Elektronik Paketleme Uygulamaları için Küresel Silika Tozu

Yarı iletken cihazların sürekli minyatürleştirilmesi ve Çok Büyük Ölçekli Entegrasyonun (VLSI) yükselişi, aşırı termal ve mekanik stresi yönetebilen ambalaj malzemelerine ihtiyaç duymaktadır. Geleneksel açısal silika dolgu maddeleri, gelişmiş talaşlar için gereken yüksek paketleme yoğunluklarında başarısız olur. Bunlar, epoksi kalıplama bileşiklerinde (EMC) kabul edilemez viskozite artışlarına, üretim aletlerinde ciddi aşınmaya ve yüksek tel kayması veya talaş çatlaması riskine neden olur. İşlenebilirliği korurken %90'a varan dolum oranlarına ulaşmak için mühendislerin uzmanlaşmış elektronik paketleme için küresel silika tozu . Bu geçiş, kürlenmemiş reçinenin akış özelliklerinden ödün vermeden yoğun dolgu maddesi yüklemesine izin vererek reolojik darboğazları çözer. Bu malzemelerin tedarikine ilişkin teknik değerlendirme kriterlerini, üretim yöntemlerini, performans değiş tokuşlarını ve uygulama risklerini inceleyeceğiz.

• Morfoloji Akışı Belirler: Düşük viskoziteyi korurken ve kapsülleme sırasında tel süpürmesini önlerken EMC'lerde ve yetersiz dolgu reçinelerinde maksimum paketleme yoğunluğunu (%90'a kadar) elde etmek için yüksek küresel silika tozu zorunludur.

• Saflık Arızayı Önler: Sıkı bir şekilde kontrol edilen iyonik yabancı maddeler ve düşük alfa parçacığı emisyonları ile yüksek saflıkta küresel silika tozu (%99,9+), bellek cihazlarında hafif hataları ve entegre devrelerde korozyonu önlemek için tartışılamaz.

• PSD Optimizasyonu Kritiktir: Doğru Parçacık Boyutu Dağılımını (PSD) seçmek (tipik olarak 0,01 μm ile 50 μm arasındaki boyutların, gelişmiş yetersiz dolgular için 2,5 μm gibi özel dar kesimlerle harmanlanması) Termal Genleşme Katsayısı (CTE) azaltımını reçine akışkanlığıyla dengelemek için birincil kaldıraçtır.

• Üretim Yöntemi Önemlidir: Bir tedarikçinin sentez yöntemi (örneğin, alev füzyonu ve sol-jel) temel olarak temel saflığı, küresellik tutarlılığını ve belirli son kullanım segmentlerine uygunluğunu belirler.

• Yüzey İşlemi Riski Azaltır: İşlem görmemiş ultra ince küresel silika topaklaşmaya eğilimlidir; Bir tedarikçinin yüzey modifikasyon yeteneklerinin (örneğin, silan birleştirme maddeleri) değerlendirilmesi, düzgün bir dağılım sağlamak açısından kritik öneme sahiptir.

Elektronik Paketlemede Küresel Silika Tozunun Rolü

Başarı Kriterinin Tanımlanması

Modern yarı iletken ambalajlar katı fiziksel kısıtlamalar altında çalışır. Kapsülleyicinin minimum termal genleşme, yüksek termal iletkenlik, mutlak nem direnci ve yüksek üretim verimi sağlaması gerekir. Silikon kalıplar çok düşük bir termal genleşme katsayısına (CTE) sahiptir; tipik olarak 2,6 ila 3,0 ppm/K civarındadır. Dolgusuz epoksi reçineler genellikle 60 ppm/K'yi aşan çok daha yüksek bir CTE sergiler. Bakır kurşun çerçeveler 17 ppm/K civarındadır. Bu ciddi uyumsuzluk, sıcaklık döngüsü sırasında çok büyük termomekanik strese neden olur. Yönetilmediği takdirde bu gerilim, kalıp bağlantı arayüzünde katmanların ayrılmasına, lehim bağlantısının yorulmasına veya ciddi kalıp çatlamalarına yol açar. Dolgu malzemesinin birincil işlevi bu fiziksel boşluğu kapatmaktır. Mühendisler, reçineyi düşük CTE'li bir dolgu maddesiyle yükleyerek kompozit CTE'yi aşağıya doğru iterken paketin elektrik yalıtım özelliklerini de koruyorlar.

Epoksi Kalıplama Bileşenleri (EMC) ve Underfill Reçineleri

EMC'lerin ve yetersiz dolgu reçinelerinin formülasyonunda, elektronik ambalajlama için silika tozu birincil fonksiyonel dolgu maddesi görevi görür. Bu reçineler genellikle ağırlıkça %70 ila %90 oranında silika içerir. Dolgu, kırılgan silikon kalıplarını fiziksel şoktan, nem girişinden ve kimyasal kirleticilerden korur. Transfer kalıplama işlemleri, EMC'nin karmaşık kalıp boşluklarına akması için düşük bir viskoziteyi (tipik olarak 175°C'de 15 Pa·s'nin altında) korumasını gerektirir. Flip-chip tasarımlarında kullanılan kılcal dolgularda gereksinimler daha da sıkıdır. Dolgu maddesi, 10 ila 50 mikrometre kadar dar boşluklardan, çökelmeden veya boşluklara neden olmadan akmalıdır. Küresel şekil, parçacıkların birbirlerinin ve hassas lehim darbelerinin üzerinden geçmesine izin vererek kalıbın altında eşit dağılım sağlar ve son montajın yapısal bütünlüğünü maksimuma çıkarır.

Mikroelektronik Yüzeyler ve Bakır Kaplı Laminatlar (CCL)

Sıvı kapsülleyicilerin ve kalıplama bileşiklerinin ötesinde, sert ve esnek mikroelektronik substratların üretiminde küresel silika giderek daha fazla kullanılmaktadır. 5G iletişimleri, otomotiv radarları (örneğin 77 GHz sistemler) ve gelişmiş sunucu kartlarında kullanılan yüksek frekanslı Bakır Kaplı Laminatlarda (CCL) boyutsal kararlılık sıkı bir gerekliliktir. Bismaleimid triazine (BT) veya PTFE substrat matrislerine küresel silikanın dahil edilmesi, dielektrik sabitini (Dk) ve dağılma faktörünü (Df) azaltır. Silika doğal olarak yaklaşık 3,8'lik düşük bir Dk ve 0,001 civarında bir Df sergiler. Bu, yüksek hızlı veri iletiminde sinyal kaybını en aza indirir. Küresel parçacıkların pürüzsüz yüzeyi aynı zamanda bu laminatlarda kullanılan hassas cam elyaf dokumaların mikro aşınmasını da önleyerek presleme ve delme işlemleri sırasında levhanın mekanik mukavemetini korur.

Açısaldan Küresele Geçiş

Açısal kırılmış silikadan küresel silikaya geçiş, ambalajlama mühendisliğinde temel bir değişimi temsil ediyor. Açısal silika, kuvars bloklarının mekanik olarak öğütülmesiyle üretilir. Ucuzdur ancak dolum oranlarını ciddi şekilde sınırlar. Açısal parçacıklar yüksek spesifik yüzey alanına (SSA) sahiptir. Yüksek bir SSA, parçacıkların yüzeyinde daha fazla sıvı reçinenin hareketsiz hale getirilmesi ve akışı kolaylaştırmak için daha az serbest reçinenin kalması anlamına gelir. Pürüzlü kenarlar reçinenin içine kenetlenerek viskoziteyi katlanarak artırır ve kalıplarda ve dağıtım nozullarında aşındırıcı alet aşınmasına neden olur. Küresel silika, minimum sürtünmeyle ultra yüksek doldurma oranları sağlar. Pürüzsüz, yuvarlak yüzeyler birim hacim başına toplam yüzey alanını azaltarak parçacıkları ıslatmak için daha az reçine gerektirir. Bu, mühendislerin aynı hacme daha fazla silika sığdırmasına, CTE'yi düşürmesine ve kürlenmemiş reçineyi işlenemez bir katıya dönüştürmeden termal iletkenliği artırmasına olanak tanır.

Açısal ve Küresel Silika Dolguların Karşılaştırılması

Elektronik Sınıf Küresel Silika için Teknik Değerlendirme Boyutları

Üretim Yöntemlerinin Değerlendirilmesi (Alev Füzyonu ve Kimyasal Sentez)

Sentez yöntemi, dolgu maddesinin fiziksel ve kimyasal temel çizgisini doğrudan belirler. Geleneksel alev füzyonu, yüksek saflıkta açısal kuvars tozunun, yüksek sıcaklıktaki bir plazmaya veya oksijen-hidrojen alevine (genellikle 2000°C'yi aşan) beslenmesini içerir. Düzensiz parçacıklar anında erir ve yüzey gerilimi onları yanma bölgesinden çıkıp hızla soğumadan önce mükemmel küreler haline getirir. Bu yöntem oldukça ölçeklenebilirdir ve büyük miktarda ürün üretir. elektronik sınıf küresel silika . standart mantık IC'lerinde, ayrı bileşenlerde ve standart CCL'lerde kullanılan

Sol-jel işlemi veya Buhar Fazlı Nem Taşınması (VMC) gibi gelişmiş kimyasal sentez, silika parçacıklarını moleküler seviyeden oluşturur. Sol-jel, silikon alkoksitlerin (tetraetil ortosilikat, TEOS gibi) bir amonyak katalizörü ile bir alkol çözeltisi içinde hidrolizini ve yoğunlaşmasını içerir. Maden kuvarsına dayanmadığı için kimyasal sentez mükemmele yakın saflık ve tam küresellik elde eder. VMC, kontrollü bir yüksek sıcaklık reaktöründe oksijen ve su buharı ile reaksiyona giren silikon metal tozunu kullanır. Mühendisler, eser miktardaki yabancı maddelerin tolere edilemeyeceği son teknoloji bellek cihazları, güç elektroniği ve gelişmiş düğüm mantığı çipleri için kimyasal olarak sentezlenmiş silikayı tercih ediyor.

Silika Tozu Üretim Yöntemleri ve Özellikleri

Yüksek Küresellik ve Morfolojinin Değerlendirilmesi

Küresellik, mükemmel bir kürenin 1,0'a eşit olduğu bir oran olarak ölçülür. Bu genellikle Taramalı Elektron Mikroskobuna (SEM) bağlı otomatik görüntü analiz yazılımı kullanılarak ölçülür ve binlerce parçacığın daireselliği hesaplanır. Elektronik ambalajlama için kabul edilebilir bir küresellik oranı tipik olarak >0,95'tir. Daha düşük oranlara sahip parçacıklar spesifik yüzey alanını artıran yüzey düzensizlikleri sergiler. Daha yüksek bir spesifik yüzey alanı daha fazla sıvı epoksi reçineyi emer ve akışı kolaylaştırmak için daha az reçineyi bırakır. yüksek küreselliğe sahip silika tozu, kürlenmemiş durumda azaltılmış viskoziteyle doğrudan ilişkilidir. Bu düşük viskozite, bileşiğin karmaşık kalıp geometrileri boyunca akmasına, yoğun tel bağları etrafında gezinmesine ve hava ceplerini sıkıştırmadan veya eksik dolumlara neden olmadan mikroskobik boşlukları doldurmasına olanak tanır.

Parçacık Boyutu Dağılımı (PSD) ve Paketleme Yoğunluğu

Tek partikül büyüklüğü ile %90 doluluk oranına ulaşmak imkansızdır. Mühendisler, ara boşlukları ortadan kaldırmak için çok modlu Parçacık Boyutu Dağılımı'na (PSD) güveniyor. Tipik olarak 0,01 μm ile 50 μm arasında değişen kaba, orta ve ince parçacıkların harmanlanmasıyla, daha küçük parçacıklar, daha büyük olanların bıraktığı boşluklara tam olarak sığar. Bu, kompozitin katı fraksiyonunu maksimuma çıkaran Andreasen veya Furnas modelleri gibi yerleşik teorik paketleme modellerini takip eder.

Gelişmiş paketleme için özel sıkı kesimler gereklidir. Flip-chip tasarımlarına yönelik kılcal dolgularda kalıp ile altlık arasındaki boşluk son derece dardır. Maksimum parçacık boyutu boşluk yüksekliğinin üçte birini aşarsa parçacıklar sıkışarak dolgu maddesinin ayrılmasına ve reçine sızıntısına neden olur. Mühendisler genellikle düzgün kılcal hareket sağlamak için katı dağıtımlar belirler.

1. Paket tasarımındaki minimum boşluk boyutunu belirleyin (örneğin, 15 μm tümsek aralığı).

2. Silika tozu için mutlak maksimum üst kesimi (D100) belirleyin ve boşluk boyutunun üçte birini (örneğin, 5 μm) aşmamasını sağlayın.

3. Yapısal matrisi oluşturmak için birincil kaba fraksiyonu seçin (örneğin, 2,5 μm'lik D50).

4. Kaba parçacıklar arasındaki boşlukları doldurmak için ikincil ve üçüncül ince fraksiyonları (örneğin, 0,5 μm ve 0,1 μm) karıştırın.

5. Büyük boyutlu topakların mevcut olmadığından emin olmak için lazer kırınım analizini kullanarak son harmanlanmış PSD'yi doğrulayın.

Yüksek Saflıkta Küresel Silika Tozu Gereksinimleri

Silika matrisindeki eser elementler yarı iletken işlevselliğini bozabilir. yüksek saflıkta küresel silika tozu, iki spesifik kirletici madde kategorisi üzerinde sıkı kontrol gerektirir: radyoaktif izotoplar ve iyonik safsızlıklar.

Alfa Emisyon Kontrolü, bellek cihazları için kritik bir parametredir. Doğal kuvars eser miktarda Uranyum (U) ve Toryum (Th) içerir. Bu elementler radyoaktif bozunuma uğradıkça enerjileri 4 ile 9 MeV arasında olan alfa parçacıkları (helyum çekirdekleri) yayarlar. Bir alfa parçacığı, yüksek yoğunluklu bir SRAM veya DRAM çipindeki hassas bir düğüme çarptığında, silikonda elektron-delik çiftleri oluşturur. Bu geçici yük, bir bellek bitinin durumunu değiştirerek 'yumuşak bir hataya' neden olabilir. Bellek yongaları için ambalaj malzemeleri ultra düşük alfa (ULA) silika gerektirir; U ve Th seviyeleri 0,001 ppb'nin altında sıkı bir şekilde kontrol edilir ve santimetre kare başına saatte 0,001'den daha az sayım üretir (cph/cm²).

İyonik kirlilikler çipin fiziksel kablolarına ciddi bir tehdit oluşturuyor. Sodyum (Na+), potasyum (K+) ve klorür (Cl-) gibi serbest iyonlar eser nem ve elektrik alanlarının varlığında hareketli hale gelir. Zamanla bu iyonlar kalıp üzerindeki alüminyum veya bakır metalizasyon katmanlarına göç ederek anodik veya katodik korozyona neden olur. Bu, elektrik direncinin artmasına, kısa devrelere ve nihai cihaz arızasına yol açar. İyonik safsızlıklar için kabul edilebilir eşikler, uzun vadeli güvenilirliği garanti etmek için genellikle 1 ppm'nin altında tutulur.

Yarı İletken Uygulamalarında Performans Sonuçları

Termal Genleşme Katsayısı (CTE) Eşleştirmesi

Birincil mekanik amaç yarı iletkenler için küresel silika CTE uyumudur. Bir çip açıldığında ısı üretir. Silikon kalıp, bakır kurşun çerçeve ve epoksi kapsülleyicinin tümü farklı oranlarda genişler. EMC çok fazla genleşirse tel bağlarını çeker ve alt tabakayı yamultur. Kompozit bir malzemenin CTE'si karışımlar kuralını takip eder. Epoksinin %90'a kadar küresel silika (kabaca 0,5 ppm/K'lik bir CTE'ye sahip) ile yüklenmesiyle kompozit malzemenin CTE'si 60 ppm/K'den kabaca 8-15 ppm/K'ye düşürülür. Bu, silikon kalıp ve bakır bileşenlerle yakından eşleşir. Bu hassas eşleştirme, çarpılmayı önler, arayüzlerdeki katmanlara ayrılmayı durdurur ve bir cihazın ömrü boyunca yaşadığı binlerce sıcaklık döngüsü sırasındaki termal yorgunluğu ortadan kaldırır.

Isı İletkenliği ve Isı Yayılımı

Transistör yoğunluğu arttıkça ısı akışı cihaz performansında sınırlayıcı bir faktör haline gelir. Dolgusuz epoksi, yaklaşık 0,2 W/m·K termal iletkenliğe sahip bir termal yalıtkandır. Silika daha yüksek bir doğal termal iletkenliğe sahiptir (yaklaşık 1,3 ila 1,5 W/m·K). Küresel silika, reçine matrisine yoğun bir şekilde paketlendiğinde, parçacıklar birbirleriyle fiziksel temasa geçerek süzülme eşiğini aşar. Bu sürekli termal yollar oluşturur. Bu ağ, ısıyı silikon kalıptan uzaklaştırır ve onu harici ısı emiciye veya ortam ortamına aktarır. Yoğun paketleme, ısı dağılımını iyileştirerek IGBT'ler, MOSFET'ler ve gelişmiş mikroişlemciler gibi yüksek güçlü bileşenler için performansın üst sınırlarını zorlar.

Üretim Verimi ve Güvenilirlik

Transfer kalıplama prosesinde sıvı EMC, yüksek basınç (tipik olarak 5 ila 10 MPa) altında kalıp boşluklarına zorlanır. Dolgu parçacıkları köşeliyse, ortaya çıkan yüksek viskoziteli sıvı, kalıbı kurşun çerçeveye bağlayan hassas altın veya bakır bağlama telleri üzerinde büyük sürtünme kuvvetleri uygular. Bu teller genellikle yalnızca 15 ila 25 mikrometre kalınlığındadır. Bu sürüklenme, tellerin birbirine değip kısa devreye kadar bükülmesine neden olarak 'tel taramasına' neden olur. Küresel parçacıkların düzgün akışı, bu sürükleme kuvvetini büyük ölçüde azaltarak telleri sağlam tutar ve yüksek üretim verimini korur. Ayrıca küresel parçacıklar kalıpların sertleştirilmiş çeliğini çizmez. Kalıp aşınması ve yıpranmasındaki bu azalma, ekipman bakım maliyetlerini azaltır, takım ömrünü uzatır ve üretim hattında partiden partiye tutarlılığı artırır.

Uygulama Riskleri ve Azaltma Stratejileri

Dağılım Zorlukları ve Topaklanma

Sırasında küresel silika tozu üstün akış özellikleri sunar; ultra ince kalitelerin işlenmesi farklı zorluklar sunar. Mikron altı parçacıklar yüksek yüzey enerjisine sahiptir ve Van der Waals kuvvetlerinden güçlü bir şekilde etkilenir. Sıvı epoksi ile karıştırıldığında bu ince parçacıklar bir araya gelerek topaklaşma eğilimi gösterir. Bu topaklar yapay büyük parçacıklar gibi davranarak dikkatle tasarlanmış PSD'yi bozar ve malzemenin dar dolgu boşluklarında sıkışmasına neden olur. Kürlenmiş pakette topaklanmalar lokal stres konsantrasyonları, eşit olmayan kürlenme ve çatlakların başlayabileceği zayıf noktalar oluşturur. Düzgün bir dağılım elde etmek, planet mikserler veya üç silindirli değirmenler gibi yüksek parçalayıcı karıştırma ekipmanı ve bileşim aşaması sırasında reçinenin reolojik profilinin dikkatli bir şekilde kontrol edilmesini gerektirir.

Yüzey Modifikasyonu ve Bağlayıcı Maddeler

Topaklanmayı önlemek ve kompozitin mekanik mukavemetini arttırmak için inorganik silika ile organik epoksi matris arasındaki arayüz optimize edilmelidir. İşlenmemiş silikanın yüzeyinde hidrofilik silanol grupları (-OH) bulunur, bu da onu hidrofobik epoksi reçinelerle uyumsuz hale getirir. Silika tozunun silan birleştirme maddeleri ile ön işleme tabi tutulması bu sorunu çözer. Silan molekülünün iki işlevsel ucu vardır: biri silika üzerindeki silanol gruplarına bağlanmak için hidrolize ve yoğunlaşmaya uğrar, diğeri ise sertleşme sırasında epoksi polimerle reaksiyona girer. Bu kimyasal köprü, arayüzey yapışmasını geliştirir, parçacık sınırları boyunca nem girişini önler ve düzgün dağılımı artırır. Mühendislik ekipleri, ön işleme tabi tutulmuş silikanın doğrudan tedarikçiden mi satın alınacağını yoksa karıştırma yeteneklerine ve formülasyon hassasiyetine bağlı olarak yüzey modifikasyonunu şirket içinde mi gerçekleştireceklerini değerlendirmelidir.

Silika Yüzey İşlemi için Yaygın Silan Bağlayıcı Maddeler

Tedarik Zinciri ve Partiler Arası Tutarlılık

Tutarsız hammaddeler doğrudan başarısız üretim süreçlerine yol açar. PSD'deki, küresellik oranlarındaki veya tedarikçi partileri arasındaki saflık seviyelerindeki farklılıklar EMC'nin viskozitesini değiştirerek eksik kalıp dolumlarına veya beklenmeyen tel taramasına neden olacaktır. Bu riski azaltmak, sıkı bir tedarik zinciri yeterliliği gerektirir. Tedarik ekipleri her parti için kapsamlı Kalite Güvencesi (QA) dokümantasyonu talep etmelidir.

1. Çok modlu PSD'nin üzerinde anlaşmaya varılan D10, D50 ve D90 spesifikasyonlarına uyduğunu doğrulamak için gelen partiler üzerinde lazer kırınım analizi gerçekleştirin.

2. Eser metalleri ve iyonik yabancı maddeleri milyarda bir (ppb) düzeyine kadar ölçmek için İndüktif Eşleşmiş Plazma Kütle Spektrometresi'nden (ICP-MS) yararlanın.

3. Morfolojiyi doğrulamak ve küresellik oranlarının 0,95'in üzerinde kalmasını sağlamak için otomatik Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) görüntü analizi gerçekleştirin.

4. Alfa emisyon oranlarının 0,001 cph/cm⊃2'nin altında kaldığını doğrulamak için orantılı gaz akışı sayımı yapın; Bellek sınıfı uygulamalar için eşik.

Çözüm

1. Özel kalıp boşluğu boyutlarınıza ve boşluk toleranslarınıza göre uyarlanmış çok modlu karışımlardan 5 kg'lık pilot numuneler talep edin.

2. Akış davranışını ve viskozite sınırlarını doğrulamak için hedef kalıplama sıcaklığınızda (tipik olarak 175°C) bir koni ve plaka viskozimetresi kullanarak reolojik profil oluşturma işlemini gerçekleştirin.

3. CTE eşleşmesini doğrulamak ve kalıp delaminasyonunu kontrol etmek için prototip paketlerinde JEDEC standart termal döngüyü (Koşul G, -40°C ila +125°C) gerçekleştirin.

4. Güvenilir parti sertifikasyonu için şirket içi ICP-MS ve alfa emisyon sayma ekipmanlarına sahip olduklarından emin olmak amacıyla tedarikçinin analitik test tesislerini denetleyin.

SSS

S: Elektronik paketlemeye yönelik standart silika ile küresel silika tozu arasındaki fark nedir?

C: Standart silika mekanik olarak ezilir ve bunun sonucunda yüksek yüzey alanına sahip pürüzlü, köşeli parçacıklar elde edilir. Bu düzensiz şekil, iç sürtünme yaratarak, reçine işlenemeyecek kadar viskoz hale gelmeden önce dolgu yükünü yaklaşık %70 ile sınırlandırır. Küresel silika, pürüzsüz, yuvarlak parçacıklar oluşturmak için alev füzyonu veya kimyasal sentez yoluyla üretilir. Bu morfoloji, yüzey alanını ve sürtünmeyi en aza indirerek mühendislerin %90'a varan paketleme yoğunluklarına ulaşmalarına olanak tanırken, transfer kalıplama ve eksik dolum dağıtımı için gereken düşük viskoziteyi korur.

S: Bellek yongaları için neden yüksek saflıkta küresel silika tozu gereklidir?

C: Doğal kuvars, eser miktarda radyoaktif izotoplar, özellikle Uranyum ve Toryum içerir. Bu elementler bozunurken alfa parçacıkları yayarlar. Bir alfa parçacığı, SRAM veya DRAM gibi yüksek yoğunluklu bir bellek cihazındaki hassas bir düğüme çarptığında, bir bellek bitini çevirebilecek ve hafif bir hataya neden olabilecek bir elektrik yükü üretir. Yüksek saflıkta silika, bu radyoaktif elementleri ultra düşük alfa (ULA) seviyelerine, genellikle milyarda 0,001 parçanın altına düşürmek için ileri kimyasal senteze veya sıkı bir saflaştırmaya tabi tutulur.

S: Elektronik sınıf küresel silika için ideal parçacık boyutu nedir?

C: Tek bir ideal parçacık boyutu yoktur. Maksimum paketleme yoğunluğunun elde edilmesi, çok modlu Parçacık Boyutu Dağılımı (PSD) gerektirir. Mühendisler kaba, orta ve ince parçacıkları (tipik olarak 0,01 μm ila 50 μm arasında) harmanlayarak daha küçük parçacıkların büyük parçacıkların arasındaki boşlukları doldurmasını sağlar. Özel üst kesim uygulamaya bağlıdır. Örneğin, flip-chip tasarımlarına yönelik kılcal yetersiz dolgular, dolgu maddesinin dar boşluklarda sıkışmasını önlemek için genellikle 2,5 μm veya 5 μm'de kapatılan katı maksimum parçacık boyutları gerektirir.

S: Yüksek küresel silika tozu, epoksi kalıplama bileşiklerinin CTE'sini nasıl etkiler?

C: Dolgusuz epoksi reçineler yüksek bir Termal Genleşme Katsayısı'na (CTE) sahipken, silikon kalıplar çok düşük bir CTE'ye sahiptir. Bu uyumsuzluk, çalışma sırasında ciddi termomekanik strese neden olur. Küresel silika kolayca aktığı için mühendisler büyük miktarda silikayı epoksi matrisine yükleyebilirler. Silika doğası gereği düşük bir CTE'ye sahiptir. Reçine hacminin %85 ila %90'ının küresel silika ile değiştirilmesiyle kompozit malzemenin genel CTE'si önemli ölçüde düşer, silikon kalıpla yakından eşleşir ve çarpılma önlenir.

S: Yarı iletkenler için küresel silika, yetersiz dolgu uygulamalarında kullanılabilir mi?

C: Evet. Ultra ince küresel silika, flip-chip ve gelişmiş levha düzeyinde paketleme için kılcal alt dolgularda kullanılan birincil dolgu maddesidir. Pürüzsüz, küresel şekil bu uygulama için zorunludur çünkü alt dolgu malzemesinin, kılcal etki yoluyla kalıbın altındaki mikroskobik boşluklardan (genellikle 10 ila 50 mikrometre) hızlı bir şekilde akmasına olanak tanır. Açılı dolgu maddeleri lehim tümsekleri arasında sıkışarak dolgu maddesinin ayrılmasına, boşluk oluşumuna ve yetersiz dolgu nüfuzuna neden olur.

S: Üretim yöntemi küresel silikanın kalitesini nasıl etkiler?

C: Üretim yöntemi, malzemenin temel saflığını, küreselliğini ve maliyetini belirler. Alev füzyonu, yüksek saflıkta çıkarılmış kuvarsı eritir ve mükemmel küresellik ve iyi saflık sunan, yüksek hacimli epoksi kalıplama bileşikleri için endüstri standardıdır. Sol-jel işlemi gibi kimyasal sentez yöntemleri, moleküler öncüllerden silika parçacıkları oluşturur. Bu yaklaşım, milyarda bir oranında kirletici maddenin bile arızaya neden olduğu son teknoloji mantık düğümleri ve gelişmiş bellek IC'leri için kesinlikle gerekli olan, mükemmele yakın küresellik ve ultra yüksek saflık sağlar.