Zašto je fini silicijum prah ključan za visoko-performante elektroničke uređaje

Dijelektorički poboljšanje putem morfologije čestica i kontrole površinske površine

Fioni ultra čisti silicijum prah stvarno povećava izolacijske svojstva u mikroelektronici zahvaljujući načinu na koji su čestice konstruirane. Kada se te sitne kuglice formiraju na nanoskoj razini, oni u osnovi zatvaraju praznine u polimernim materijalima. Osim toga, njihova ogromna površina često prelazi 300 kvadratnih metara po gramu što pomaže kontrolirati te komplikovane efekte polarizacije na interfejsima, zaustavljajući električna stabla od rasta u visokopnatoj situaciji. Što je bilo s time? Dielektrični gubici padaju za oko 40% u usporedbi s običnim materijalima za punjenje, što proizvođačima jako treba kako bi izbjegli opasne probleme s lukom u 5G instalacijama. Dobivanje prave mješavine veličina čestica između 0,1 i 5 mikrona osigurava da se sve ravnomjerno širi kroz konformne premaze. To sprečava one dosadne vruće točke koje ometaju signale u tehnologiji milimetarnih valova gdje je preciznost najvažnija za pouzdane komunikacijske mreže.

Termalna stabilnost i usklađivanje CTE-a u spojevima za oblikovanje epoksi

U poluprovodničkoj enkapsulaciji, pronalaženje pravih materijala za punjenje je od suštinskog značaja za rukovanje toplinskim stresom kada uređaji prolaze kroz ponavljajuće promjene temperature. Fijazni silicijum prah dobro djeluje jer gotovo ne apsorbira vlažnost (manje od 0,1%) i provodi toplinu na oko 1,4 W/mK, što pomaže spriječiti lučenje slojeva u epoxi obradnim spojevima koji se toliko koriste u proizvodnji. Ono što ovaj materijal čini izuzetnim je to koliko se ne širi kad se zagrije. CTE za fini silicij je samo 0,5 ppm/C, prilično blizu onoga što vidimo kod samih silicijunskih čipova, oko 2,6 ppm/C. Ova kombinacija smanjuje stres između različitih dijelova čipova za otprilike dvije trećine tijekom ekstremnih temperaturnih promjena od minus 55 stupnjeva sve do 150 stupnje Za proizvođače automobila koji se bave teškim uvjetima rada, takva kompatibilnost znači da dijelovi traju duže bez kvarenja, posebno zato što automobilski specifikacije često zahtijevaju da ovi dijelovi prežive više od 1500 toplinskih ciklusa prije nego što pokažu znakove habanja.

U slučaju da je primjena ovog standarda uobičajena, primjenjuje se i druga metoda za utvrđivanje vrijednosti.

Uređivanje epoxi-oblikovnih spojeva za pouzdanu zaštitu čipova

Dodavanje fine silicijevog praha u epoksidne spojeve za oblikovanje čini veliku razliku za primjene pakiranja integriranih kola. Način na koji su ove čestice oblikovane zapravo povećava snagu kompresije za oko 25 posto i smanjuje se skupljanje kada se materijal izliječi, što sprečava stvaranje tih sitnih pukotina kada se krugovi zagrevaju preko 150 stupnjeva Celzijusa. Kada se koeficijent toplinske dilatacije uskladiti s silicijuma na oko 2,6 dijelova na milijun na stupnjev, interfejs između materijala ostaje netaknut čak i nakon tisuća promjena temperature. I nemojmo zaboraviti čistoću je važno previše. Silicij koji je čist preko 99,9% sprečava ione da uđu u mješavinu, što bi se smješalo s načinom na koji tranzistori rade i skraćilo njihov životni vijek.

U skladu s člankom 3. stavkom 2.

Kada se ultrafini čestice silicijeve kiseline manjih od 15 mikrona dodaju polimernim matricama, one formiraju složene puteve koji blokiraju ulazak vlage. To može smanjiti probleme s vlažnošću za oko 40 posto u usporedbi s običnim smolama bez tih aditiva, što znači da poluprovodnici traju duže čak i u teškim uvjetima na 85 stupnjeva Celzijusa i 85 posto vlažnosti. Istodobno, okrugli oblik tih čestica pomaže da se materijali ne puknu jer oni razbacuju mehanički stres u blizini osjetljivih žičnih veza. Pravilna ravnoteža u svojstvima protoka također sprečava razdvajanje slojeva tijekom procesa spanja povratnim protokom visoke temperature gdje temperature dostižu oko 260 stupnjeva Celzijusa. Zbog toga paketi napravljeni od takvih materijala i dalje mogu biti pouzdani za važne primjene u proizvodnji automobila i zrakoplova.

U skladu s člankom 3. stavkom 1.

Reološka modifikacija i tixotropna kontrola u strukturnim formulacijama za vezivanje

Dodavanje fine silicijeve kiseline u prah mijenja učinak ljepila prilagođavanjem njihovih svojstava protoka. Kada se tretiraju na površini, ove sitne čestice stvaraju mreže putem vodikove vezivanja koje daje lepljivima posebne tihzotropne karakteristike. Što to znači? Jednostavno rečeno, lepak ostaje deblji kada se ne kreće, ali postaje tekući kada se pritisak primijeni tijekom nanosa. Ova svojstva sprečavaju lepljenje na vertikalnim površinama, a istovremeno omogućuju odgovarajuće pokrivanje i popunjavanje praznina između dijelova. Industrijski inženjeri pažljivo prilagođavaju količinu ovih čestica i oblik koji dobivaju kako bi dobili pravu konzistenciju za određene poslove. No moraju održavati dobru brzinu izlječenja, tako da uvijek postoji ravnoteža između kontrole viskoznosti i brzine pripreme lepila u teškim proizvodnim uvjetima u različitim industrijama.

Osim elektronike i ljepila: nove uloge u premazima i obradi poluprovodnika

Upotreba fine silicijevog praha brzo raste izvan svojih uobičajenih mjesta u pakiranju elektronike i lepljivima, postajući sve važnija za napredne premaze i poluprovodnike. U slučaju primjene na funkcionalne premaze, razina čistoće materijala i konzistentne veličine čestica pružaju odličnu zaštitu od korozije, dobru otpornost na habanje i učinkovito elektromagnetno zaštitno djelovanje, a istovremeno zadržavaju električne izolacijske svojstva i karakteristike toplinske stabilnosti. Za proizvodnju poluprovodnika, silicijum igra dvije glavne uloge. Prvo, djeluje kao izolator u onim super tankim slojevima potrebnim za čipove. Drugo, djeluje i kao abrazivno sredstvo i pomaže u održavanju odgovarajućih pH razina u CMP smjesama za gnoj koji se koriste tijekom poliranja oblaka. U različitim industrijama, ta svestranost čini fini silicijum prah važnim sastojkom koji povećava performanse u različitim visokotehnološkim proizvodnim procesima danas.