Sulatettu piidioksidijauhe epoksihartsille: mitkä ominaisuudet ovat tärkeimpiä?

Epäonnistuminen epoksihartsisovelluksissa aiheuttaa valtavia kustannuksia. Kun kapseloitat herkkää mikroelektroniikkaa tai laitat korkeajännitteisiä teollisuuskomponentteja, lämpöero on ensisijainen vihollisesi. Hallitsematon lämpölaajeneminen aiheuttaa vakavaa sisäistä rasitusta. Tämä jännitys johtaa väistämättä komponenttien vääntymiseen, mikrosäröilyyn ja katastrofaaliseen delaminaatioon korkean jännityksen ympäristöissä.

Formulaattorit ja materiaaliinsinöörit kohtaavat jatkuvan tasapainottamisen. Sinun on saavutettava mittavakaus ja mekaaninen lujuus säilyttäen samalla reologinen työstettävyys. Väärän täyteaineprofiilin valinta aiheuttaa suoraan valmistusvirheitä. Se heikentää dielektristä lujuutta ja takaa komponenttien ennenaikaisen vian kentällä. Sinulla ei ole varaa arvailla.

Suorituskykyisten epoksijärjestelmien optimointi edellyttää täyteaineen ominaisuuksien tiukkaa arviointia. Sinun on analysoitava huolellisesti hiukkaskokojakautuma, pintakäsittelykemia ja lämpölaajenemisominaisuudet. Ainoa tapa varmistaa pitkän aikavälin luotettavuus on sovittaa nämä tarkat tiedot sovelluksesi vaatimuksiin. Oikean valinta sulatettu piidioksidijauhe epoksihartsille sanelee koko formulaation onnistumisen.

• Lämpölaajeneminen on ensisijainen ohjain: Alhaisen CTE:n sulatetun piidioksidijauheen käyttäminen ei ole neuvoteltavissa sisäisen jännityksen minimoimiseksi ja kapseloinnin lämpökiertohäiriöiden estämiseksi.

• Partikkelikoko määrää käsittelyn: Tarkka sulatetun piidioksidin hiukkaskoko ja jakautuminen määräävät täyteaineen enimmäismäärän rajat, jotka vaikuttavat suoraan kovettumattoman hartsin viskositeettiin ja kovettuneen tuotteen tiheyteen.

• Pinnan modifiointi estää epäonnistumisen: Modifioimaton hydrofiilinen sulatettu piidioksidijauhe aiheuttaa usein agglomeroitumista ja kosteuden sisäänpääsyä; siirtyminen epoksimodifioituun sulatettuun piidioksidijauheeseen varmistaa kemiallisen sitoutumisen ja pitkän aikavälin luotettavuuden.

• Sovellus sanelee spesifikaation: Elektroniikkapakkauksiin tarkoitettu sulatettu piidioksidijauhe vaatii tiukkaa puhtautta (alhainen ioninen kontaminaatio) verrattuna yleisiin teollisiin pakkauksiin.

Sulatetun piidioksiditäyteaineen rooli epoksijärjestelmissä

Suorituskykyisten epoksikomposiittien on täytettävä tiukat perusvaatimukset selviytyäkseen ankarista käyttöolosuhteista. Mittojen vakaus on pakollista. Kovetetun matriisin on kestettävä vääntymistä äärimmäisissä lämpötilan vaihteluissa. Lämpösokinkestävyys estää halkeilua nopeiden lämmitys- ja jäähdytysjaksojen aikana. Poikkeuksellinen sähköeristys takaa turvallisen toiminnan suurjännite- ja mikroelektroniikkaympäristöissä. Täyttämätön epoksihartsi ei täytä kaikkia näitä kriteerejä. Se laajenee liikaa, siirtää lämpöä huonosti ja halkeilee mekaanisen rasituksen vaikutuksesta. Oikean epäorgaanisen täyteaineen lisääminen muuttaa peruspolymeerin vankaksi rakennekomposiitiksi.

Amorfinen rakenne vs. kiteiset vaihtoehdot

Täyteaineen sisäinen atomirakenne sanelee sen lämpökäyttäytymisen. Vakiokiteisillä kvartsi- ja lasihelmillä on järjestynyt atomirakenne. Kiteinen piidioksidi käy läpi faasimuutoksia tietyissä lämpötiloissa. Merkittävin on alfa-beta-kvartsisiirtymä 573 °C:ssa. Tämä siirtymä aiheuttaa äkillisen, arvaamattoman, noin 0,8 %:n volyymilisäyksen. Jäykässä epoksimatriisissa tämä äkillinen laajeneminen rikkoo komponentin sisältä ulospäin.

Sulattu piidioksidi (SiO2) on täysin erilainen. Valmistajat luovat sen sulattamalla erittäin puhdasta kiteistä piidioksidia yli 2000 °C:n lämpötiloissa ja jäähdyttämällä sen nopeasti. Tämä prosessi tuhoaa kiteisen hilan, mikä johtaa ei-kiteiseen, amorfiseen rakenteeseen. Tämä amorfinen luonto tarjoaa erinomaisen lämpöstabiilisuuden. Sen lasittumislämpötila (Tg) on ​​noin 1200°C ja se säilyttää poikkeuksellisen korkeat pehmenemispisteet. Kun käytät korkealaatuista sulatettu piidioksiditäyteaine , poistat faasimuutosriskit kokonaan. Teollisuus käyttää joskus termejä, kuten sulatettu kvartsi tai piidioksidilasi, vaihtokelpoisesti. Todellinen sulatettu piidioksidi tarjoaa selkeitä puhtaustasoja ja lämpöetuja, joita tavalliset lasihelmet eivät yksinkertaisesti pysty vastaamaan.

Erottava Fused vs. Fumed Silica

Formulaattorit sekoittavat usein sulatetun piidioksidin höyrystettyä piidioksidia. Tämä hankintavirhe pilaa tuotantoerät välittömästi. Sulatettu piidioksidi on bulkkimitoitettu täyteaine. Lisäät sitä suuria määriä – usein 60–90 painoprosenttia – erityisesti lämpölaajenemiskertoimen alentamiseksi. Se tarjoaa rakenteellista massaa, lisää lämmönjohtavuutta ja lisää kovettuneen osan mittajäykkyyttä.

Höyrystetty piidioksidi on nanomittakaavan sakeutusaine. Valmistajat tuottavat sitä piitetrakloridin liekkipyrolyysillä. Se koostuu mikroskooppisista amorfisen piidioksidin pisaroista, jotka on sulautettu haarautuneiksi kolmiulotteisiksi ketjuiksi. Käytät höyrytettyä piidioksidia pieniä määriä, tyypillisesti 1–3%, tiukasti reologian valvontaan. Se estää painumista pystysuorassa pinnoitteessa ja säätelee virtausta nestemäisissä epoksissa. Höyrystetty piidioksidi sakeuttaa hartsia; sulatettu piidioksidi stabiloi sen fyysiset mitat.

Piidioksidityyppien vertailu epoksikoostumuksissa

Epoksihartsin sulatetun piidioksidijauheen kriittiset ominaisuudet

Lämpölaajenemiskertoimen (CTE) säätö

Lämpöhäiriö tuhoaa elektroniikkakokoonpanot. Tavallisen piisirun CTE on noin 3 ppm/K. Kuparilyijykehykset ovat noin 17 ppm/K. Täyttämätön bisfenoli-A-epoksihartsi laajenee massiivisesti, usein yli 60 ppm/K. Kun tämä kokoonpano kuumenee käytön aikana, epoksi laajenee huomattavasti nopeammin kuin piisuulake. Tämä bimetallinauhavaikutelma leikkaa juotosliitoksia, repii lankaliitokset ja halkeilee itse muotin.

Ylität tämän lämpölaajenemisraon yhdistämällä matala CTE sulatettu piidioksidijauhe . Sulatulla piidioksidilla on uskomattoman alhainen CTE, noin 0,5 x 10^-6/K (0,5 ppm/K). Kun lisäät täyteaineen tilavuusosuutta, lopullinen komposiitti CTE putoaa ennustettavasti seosten säännön mukaisesti. Komposiitti CTE:n saavuttaminen 10-15 ppm/K vaatii suurta täyteainekuormitusta, joka usein ylittää 80 painoprosenttia. Tämä sopii läheisesti substraatteihin ja eliminoi sisäisen leikkausjännityksen lämpösyklin aikana.

Sulatun piidioksidin hiukkasten koko ja morfologia

Piidioksidihiukkasten fyysinen muoto ja koko määräävät, kuinka kovettumaton hartsi käyttäytyy tuotantolinjalla. Kulmikkaat hiukkaset, jotka on luotu tavallisella murskaamalla ja jauhamalla, lukittuvat toisiinsa. Tämä lukitus rajoittaa hartsin virtausta ja lisää huomattavasti viskositeettia. Kulmikkaat hiukkaset aiheuttavat myös voimakasta hankaavaa kulumista sekoituslaitteisiin, hammaspyöräpumppuihin ja annostelusuuttimiin.

Pallomaiset hiukkaset toimivat kuin mikroskooppiset kuulalaakerit. Ne rullaavat toistensa ohi, mikä mahdollistaa tasaisen hartsin virtauksen jopa korkeilla kuormitustasoilla. Optimoimalla sulatetun piidioksidin hiukkaskokojakauma on pakollinen korkeatiheyksisessä istutuksessa. Et voi käyttää yhtä yhtenäistä hiukkaskokoa. Sen sijaan käytät multimodaalista sekoitusta. Sekoitat suuria (D50 = 20 mikronia), keskikokoisia (D50 = 5 mikronia) ja hienoja (D50 = 1 mikroni) hiukkasia. Pienemmät hiukkaset täyttävät suurempien hiukkasten väliset tyhjät välitilat. Tämä maksimoi pakkaustiheyden. Multimodaalisen sekoituksen avulla voit saavuttaa 85 % täyteaineen kuormituksen ylittämättä maksimiviskositeettirajaasi.

Pintakemia ja adheesio

Epäorgaanisen piidioksidihiukkasen ja orgaanisen epoksimatriisin välinen rajapinta määrää komposiitin mekaanisen eheyden. Tämä käyttöliittymä on erittäin herkkä ympäristön heikkenemiselle.

Hydrofiilinen haaste

Luonnollisessa tilassaan piidioksidi on peitetty aktiivisilla silanoliryhmillä (Si-OH). Tämä luo a hydrofiilinen sulatettu piidioksidijauhe . Se houkuttelee ja imee aktiivisesti ympäristön kosteutta ilmasta. Jos käytät käsittelemätöntä piidioksidia elektronisessa kapselointiaineessa, kosteus läpäisee matriisin ajan myötä. Juotteen sulatusprosesseissa, jotka usein ylittävät 260 °C, tämä loukkuun jäänyt kosteus höyrystyy välittömästi. Tuloksena oleva höyry laajenee nopeasti, jolloin kapselointiaine halkeilee ja irtoaa lyijyrungosta. Teollisuus kutsuu tätä katastrofaalista epäonnistumista 'popcorningiksi'.

Muokattu ratkaisu

Estät kosteusvaurioita muokkaamalla hiukkasten pintaa ennen seostamista. Siirtyminen an epoksimodifioitu sulatettu piidioksidijauhe on välttämätön erittäin luotettaville sovelluksille. Valmistajat käsittelevät piidioksidia silaaniliitosaineilla, tyypillisesti glysidoksipropyylitrimetoksisilaanilla. Silaanimolekyylin toinen pää sitoutuu kemiallisesti epäorgaanisen piidioksidin pintaan kondensaation kautta. Toinen pää sisältää epoksireaktiivisen ryhmän, joka silloittuu suoraan orgaaniseen hartsimatriisiin kovetusjakson aikana. Tämä kemiallinen silta parantaa merkittävästi rajapintojen leikkauslujuutta. Se hylkii kosteutta, estää hiukkasten agglomeroitumista ja varmistaa pitkäaikaisen rakenteellisen eheyden raskaassa mekaanisessa kuormituksessa.

Kemiallinen kestävyys ja ympäristön kestävyys

Teollisuusympäristöt altistavat epoksijärjestelmät aggressiivisille kemiallisille hyökkäyksille. Liuottimet, väkevät hapot, kuten rikki ja kloorivetyhappo, sekä vahvat emäksiset liuokset hajottavat nopeasti täyttämättömät polymeerimatriisit. Tiheä sulatettu piidioksiditäyteaine estää fyysisesti kemiallisen läpäisyn. Amorfisen SiO2:n inertti luonne parantaa epoksimatriisin yleistä kemiallista kestävyyttä. Täyteaine toimii mutkaisena reittinä pakottaen syövyttäviä aineita liikkumaan läpäisemättömien piidioksidihiukkasten ympärillä. Tämä tekee erittäin täytetyistä epokseista pakollisia teollisuuslattiapinnoitteissa, kemiallisten laitosten istutussovelluksissa sekä porausreikien öljy- ja kaasuantureissa.

Puhtaus ja ioninen kontaminaatio

Mikroelektroniset sovellukset vaativat virheetöntä puhtautta. Tavalliset teolliset täyteaineet sisältävät pieniä määriä natrium- (Na+), kalium- (K+) ja kloridi- (Cl-)-ioneja. Integroidussa piirissä ympäristön kosteus ja sähkökentät mobilisoivat nämä vapaat ionit. Ne kulkeutuvat muotin pinnan poikki aiheuttaen vakavaa korroosiota herkässä alumiinimetallissa. Ne luovat myös johtavia reittejä, jotka johtavat kohtalokkaisiin vuotovirtoihin vierekkäisten jälkien välillä. Sinun on määritettävä erittäin puhdas sulatettu piidioksidi näiden sähkökemiallisten vikojen estämiseksi. Tiukat ionisen kontaminaatiorajat, jotka usein vaativat uutettavien ionien tasoa alle 1 ppm:n, varmistavat kapseloidun laitteen pitkän aikavälin elinkelpoisuuden.

Arvioidaan sulatettua piidioksidijauhetta elektronisiin pakkauksiin

Ratkaisujen luokat ja lähestymistavat

Puolijohdeteollisuus luottaa voimakkaasti tiettyihin piidioksidiprofiileihin suojaamaan hauraita piimuotteja. sulatettu piidioksidijauhe elektroniikkapakkauksiin jakaantuu kahteen pääkäyttöluokkaan: Epoksimuovausyhdisteet (EMC) ja nestemäiset kapillaaripohjaiset materiaalit.

• Epoksivaluyhdisteet (EMC:t): Nämä kiinteät B-vaiheen hartsit vaativat massiivisen täyteaineen lisäyksen, jopa 90 painoprosenttia, tarvittavan CTE-vähennyksen saavuttamiseksi. Ne käyttävät vahvasti muokattua, multimodaalista pallomaista piidioksidia ylläpitämään virtausta korkeapaineisen siirtomuovausprosessin aikana 175 °C:ssa.

• Kapillaaripohjat: Nämä nestemäiset epoksit virtaavat flip-chip-laitteiden alle kapillaaritoiminnan kautta. Ne vaativat erittäin hienoja, tiukasti kontrolloituja hiukkaskokojakaumia. Ylisuuret hiukkaset aiheuttavat 'suodatusta', jossa piidioksidi jää loukkuun lastun reunaan, kun taas täyttämätön hartsi virtaa alapuolelle. Tämä pilaa lämpösuojan ja jättää juotoskuoret alttiiksi väsymiselle. Alatäytteiden enimmäishiukkaskoot on usein rajoitettu alle 10 mikroniin.

Lämmönhallinta ja dielektrinen suorituskyky

Tiheät integroidut piirit tuottavat huomattavaa lämpöä käytön aikana. Vaikka materiaalit, kuten alumiinioksidi tai alumiininitridi, tarjoavat erinomaisen lämmönjohtavuuden, ne ovat erittäin hankaavia, kalliita ja vaikeita käsitellä. Sulatettu piidioksidi tarjoaa optimaalisen kompromissin vakiopakkauksille. Se säilyttää erinomaisen sähköeristyksen, jolla on korkea dielektrinen lujuus, ja samalla se tarjoaa riittävän lämmönjohtavuuden (tyypillisesti 0,8–1,5 W/m·K erittäin täytetyissä järjestelmissä) lämmön haihtumisen hallintaan tavallisissa IC:issä. Se estää sähkökaaren muodostumisen lähekkäin olevien lankaliitosten välillä samalla kun se vetää lämpöä pois aktiivisen muotin pinnasta.

Optinen kirkkaus LED-kotelointiin

Optoelektroniset sovellukset, kuten LED-kotelointi ja optiset anturit, vaativat erikoistuneita täyteaineita. Vakiotäyteaineet sirottavat valoa ja tekevät epoksista läpinäkymättömän. Erittäin puhdas sulatettu piidioksidi tarjoaa poikkeuksellisen UV-IR-läpinäkyvyyden. Se tarjoaa näkyvän spektrin selkeyden. Kun formuloijat sovittavat piidioksidin taitekertoimen (noin 1,46) tiettyihin optisiin sykloalifaattisiin epoksiin, sulatettu piidioksidi vahvistaa kapselointiainetta estämättä valon läpäisyä. Se kestää myös UV-hajoamista, mikä estää kapselointiainetta kellastumasta tai haurastumasta vuosien jatkuvan ulkokäytön aikana.

Vääntymisen ja sisäisen stressin vähentäminen

Kovetusjakson aikana epoksihartsit kutistuvat kemiallisesti, kun monomeerit silloittuvat. Kun materiaali jäähtyy kovettumislämpötilasta huoneenlämpötilaan, tapahtuu lämpökutistuminen. Erittäin täytetyt EMC:t käyttävät sulatettua piidioksidia molempien ilmiöiden lieventämiseen. Piidioksidin alhainen CTE rajoittaa komposiittimatriisin kokonaistilavuuden muutosta. Hiukkasten ja hartsin välisen rajapinnan optimointi tietyillä silaaneilla mahdollistaa mikroskooppisen jännityksen rentoutumisen matriisissa myöhempien lämpöiskujen aikana. Tämä estää painetun piirilevyn makroskooppisen vääntymisen ja varmistaa, että lopullinen kokoonpano pysyy tasaisena myöhempiä pintaliitosteknologian (SMT) prosesseja varten.

Muotoilun kompromissit ja toteutusriskit

Viskositeetti vs. täyteaineen kuormitus

Formulaattorit kohtaavat jatkuvan dilemman. Piidioksidipitoisuuden lisääminen alentaa CTE:tä ja parantaa lämpöstabiilisuutta. Kiinteän massan lisääminen lisää eksponentiaalisesti kovettumattoman hartsin viskositeettia. Jos viskositeetti nousee liian korkeaksi, epoksi ei valu monimutkaisiin geometrioihin tai kapeisiin rakoihin. Se kerää ilmataskuja, mikä johtaa tyhjiin tiloihin. Tyhjät toimivat jännityksen keskittäjinä ja kosteusloukkuina, mikä johtaa välittömään osien rikkoutumiseen suurjännitetestauksen aikana. Sinun on tasapainotettava haluttu CTE-vähennys injektio-, annostelu- tai annosteluvälineesi käytännön rajoja vastaan.

Piidioksidin latauksen vaikutus epoksiviskositeettiin

Mekaanisen lujuuden vaihtelut

Jäykkien epäorgaanisten hiukkasten lisääminen muuttaa joustavan polymeerin mekaanista profiilia. Empiiriset tiedot osoittavat, että vetolujuus voi laskea 15 % käytettäessä tiettyjä sulatettuja piidioksiditäyteaineita jatkuviin lasikuituihin tai erikoislasihelmiin verrattuna. Piidioksidihiukkaset eivät veny; ne toimivat jäykinä sulkeumina. Vaikka vetolujuus laskee, puristuslujuus ja kimmomoduuli kasvavat merkittävästi. Vähennät vetohäviöitä optimoimalla silaaniliitoskäsittelyä. Vahva kemiallinen sidos hiukkasen ja hartsin välillä siirtää jännityksen tehokkaasti rajapinnan yli tasapainottaen veto- ja puristuskykyä.

Laskeutumis- ja dispersiovirheet

Piidioksidi on huomattavasti tiheämpää (ominaispaino ~2,2) kuin nestemäinen epoksihartsi (ominaispaino ~1,1). Matalan viskositeetin omaavissa formulaatioissa raskaat piidioksidihiukkaset laskeutuvat sekoitusastian tai ruukkukomponentin pohjalle ennen kuin hartsi geeliytyy. Tämä luo epähomogeenisen kovettuneen osan. Pohja muuttuu hauraaksi ja ylitäytetyksi, kun taas yläosa pysyy täyttämättömänä ja herkkä lämpölaajenemiselle.

Suorita seuraavat hallintatoimenpiteet asettumisen estämiseksi:

1. Toteuta suuren leikkausvoiman sekoitusprotokollat ​​käyttämällä suojusten teriä nopeudella 1500+ rpm agglomeraatioiden hajottamiseksi ja hiukkasten tasaisen jakautumisen varmistamiseksi.

2. Käytä tyhjiökaasunpoistokammioita 29 inHg:ssä 10–15 minuutin ajan suuren leikkausvoiman sekoitusvaiheen aikana tunkeutuneen ilman poistamiseksi.

3. Säädä hartsin reaktiivisuutta nopeammin kovettuvilla kovettimilla tai kiihdyttimillä varmistaaksesi, että geeliytyminen tapahtuu ennen kuin hiukkasten merkittävä laskeutuminen voi tapahtua.

4. Säilytä esisekoitetut täytetyt hartsit automatisoiduilla rumputeloilla suspension ylläpitämiseksi ennen annostelua.

Hankinta ja pätevyyskehys

Erästä toiseen johdonmukaisuus

Tuotannon lisääminen vaatii ehdotonta johdonmukaisuutta materiaalitoimittajaltasi. Täyteprofiilin vaihtelut kaatavat tuotantolinjasi ja johtavat massiivisiin romumääriin. Ostajien on vaadittava tiukkoja laadunvarmistusmittareita jokaiselle toimitetulle erälle. Sinun on tarkistettava hiukkaskoon jakautumiskäyrät käyttämällä ISO 13320 -standardin mukaisia ​​laserdiffraktiolaitteita. Kiinnitä erityistä huomiota D10-, D50- ja D90-arvoihin, sillä hienojen hiukkasten siirtyminen (D10) muuttaa hartsin virtausominaisuuksia radikaalisti. Sinun on vahvistettava ominaispinta-ala käyttämällä BET-typpiadsorptioanalyysiä. Odotettua suurempi pinta-ala tarkoittaa ylimääräistä hienoainesta, mikä nostaa viskositeettiasi. Tiukat kosteuspitoisuusrajat, tyypillisesti alle 0,1 %, on noudatettava ennen toimitusta, jotta vältetään sekoitusvirheet ja hartsin ennenaikainen eteneminen varastoinnin aikana.

Testausprotokollat

Sinun on arvioitava kovettunut komposiitti käyttämällä standardoituja testilinssejä täyteaineen suorituskyvyn varmistamiseksi. Kovettamattomien nesteiden tietoihin luottaminen ei riitä kentän luotettavuuden ennustamiseen.

• Dynaaminen mekaaninen analyysi (DMA): Käytä DMA:ta lasittumislämpötilan (Tg) tarkkaan määrittämiseen ja varastointimoduulin muutosten seuraamiseen koko käyttölämpötila-alueella. Tämä vahvistaa, että silaanikytkentäaine toimii oikein.

• Termomekaaninen analyysi (TMA): Käytä TMA:ta mittaamaan kovettuneen komposiitin tarkka CTE sekä lasittumislämpötilan alapuolella (alfa 1) että sen yläpuolella (alfa 2). Tämä vahvistaa täyteaineen latauslaskelmasi.

• Dielektrisen rikkoutumisen testaus: Kohdista kovettuneet testilaatat korkealle jännitteelle (esim. 50 kV AC) varmistaaksesi, että piidioksidin puhtaus täyttää vaaditut eristysstandardit ilman valokaaren muodostusta tai jälkiä.

Johtopäätös

• Tarkista nykyiset vikatiheytesi määrittääksesi, ovatko komponenttien hylkäämisen perimmäiset syyt terminen epäsuhta, vääntyminen tai kosteuden sisäänpääsy.

• Pyydä materiaalitoimittajaltasi kattavat tekniset tiedot, jotka keskittyvät erityisesti multimodaalisiin hiukkaskokojakaumiin ja uutettavien ionien rajoihin.

• Tilaa näytemääriä epoksimodifioitua piidioksidia suorittaaksesi perusviskositeetti-, virtaus- ja laskeutumiskokeet olemassa olevilla annostelulaitteillasi.

• Varaa tekninen konsultaatio toimittajasi kanssa, jotta voit sovittaa tietyt silaaniliitoskemiat täsmälleen epoksihartsijärjestelmääsi ja kovetusprofiiliisi.

FAQ

K: Mitä eroa on höyrystetyn piidioksidin ja sulatetun piidioksidijauheen välillä?

V: Höyrystetty piidioksidi on nanomittakaavan jauhe, jota käytetään pieninä määrinä, tyypillisesti 1-3%, tiukasti sakeutusaineena reologian hallintaan. Sulatettu piidioksidijauhe on bulkkiulotteinen täyteaine, jota käytetään suurissa määrissä, jopa 90 painoprosenttia, lämpölaajenemiskertoimen alentamiseksi ja rakenteellisen tiheyden lisäämiseksi.

K: Miksi alhaisen CTE:n sulatettu piidioksidijauhe on kriittinen elektronisille pakkauksille?

V: Se estää katastrofaalisen lämpöeron. Piimuotit ja kupariset lyijyrungot laajenevat hyvin vähän lämmön vaikutuksesta. Täyttämätön epoksi laajenee valtavasti. Alhaisen CTE-piidioksidin lisääminen alentaa epoksin laajenemisnopeutta vastaamaan laitteistoa, mikä estää levyjen vääntymisen, halkeilun ja juotosliitosten katkeamisen lämpösyklin aikana.

K: Kuinka sulatetun piidioksidin hiukkaskoko vaikuttaa epoksiviskositeettiin?

V: Hiukkasten muoto ja pinta-ala määräävät virtauksen. Kulmikkaat hiukkaset lukittuvat toisiinsa ja lisäävät huomattavasti viskositeettia. Pallomaiset hiukkaset pyörivät toistensa ohi pitäen alhaisemman viskositeetin. Multimodaalisen kokojakauman käyttö mahdollistaa täyteaineen maksimaalisen lisäyksen muuttamatta nestemäistä hartsia työstökelvottomaksi tahnaksi.

K: Mikä on epoksimodifioitu sulatettu piidioksidijauhe?

V: Se on silikajauhetta, joka on käsitelty silaanikytkentäaineella. Tämä kemiallinen käsittely muuttaa hiukkasten pinnan kosteutta imevästä kosteutta hylkiväksi. Käsittely luo myös kemiallisen sillan, joka silloittaa epäorgaanisen piidioksidin suoraan orgaaniseen epoksimatriisiin kovetusprosessin aikana.

K: Voidaanko hydrofiilistä sulatettua piidioksidijauhetta käyttää kosteusherkissä sovelluksissa?

V: Ei. Hydrofiilinen piidioksidi imee aktiivisesti ympäristön kosteutta. Jos tätä kosteutta käytetään elektroniikassa, se höyrystyy välittömästi korkean lämpötilan juotteen uudelleenvirtauksen aikana. Tuloksena oleva höyry laajenee, jolloin kapselointiaine halkeilee ja delaminoituu, mikä on popcorning-niminen vika.

K: Vähentääkö sulatetun piidioksiditäyteaineen lisääminen epoksin vetolujuutta?

V: Kyllä, se voi vähentää vetolujuutta noin 15 % verrattuna jatkuvien lasikuitujen käyttöön. Piidioksidihiukkaset ovat jäykkiä eivätkä veny. Ne kuitenkin lisäävät merkittävästi puristuslujuutta ja moduulia. Vähennät vetohäviöitä käyttämällä asianmukaisia ​​silaanipintakäsittelyjä rajapinnan tarttuvuuden parantamiseksi.