətranın özü zəif istilik keçiricisidir və istiliyi içəridə saxlayır - bu, həqiqətən narahat bir vəziyyətdir.
Ağ korund mikro tozuqətranla müqayisədə xeyli yüksək istilik keçiriciliyinə malikdir. Qətran üzərində çox miqdarda mikrotoz bərabər paylandıqda, o, effektiv şəkildə saysız-hesabsız kiçik "istilik magistralları" şəbəkəsi yaradır. Çip tərəfindən yaradılan istilik sürətlə bu ağ korund hissəcikləri vasitəsilə paketin içərisindən səthinə keçir və sonra havaya və ya istilik qəbuledicisinə yayılır. Daha çox toz əlavə edildikdə və hissəcik ölçüsü nə qədər optimal şəkildə uyğunlaşdırıldıqda, bu istilik şəbəkəsi bir o qədər sıx və daha maye olur və qablaşdırma materialının ümumi istilik keçiriciliyi (TC) bir o qədər yüksək olur. Yüksək səviyyəli cihazlar artıq yüksək istilik keçiriciliyinə can atırlar və ağ korund mikrotozu bunda aparıcı rol oynayır.
Xüsusi Bacarıq: Dəqiq “İstilik Genişləndirmə Nəzarətçisi”
Bu, çox vacib bir işdir! Çip (adətən silikon), qablaşdırma materialı və substrat (məsələn, PCB) müxtəlif istilik genişlənmə əmsallarına (CTE) malikdir. Sadə dillə desək, qızdırıldıqda müxtəlif dərəcələrdə genişlənir və büzülür. Qablaşdırma materialının genişlənmə və büzülmə sürətləri çipdən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənirsə, temperatur dalğalanmaları, soyuq və isti temperaturların dəyişməsi əhəmiyyətli daxili gərginlik yaradacaq. Bu, bir neçə insanın bir parça paltarı müxtəlif istiqamətlərdə çəkməsinə bənzəyir. Zamanla bu, çipin çatlamasına və ya lehim birləşmələrinin sıradan çıxmasına səbəb ola bilər. Buna "termomekanik nasazlıq" deyilir.
Ağ korund tozu çox aşağı istilik genişlənmə əmsalına malikdir və çox sabitdir. Onu qətrana əlavə etmək, bütün kompozit materialın istilik genişlənmə əmsalını effektiv şəkildə azaldır və silikon çipinə və substrata yaxından uyğun gəlir. Bu, materialların temperatur dalğalanmaları zamanı vahid şəkildə genişlənməsini və büzülməsini təmin edir, daxili gərginliyi əhəmiyyətli dərəcədə azaldır və cihazın etibarlılığını və ömrünü təbii olaraq artırır. Bu, bir komanda kimidir: yalnız birlikdə işlədikdə nəyəsə nail ola bilərlər.
Əsas Bacarıqlar: Güclü "Sümük Gücləndiricisi"
Bərkidikdən sonra təmiz qətranın orta mexaniki möhkəmliyi, sərtliyi və aşınma müqaviməti var. Yüksək sərtlikli və yüksək möhkəmlikli ağ korund tozunun əlavə edilməsi yumşaq qətranın içinə milyardlarla sərt "skelet" yerləşdirmək kimidir. Bu, birbaşa üç əsas fayda gətirir:
Artan modul: Material daha sərtdir və deformasiyaya daha az meyllidir, daxili çipi və qızıl telləri daha yaxşı qoruyur.
Artan möhkəmlik: Bükülmə və sıxılma möhkəmlikləri artır və bu da xarici mexaniki zərbələrə və gərginliyə davam gətirməyə imkan verir.
Aşınma və nəmə davamlılıq: Qablaşdırma səthi daha sərt və aşınmaya davamlıdır. Bundan əlavə, sıx doldurma nəmin nüfuz etmə yolunu azaldır və nəmə davamlılığını artırır.
Ⅲ. Sadəcə əlavə edin? Keyfiyyətə nəzarət əsasdır!
Bu mərhələdə, bunun asan olduğunu düşünə bilərsiniz - sadəcə qətrana mümkün qədər çox toz əlavə edin. Əsl bacarıq da elə buradadır. Əlavə ediləcək toz növü və onu necə əlavə etmək olduqca mürəkkəbdir.
Saflıq əsas məsələdir: Elektron dərəcə və adi aşındırıcı dərəcə iki fərqli şeydir. Xüsusilə, kalium (K) və natrium (Na) kimi metal çirklərin tərkibi son dərəcə aşağı ppm səviyyələrinə qədər nəzarət edilməlidir. Bu çirklər elektrik sahələrində və rütubətli mühitlərdə miqrasiya edə bilər, bu da dövrə sızmasına və ya hətta qısaqapanmalara səbəb ola bilər ki, bu da etibarlılığa böyük təhlükə yaradır. "Ağ" sadəcə bir rəng deyil; o, saflığı simvollaşdırır. Hissəcik ölçüsü və dərəcələnməsi bir sənət formasıdır: Təsəvvür edin ki, bütün kürələrin ölçüsü eyni olsaydı, qaçılmaz olaraq aralarında boşluqlar olardı. Müxtəlif ölçülü mikrotozları "dərəcələndirməliyik" ki, kiçik kürələrin daha böyük kürələrin arasındakı boşluqları doldurması və ən yüksək qablaşdırma sıxlığına nail olması təmin edilsin. Daha yüksək qablaşdırma sıxlığı daha çox istilik keçiriciliyi yolları və istilik genişlənmə əmsalının daha yaxşı idarə olunmasını təmin edir. Eyni zamanda, hissəcik ölçüsü nə çox qaba olmalıdır, bu da emalın axıcılığına və səthin tamamlanmasına təsir edəcək; nə də çox incə olmalıdır, çünki bu, böyük bir səth sahəsi yaradacaq və həddindən artıq qatranın udulmasına imkan verəcək, doldurma sürətini azaldacaq və xərcləri artıracaq. Bu hissəcik ölçüsü paylanmasının dizaynı hər bir formulanın əsas sirlərindən biridir.
Morfologiya və səth emalı çox vacibdir: Hissəcik forması ideal olaraq müntəzəm, bərabər sahəli və daha az iti künclü olmalıdır. Bu, qətrandakı yaxşı axını təmin edir və gərginlik konsentrasiyasını minimuma endirir. Səth emalı daha da vacibdir.Ağ korundhidrofil, qətran isə hidrofob olduğundan, onları mahiyyət etibarilə uyğunsuz edir. Buna görə də, mikrotozun səthi silan birləşdirici maddə ilə örtülməlidir ki, bu da ona "üzvi örtük" versin. Bu şəkildə, toz qətranla sıx birləşdirilə bilər və səthin nəmə və ya stressə məruz qaldıqda çatlamağa səbəb olan zəif nöqtəyə çevrilməsinin qarşısını ala bilər.