Электрондық инкапсульанттар үшін ең жақсы толтырғышты таңдау сфералық және тұрақты емес алюминий тотығы

Кіріспе

Электрондық құрылғылардың қуаты өскен сайын кішірейетіндіктен, жылуды басқару маңызды инженерлік кедергіге айналады. Нәзік компоненттерді ылғалдан, дірілден және термиялық кернеуден қорғайтын электрондық инкапсульанттар, жылу өткізгіштігін қамтамасыз ету үшін толтырғыштарға қатты сүйенеді. Әртүрлі таңдаулардың арасында алюминий оксиді (алюминий оксиді) негізгі материал ретінде ерекшеленеді. Дегенмен, барлық глинозем бірдей емес. арасындағы таңдау Сфералық алюминий тотығы ұнтағы мен тұрақты емес (бұрышты) алюминий тотығы жоғары сапалы жартылай өткізгіш пакетінің өнімділігін жасай алады немесе бұзады. Бұл нұсқаулық толтырғышыңыздың геометриясының неліктен маңызды екенін, оның өндіріс өнімділігіне қалай әсер ететінін және неліктен Жіңішке бөлшектердің сфералық морфологиясына ауысу көбінесе келесі буын жылуды басқарудың кілті болып табылатынын зерттейді.

Негізгі айырмашылықтарды түсіну: пішін, бет және өнімділік

Электрондық инкапсульанттардағы толтырғыштар туралы айтатын болсақ, біз қоспаны жарамсыз етпей, мүмкіндігінше көп функционалды материалды шайырға қалай салу керектігін талқылаймыз. Тұрақты емес глинозем әдетте дәстүрлі ұсақтау және ұнтақтау арқылы өндіріледі. Оның өткір жиектері, әртүрлі арақатынастары және тегіс беті бар. Керісінше, сфералық алюминий тотығы ұнтағы мінсіз доп пішініне жету үшін жоғары температурада жалынмен балқыту немесе арнайы химиялық процестер арқылы жасалады.

Пішін 'орау шегіне' тікелей әсер етеді. Шелекті мәрмәр тастармен және қиыршық тастармен толтыруды елестетіп көріңіз. Бір кеңістікке көбірек мәрмәр салуға болады, өйткені олар бір-бірінің үстінен айналады және бос орындарға тиімді орналасады. Инкапсульанттар әлемінде бұл толтырғыштың жоғары жүктемесін білдіреді. Жоғары жүктеме жақсы жылу өнімділігін білдіреді, өйткені жылу өткізетін алюминий тотығы көп және шайыр аз.

Сонымен қатар, бетінің ауданы өнеркәсіптік дәрежедегі тұрақты емес глиноземнің оның сфералық аналогына қарағанда айтарлықтай жоғары. Өткір жиектер шайыр матрицасында көбірек үйкеліс тудырады. Бұл үйкеліс тұтқырлықты жоғарылатып, материалды құюды немесе енгізуді қиындатады. толтырғышқа ауысу арқылы Жылу өткізгіш сфералық өндірушілер ағынды консистенцияны сақтай отырып, 70% - 90% салмақ жүктемесіне қол жеткізе алады. Бұл тепе-теңдік инкапсулант құрамының 'қасиетті грил' болып табылады.

Ерекшелік	Тұрақты емес алюминий тотығы	Сфералық алюминий тотығы ұнтағы
Бөлшектердің пішіні	Бұрыштық, қырлы, өткір	Тегіс, сфералық, біркелкі
Жер беті	Жоғары (жоғары тұтқырлыққа әкеледі)	Төмен (жоғары жүктеуге мүмкіндік береді)
Максималды жүктеу	Төмен және орташа (~60%)	Жоғары (90%+ дейін)
Жабдықтағы тозу	Жоғары абразивтілік	Төмен абразивтілік
Ағындылық	Кедей	Тамаша (шарлы тірек әсері)

Толтырғыш геометриясының жылу өткізгіштікке әсері

Инкапсульанттарға толтырғыштарды қосуымыздың негізгі себебі - жылуды чиптерден алыстату. Композиттік материалдағы жылу өткізгіштік 'жылу жолдарының' пайда болуына байланысты. Бөлшектер бір-біріне тиіп тұрмаса немесе тығыз жабылмаса, жылу өте қорқынышты өткізгіш болып табылатын полимер шайыры арқылы өтуі керек.

Сфералық алюминий тотығы ұнтағы бұл жерде өте жақсы, себебі оның пішіні 'максималды орау тығыздығына' мүмкіндік береді. Инженерлер көбінесе әртүрлі өлшемдердің қоспасын пайдаланады - үлкен шарлар мен ұсақ бөлшектердің өлшемі кішірек шарлар. интерстициалды бос орындарды толтыру үшін Бұл бөлшектер тұрақты байланыста болатын тығыз желіні жасайды. Ыңғайсыз пішіндері бар біркелкі емес бөлшектер жиі жылу изоляторы ретінде әрекет ететін үлкен 'шайырға бай' бос орындар қалдырады.

Сонымен қатар, біркелкілігі өнеркәсіптік деңгейдегі сфералық толтырғыштардың термиялық кеңеюдің изотропты болуын қамтамасыз етеді. Құрылғы қызған кезде ол кеңейеді. Толтырғыш бөлшектері кесілген және кездейсоқ бағдарланған болса, олар микрокрекингке әкелетін ішкі кернеулерді тудыруы мүмкін. Шарлар кернеуді барлық бағытта біркелкі таратады. Осы сенімділік сондықтан сфералық алюминий тотығы ұнтағы жылу циклі жиі және қарқынды болатын сенімділігі жоғары автомобиль сенсорлары мен қуат модульдері үшін таңдалады.

Жоғары жүктеме деңгейлеріне қол жеткізу

3,0 Вт/м·К жоғары жылу өткізгіштік деңгейлеріне жету үшін толтырғыш мазмұнын шекке дейін итеру керек. Біз тұрақты емес глиноземнің 'тұтқырлық қабырғасына' әлдеқайда ертерек соғатынын байқаймыз. Қоспа қалың пастаға айналғаннан кейін, ол Flip-чип BGA немесе қуатты дискретті орамдағы түйреуіштер арасындағы кішкене саңылауларға өте алмайды. Біз пайдаланамыз сфералық алюминий тотығы ұнтағын осы қабырғаны айналып өту үшін арнайы , бұл инкапсуляцияның күрделі геометрияларды 'толық толтыру' немесе 'қалыптасу' мүмкіндігін жоғалтпай ультра жоғары термиялық жолдарды қамтамасыз етеді.

Тұтқырлық және ағындылық: 'Шарлы подшипниктің әсері'

Өндірісте уақыт – ақша. Егер инкапсульант қалыпқа немесе қалып астына тым ұзақ ағып кетсе, өткізу қабілеті төмендейді. Сфералық алюминий оксиді ұнтағы «шарлы мойынтірек әсері» деп атайтын нәрсені ұсынады. Бөлшектер тегіс және дөңгелек болғандықтан, олар бір-бірінен аз қарсылықпен айналып өтеді.

Бұл сұйықтық әрекеті үшін өте маңызды . дәл жылтырату соңғы өндіріс процесін Толтырғыштың жоғары болуына қарамастан, инкапсуляцияның тұтқырлығы төмен болса, оны төмен қысымда өңдеуге болады. Жоғары қысымды бүрку нәзік алтын байланыстырушы сымдарды зақымдауы мүмкін — бұл құбылыс 'сымды тазалау' деп аталады. Ылғалға төзімді сфералық толтырғышты пайдалану жоғары қысым қажеттілігін азайтады, осылайша функционалды құрылғылардың өнімділігін арттырады.

Сонымен қатар, тұрақты емес глиноземнің абразивті сипаты жабдықты тарату үшін қорқынышты түс болуы мүмкін. Өткір жиектер тот баспайтын болаттан жасалған саптамалар мен сорғыларда ұсақталып кетеді, бұл жиі тоқтап тұруға және шайырдың металл қалдықтарымен ластануына әкеледі. Сфералық алюминий тотығы ұнтағы аппараттық құралдарда әлдеқайда жұмсақ. Ол жабдықтың қызмет ету мерзімін сақтайды және диэлектрлік қасиеттері машиналарда тозған металл үлпектерімен бұзылмауын қамтамасыз етеді. инкапсуляцияның

Бөлу процесін оңтайландыру

1. Бітелуді азайтады : Тегіс шарлардың кішкене дозалау инелерін жабу және бітеу ықтималдығы аз.

2. Тұрақты жарамдылық мерзімі : Сфералық бөлшектер бір-біріне жабысатын тұрақты емес бөлшектерге қарағанда, болжамды түрде тұнбады және қайта дисперсті болу оңайырақ.

3. Жылдамырақ толтыру : капиллярлық әрекет сфералық толтырылған шайырларды үлкен аумақты кремний қалыптары астында жылдамырақ тартады.

Диэлектрлік тұтастық және ылғалға төзімділік

Электрондық инкапсульанттар жай ғана жылу өткізгіштер емес; олар сондай-ақ электр оқшаулағыштары болып табылады. Пайдаланылатын кез келген толтырғыш сақтауы керек . диэлектрлік беріктікті қысқа тұйықталуды болдырмау үшін жоғары Төмен сапалы толтырғыштардағы қоспалар өткізгіш жолдар ретінде әрекет ете алады. Сфералық алюминий тотығы ұнтағы стандартты ұнтақталған алюминий тотығында кездесетін көптеген иондық қоспаларды жоятын жоғары таза балқыту процестері арқылы жиі өндіріледі.

Толтырғыштың беті ылғалға төзімділікте де рөл атқарады . Біркелкі емес бөлшектердің бетінде ылғал жасырынатын терең 'каньондар' және 'жарықтар' болады. Жоғары температурада дәнекерлеу (қайта ағу) кезінде бұл ұсталған ылғал буға айналуы мүмкін, бұл инкапсульанттың жарылуына немесе деламинатталуына әкелуі мүмкін. Бұл ақаулық 'попкорнинг' деп аталады.

тегіс, тығыздалған беті Жұқа бөлшектердің өлшемді сфералық бөлшектерінің ылғалды жасыру үшін ешнәрсе бермейді. Силанды біріктіру агенттерімен өңделген кезде, сфералық алюминий тотығы ұнтағы шайыр матрицасымен тиімдірек байланысады. Бұл қоршаған ортаға қарсы тығызырақ тығыздау жасайды. Біз сфералық толтырғыштарды пайдаланатын капсуланттар HAST (Жоғары жеделдетілген стресс сынағы) және бейтарап ылғалдылық сынақтарынан тұрақты емес толтырғыштарды пайдаланатындарға қарағанда әлдеқайда тұрақты өтетінін көрдік.

Электрлік оқшаулауды сақтау

• Төмен иондық мазмұны : Сапалы өнеркәсіптік деңгейдегі сфералық алюминий оксиді ағып кетуді тудыратын натрий және калий иондарын азайтады.

• Беттік өңдеу : Сфералық пішін бейорганикалық толтырғыш пен органикалық полимер арасындағы интерфейсті жақсарта отырып, біріктіру агенттерін біркелкі жабуға мүмкіндік береді.

• Бостығын азайту : жақсы ағын инкапсуляция кезінде азырақ ауа көпіршіктері (бос орындар) ұсталатынын білдіреді. Ауа иондалып, тәждің разрядына әкелуі мүмкін болғандықтан, бос орындарды азайту жоғары вольтты қолданбалар үшін өте маңызды.

Дәлдік жылтырату және бетті өңдеуге қойылатын талаптар

Кейбір электрондық қолданбалар инкапсуляция бетінің мінсіз тегіс немесе жылтыратылған болуын талап етеді, әсіресе оптикалық сенсорларда немесе кейіннен жұқартуды қажет ететін көп пішінді модульдерде. Сфералық глинозем ұнтағы қол жеткізуде маңызды рөл атқарады Precision жылтыратуға .

Тұрақты емес глинозем толтырылған композицияны ұнтақтау немесе жылтырату кезінде өткір бөлшектер үлкен шұңқырлар қалдырып, шайырдан 'жұлдырады'. Олар сондай-ақ айналадағы шайырды немесе нәзік кремний қалыбын сызып тастауы мүмкін. Алайда шарлар біркелкі тозады. Оларда өткір 'бекіту нүктелері' болмағандықтан, олар беткі қабаттың жыртылу деңгейін бірдей тудырмайды.

Бұл, әсіресе, өнеркәсіптік деңгейдегі қолданбалар үшін өте маңызды. инкапсулант әрі қарай литография немесе жұқа қабықпен тұндыру үшін субстрат ретінде қызмет ететін Тегіс бет келесі қабаттардың жақсы адгезиясына және соңғы құрылғыдағы ақаулардың аз болуына әкеледі. Егер процесс механикалық жұқартуды немесе CMP (Химиялық механикалық планаризация) болса, ұсақ бөлшектердің өлшемді сфералық толтырғышқа ауысу әрқашан дерлік талап болып табылады.

Шығын-пайда талдауы: сфералық алюминий тотығы премиумға тұрарлық па?

ескермеуге болмайды . Сфералық глинозем ұнтағын өндіру тұрақты емес глиноземге қарағанда қымбатырақ екенін Алюминий тотығын 2000°C-тан асатын температурада балқыту үшін қажетті энергия айтарлықтай. Алайда, тек 'бір келісінің бағасына' қарау - қате. Құрылғыны құрастыру процесінде 'жалпы иелену құнын' қарастыруымыз керек.

қолданудың артықшылықтары Сфералық алюминий тотығы ұнтағын көбінесе бірнеше механизмдер арқылы бастапқы құнынан асып түседі:

1. Жоғары кірістілік : аз үзілген сымдар және аз 'попкорн' ақаулары әр вафлиге көбірек сатылатын бірліктерді білдіреді.

2. Төменгі техникалық қызмет көрсету : абразивті емес сфералық толтырғыштарды пайдаланған кезде тарату сорғылары мен саптамалар 3-5 есе ұзағырақ қызмет етеді.

3. Жақсырақ өнімділік : тұрақты еместен сфералық толтырғыштарға ауысу арқылы жылу өткізгіштігін 50%-ға арттыра алсаңыз, соңғы өнімге нарықтық құн қосып, кішірек, арзанырақ жылу қабылдағышты пайдалануға немесе чипті жылдамырақ іске қосуға болады.

4. Процесс жылдамдығы : Жылдамырақ ағын жылдамдығы және қысқа емдеу циклдары (жылудың жақсы таралуына байланысты) зауыт қуатын арттырады.

Тұрақты емес алюминий тотығымен қашан жабысу керек?

Біз қолдайтын болсақ та , тұрақты емес глиноземнің әлі де өз орны бар. Егер сіздің термиялық талаптарыңыз төмен болса (<1,5 Вт/м·К) және қаптамаңыздың геометриясы үлкен және қарапайым болса, сфералық алюминий тотығы ұнтағын өнімділігі жоғары қолданбаларда құнын үнемдеу өнеркәсіптік дәрежедегі тұрақты емес глиноземнің негізді болуы мүмкін. Ол көбінесе ағынды шектемейтін үлкен құймаларда 'еріткіш' ретінде пайдаланылады.

Дұрыс бағаны таңдау: ұсақ бөлшектердің өлшемі және араластыру стратегиялары

Ең жақсы толтырғышты таңдау тек 'ретсіз' орнына 'сфералық' таңдау ғана емес. Бұл 'Бөлшектердің өлшемдерінің таралуы' (PSD) туралы. Жетілдірілген инкапсуляторлардың көпшілігі мультимодальды қоспаны пайдаланады.

'Үлкен' араластыру арқылы Сфералық алюминий тотығы ұнтағы (мысалы, 20-40 микрон) ұсақ бөлшектердің мөлшері (мысалы, 2-5 микрон) бар, біз тығыздықты барынша арттыра аламыз. Кішкентай шарлар үлкен шарлар арасындағы бос орындарға тамаша сәйкес келеді. Бұл жиі 'Аполлондық қаптама' деп аталады.

Аралас түрі	А құрамдас бөлігі	Құрамдас В	Нәтижелі мүлік
Мономодальды	10 мкм Сфералық	Жоқ	Орташа тұтқырлық, оңай өңдеу
Бимодальды	30 мкм Сфералық	3 мкм Сфералық	Жоғары жүктеме, жоғары жылу өткізгіштік
Үш модальды	50 мкм Сфералық	10 мкм Сфералық	0,5 мкм ұсақ бөлшектердің өлшемі

қосуды ұсынамыз . жылу өткізгіш бетті өңдеуді Сақтау кезінде тұнбау үшін бұл қоспаларға жиі PSD-дегі бірізділік - бұл премиум өнеркәсіптік жеткізушіні қалғандарынан ажырататын нәрсе. Егер 'жұқа' бөлшек тым кішкентай болса, бетінің ауданы аспанға көтеріледі және тұтқырлық қайтарылады. Егер ол тым үлкен болса, ол бос орындарға сыймайды. Дәлдік - бәрі.

Қорытынды

'Сфералық және тұрақты емес глинозем' шайқасында жеңімпаз кез келген өнімділігі жоғары электрондық қосымша үшін анық. Тұрақты емес глинозем негізгі тапсырмалар үшін үнемді таңдау болғанымен, сфералық алюминий оксиді ұнтағы тығыздығы жоғары, қуатты электроника үшін маңызды құрал болып табылады. Оның «шарлы тірек» ағынын, ультра жоғары термиялық жүктемені және жоғары диэлектрлік қорғанысты қамтамасыз ету қабілеті оны заманауи инкапсульанттар үшін алтын стандартқа айналдырады.

Өндірушілер таңдай отырып ұсақ бөлшектердің өлшемі бар сфералық толтырғышты , олардың құрылғыларының салқынырақ жұмыс істеуін, ұзағырақ жұмыс істеуін және жоғары өнімділікпен өндірілуін қамтамасыз ете алады. Мобильді процессорларға арналған толтырғыштарды немесе электрлік көлік инверторларына арналған құмыра қоспаларын жобалап жатсаңыз да, алюминий тотығы толтырғышыңыздың геометриясы жылуды басқару стратегияңыздың негізі болып табылады.

Shengtian туралы: Біздің өндірістік шеберлігіміз

фабрикасында Шенгтиан біз алдыңғы қатарлы материалдар өнеркәсібінде жетекші күш болғанымызды мақтан тұтамыз. Біз өндіруге мүмкіндік беретін ең заманауи жалынды сфероидтау технологиясына қомақты қаржы жұмсадық . сфералық алюминий тотығы ұнтағын әлемдік деңгейдегі сфералық және тазалығы бар Біздің мекеме жай ғана өндірістік желі емес; бұл техникалық сараптама орталығы, біз әрбір партияны бөлшектердің мөлшерінің консистенциясы, ылғалға төзімді қасиеттері және термиялық өнімділігі үшін мұқият сынаймыз. Жартылай өткізгіштер әлемінде тіпті шамалы ауытқу апатты сәтсіздікке әкелуі мүмкін екенін түсінеміз. Сондықтан біз ISO-сертификатталған сапа бақылауын қатаң сақтаймыз. Біздің күшіміз - біздің клиенттеріміздің арнайы шайыр жүйелері үшін бөлшектердің мөлшерін бөлуді теңшеу қабілетімізде, сіз Shengtian таңдаған кезде сіз өзіңіздің өндірістік табысыңызға және электрондық компоненттеріңіздің сенімділігіне арналған серіктес аласыз.

Жиі қойылатын сұрақтар

1-сұрақ: Неліктен сфералық алюминий оксиді тұрақты емес глиноземге қарағанда жылу өткізгіштікке жақсырақ? A: Сфералық алюминий тотығы ұнтағы орауыштың жоғары тығыздығына мүмкіндік береді. Бөлшектер тығызырақ оралған кезде, жылудың өтуі үшін көбірек байланыс нүктелері болады, бұл жылу өткізгіштік тиімділігін айтарлықтай арттырады. реттелмейтін толтырғыштардың саңылаулары бар саңылауларымен салыстырғанда инкапсульанттың

2-сұрақ: Глиноземнің пішіні инкапсульанттың электрлік қасиеттеріне әсер ете ме? A: Иә. Сфералық бөлшектер, әдетте, олардың өндіру процесіне байланысты тегіс бетке және төмен иондық қоспаларға ие. Бұл арттырады диэлектриктің беріктігін және жоғары кернеу кезінде электр ағып кету немесе бұзылу қаупін азайтады.

3-сұрақ: Шығындарды үнемдеу үшін тұрақты емес және сфералық алюминий тотығын араластыра аламын ба? Ж: Иә, көптеген компаниялар 'гибридтік' тәсілді пайдаланады. Дегенмен, тіпті аз мөлшерде тұрақты емес алюминий тотығы тұтқырлықты айтарлықтай арттыруы мүмкін. Толтыру сияқты жоғары деңгейлі қолданбалар үшін ағынды сақтау үшін әдетте 100% сфералық алюминий тотығы ұнтағы қажет.

4-сұрақ: Сфералық алюминий тотығы менің жабдықыма абразивті ме? A: Жоқ, ол әлдеқайда аз абразивті. Оның өткір жиектері болмағандықтан, ол сіздің таратқыш инелеріңіз бен сорғыларыңызды 'құмдатпайды'. Бұл өнеркәсіптік деңгейдегі өндірістік желілер үшін басты артықшылық. тоқтау уақытын қысқартуға ұмтылатын

5-сұрақ: Инкапсуляция үшін дұрыс бөлшектердің өлшемін қалай таңдауға болады? Ж: Бұл 'байланыс сызығының қалыңдығына' немесе толтыру қажет бос орынға байланысты. Жалпы ереже - ең үлкен бөлшек ең кіші саңылаудың 1/3 өлшемінен аспауы керек. пайдалану Ұсақ бөлшектердің өлшемін нәзік компоненттер арасындағы тығыз кеңістіктерге жетуге көмектеседі.