ઇલેક્ટ્રોનિક પેકેજિંગ સામગ્રીમાં સફેદ કોરન્ડમ માઇક્રોપાઉડરની ભૂમિકા

ઇલેક્ટ્રોનિક પેકેજિંગ સામગ્રીમાં સફેદ કોરન્ડમ માઇક્રોપાઉડરની ભૂમિકા

સાથી સાથીઓ, જેઓ મટિરિયલ્સ અને પેકેજિંગમાં કામ કરે છે તેઓ જાણે છે કે ઇલેક્ટ્રોનિક પેકેજિંગ પ્રભાવશાળી લાગે છે, પરંતુ વાસ્તવમાં તે બધી વિગતો વિશે છે. તે એક કિંમતી ચિપ પર રક્ષણાત્મક સૂટ મૂકવા જેવું છે. આ સૂટ અસર (યાંત્રિક શક્તિ) નો સામનો કરે છે, ગરમી (થર્મલ વાહકતા) ને દૂર કરે છે અને ઇન્સ્યુલેશન અને ભેજ પ્રતિકાર પ્રદાન કરે છે. આમાંના કોઈપણમાં ખામીઓ મહત્વપૂર્ણ છે. આજે, આપણે સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા, છતાં જટિલ, સામગ્રી - સફેદ કોરન્ડમ માઇક્રોપાઉડર - પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરીશું જેથી આ રક્ષણાત્મક સૂટમાં આ નાનું ઘટક કેવી રીતે મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે તે શોધી શકાય.

Ⅰ. ચાલો પહેલા નાયકને જાણીએ: પરમ શુદ્ધતાના "શ્વેત યોદ્ધા".

સફેદ કોરન્ડમસરળ શબ્દોમાં કહીએ તો, તે અત્યંત શુદ્ધ એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ (Al₂O₃) છે. તે વધુ સામાન્ય બ્રાઉન કોરન્ડમ સાથે સંબંધિત છે, પરંતુ તેનો વંશ વધુ શુદ્ધ છે. તેની અસાધારણ શુદ્ધતા તેને સફેદ રંગ, ઉચ્ચ કઠિનતા, ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર અને અપવાદરૂપે સ્થિર રાસાયણિક ગુણધર્મો આપે છે, જેના કારણે તે અન્ય કોઈપણ વસ્તુથી વર્ચ્યુઅલ રીતે અપ્રભાવિત રહે છે.

તેને માઇક્રોન અથવા તો નેનોમીટર-સ્કેલના બારીક પાવડરમાં પીસવું જેને આપણે કહીએ છીએસફેદ કોરન્ડમ પાવડર. આ પાવડરને ઓછો અંદાજ ન આપો. ઇલેક્ટ્રોનિક પેકેજિંગ સામગ્રીમાં, ખાસ કરીને ઇપોક્સી મોલ્ડિંગ કમ્પાઉન્ડ્સ (EMC) અથવા સિરામિક પેકેજિંગ સામગ્રીમાં, તે ફક્ત એક ઉમેરણ કરતાં વધુ છે; તે એક પિલર ફિલર છે.

II. પેકેજિંગમાં તે ખરેખર શું કરે છે?

પેકેજિંગ મટિરિયલને "કમ્પોઝિટ સિમેન્ટ" ના ટુકડા તરીકે વિચારો, જેમાં રેઝિન નરમ, ચીકણું "ગુંદર" છે જે બધું એકસાથે રાખે છે. પરંતુ એકલો ગુંદર પૂરતો નથી; તે ખૂબ નરમ, નબળો હોય છે અને ગરમ થવા પર તૂટી જાય છે. આ તે જગ્યા છે જ્યાં સફેદ કોરન્ડમ પાવડર આવે છે. તે સિમેન્ટમાં ઉમેરવામાં આવેલા "કાંકરા" અને "રેતી" જેવું છે, જે આ "સિમેન્ટ" ના પ્રદર્શનને ધરમૂળથી એક નવા સ્તરે ઉન્નત કરે છે.

મુખ્યત્વે: કાર્યક્ષમ "ગરમી વહન ચેનલ"

ચિપ એક નાની ભઠ્ઠી જેવી છે. જો ગરમીનો નાશ ન કરી શકાય, તો તે ફ્રીક્વન્સી થ્રોટલિંગ અને શ્રેષ્ઠ રીતે વિલંબ તરફ દોરી શકે છે, અથવા તો સંપૂર્ણપણે બર્નઆઉટ પણ થઈ શકે છે. રેઝિન પોતે ગરમીનું નબળું વાહક છે, જે ગરમીને અંદર ફસાવે છે - ખરેખર અસ્વસ્થતાપૂર્ણ પરિસ્થિતિ.

સફેદ કોરન્ડમ માઇક્રોપાઉડરરેઝિન કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધુ થર્મલ વાહકતા ધરાવે છે. જ્યારે રેઝિનમાં મોટી માત્રામાં માઇક્રોપાઉડર સમાનરૂપે વિતરિત થાય છે, ત્યારે તે અસરકારક રીતે અસંખ્ય નાના "થર્મલ હાઇવે" નું નેટવર્ક બનાવે છે. ચિપ દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ગરમી આ સફેદ કોરન્ડમ કણો દ્વારા પેકેજની સપાટી પર ઝડપથી વહન કરવામાં આવે છે, અને પછી હવા અથવા હીટ સિંકમાં વિખેરાઈ જાય છે. જેટલો વધુ પાવડર ઉમેરવામાં આવે છે અને કણોના કદને વધુ શ્રેષ્ઠ રીતે મેળ ખાય છે, આ થર્મલ નેટવર્ક વધુ ઘટ્ટ અને પ્રવાહી બને છે, અને પેકેજિંગ સામગ્રીની એકંદર થર્મલ વાહકતા (TC) જેટલી ઊંચી હોય છે. ઉચ્ચ-અંતિમ ઉપકરણો હવે ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા માટે પ્રયત્નશીલ છે, અને સફેદ કોરન્ડમ માઇક્રોપાઉડર આમાં અગ્રણી ભૂમિકા ભજવે છે.

ખાસ કૌશલ્ય: ચોક્કસ "થર્મલ વિસ્તરણ નિયંત્રક"

આ એક મહત્વપૂર્ણ કાર્ય છે! ચિપ (સામાન્ય રીતે સિલિકોન), પેકેજિંગ સામગ્રી અને સબસ્ટ્રેટ (જેમ કે PCB) બધામાં થર્મલ વિસ્તરણ (CTE) ના અલગ અલગ ગુણાંક હોય છે. સરળ શબ્દોમાં કહીએ તો, જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે તેઓ વિવિધ ડિગ્રી સુધી વિસ્તરે છે અને સંકોચાય છે. જો પેકેજિંગ સામગ્રીના વિસ્તરણ અને સંકોચન દર ચિપ કરતા નોંધપાત્ર રીતે અલગ હોય છે, તો તાપમાનમાં વધઘટ, વૈકલ્પિક ઠંડા અને ગરમ તાપમાન, નોંધપાત્ર આંતરિક તાણ પેદા કરશે. આ ઘણા લોકો કપડાંના ટુકડાને જુદી જુદી દિશામાં ખેંચે છે તેવું છે. સમય જતાં, આનાથી ચિપ ફાટી શકે છે અથવા સોલ્ડર સાંધા નિષ્ફળ થઈ શકે છે. આને "થર્મોમિકેનિકલ નિષ્ફળતા" કહેવામાં આવે છે.

સફેદ કોરન્ડમ પાવડર તેનો થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક ખૂબ જ ઓછો છે અને તે ખૂબ જ સ્થિર છે. તેને રેઝિનમાં ઉમેરવાથી સમગ્ર સંયુક્ત સામગ્રીના થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંકમાં અસરકારક રીતે ઘટાડો થાય છે, જે સિલિકોન ચિપ અને સબસ્ટ્રેટ સાથે નજીકથી મેળ ખાય છે. આ ખાતરી કરે છે કે તાપમાનના વધઘટ દરમિયાન સામગ્રી એકરૂપ થઈને વિસ્તરે છે અને સંકોચાય છે, આંતરિક તાણમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થાય છે અને કુદરતી રીતે ઉપકરણની વિશ્વસનીયતા અને આયુષ્યમાં સુધારો થાય છે. આ એક ટીમ જેવું છે: જ્યારે તેઓ સાથે કામ કરે છે ત્યારે જ તેઓ કંઈક પ્રાપ્ત કરી શકે છે.

મૂળભૂત કુશળતા: એક શક્તિશાળી "હાડકાને મજબૂત બનાવનાર"

ક્યોરિંગ પછી, શુદ્ધ રેઝિનમાં સરેરાશ યાંત્રિક શક્તિ, કઠિનતા અને ઘસારો પ્રતિકાર હોય છે. ઉચ્ચ-કઠિનતા અને ઉચ્ચ-શક્તિવાળા સફેદ કોરન્ડમ પાવડર ઉમેરવાથી નરમ રેઝિનમાં અબજો કઠણ "હાડપિંજર" જડિત થાય છે. આનાથી સીધા ત્રણ મુખ્ય ફાયદા થાય છે:

વધેલા મોડ્યુલસ: સામગ્રી વધુ કઠોર અને વિકૃતિ માટે ઓછી સંવેદનશીલ છે, આંતરિક ચિપ અને સોનાના વાયરને વધુ સારી રીતે સુરક્ષિત કરે છે.

વધેલી તાકાત: ફ્લેક્સરલ અને કોમ્પ્રેસિવ તાકાત વધે છે, જેનાથી તે બાહ્ય યાંત્રિક આંચકા અને તાણનો સામનો કરી શકે છે.

ઘર્ષણ અને ભેજ પ્રતિકાર: પેકેજ સપાટી કઠણ અને વધુ ઘસારો-પ્રતિરોધક છે. વધુમાં, ગાઢ ભરણ ભેજના પ્રવેશ માટેનો માર્ગ ઘટાડે છે, ભેજ પ્રતિકાર સુધારે છે.

Ⅲ. ફક્ત તેને ઉમેરો? ગુણવત્તા નિયંત્રણ મુખ્ય છે!

આ સમયે, તમને લાગશે કે તે સરળ છે - રેઝિનમાં શક્ય તેટલો પાવડર ઉમેરો. સારું, અહીં જ ખરી કુશળતા રહેલી છે. કયા પ્રકારનો પાવડર ઉમેરવો અને તેને કેવી રીતે ઉમેરવો તે અત્યંત જટિલ છે.

શુદ્ધતા એ મુખ્ય વાત છે: ઇલેક્ટ્રોનિક ગ્રેડ અને સામાન્ય ઘર્ષક ગ્રેડ બે અલગ અલગ બાબતો છે. ખાસ કરીને, પોટેશિયમ (K) અને સોડિયમ (Na) જેવી ધાતુની અશુદ્ધિઓનું પ્રમાણ અત્યંત નીચા ppm સ્તર સુધી નિયંત્રિત કરવું આવશ્યક છે. આ અશુદ્ધિઓ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રો અને ભેજવાળા વાતાવરણમાં સ્થળાંતર કરી શકે છે, જેના કારણે સર્કિટ લિકેજ અથવા તો શોર્ટ સર્કિટ પણ થઈ શકે છે, જે વિશ્વસનીયતા માટે મોટો ખતરો છે. "સફેદ" એ ફક્ત એક રંગ નથી; તે શુદ્ધતાનું પ્રતીક છે. કણ કદ અને ગ્રેડિંગ એક કલા સ્વરૂપ છે: કલ્પના કરો કે જો બધા ગોળા સમાન કદના હોત, તો તેમની વચ્ચે અનિવાર્યપણે ગાબડા હોત. આપણે વિવિધ કદના માઇક્રોપાઉડરને "ગ્રેડ" કરવાની જરૂર છે જેથી નાના ગોળા મોટા ગોળાઓ વચ્ચેના ગાબડા ભરી શકે, જે સૌથી વધુ પેકિંગ ઘનતા પ્રાપ્ત કરે. ઉચ્ચ પેકિંગ ઘનતા વધુ થર્મલ વાહકતા માર્ગો અને થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંકનું વધુ સારું નિયંત્રણ પ્રદાન કરે છે. તે જ સમયે, કણનું કદ ખૂબ બરછટ ન હોવું જોઈએ, જે પ્રોસેસિંગ પ્રવાહીતા અને સપાટી પૂર્ણાહુતિને અસર કરશે; ન તો ખૂબ બારીક, કારણ કે આ એક મોટો સપાટી વિસ્તાર બનાવશે અને વધુ પડતા રેઝિન શોષણને મંજૂરી આપશે, ભરણ દર ઘટાડશે અને ખર્ચમાં વધારો કરશે. આ કણ કદ વિતરણ ડિઝાઇન કરવું એ દરેક ફોર્મ્યુલેશનના મુખ્ય રહસ્યોમાંનું એક છે.

આકારશાસ્ત્ર અને સપાટીની સારવાર મહત્વપૂર્ણ છે: કણોનો આકાર આદર્શ રીતે નિયમિત, સમાન ક્ષેત્રફળનો હોવો જોઈએ, ઓછા તીક્ષ્ણ ખૂણાઓ સાથે. આ રેઝિનમાં સારો પ્રવાહ સુનિશ્ચિત કરે છે અને તાણની સાંદ્રતા ઘટાડે છે. સપાટીની સારવાર વધુ મહત્વપૂર્ણ છે.સફેદ કોરન્ડમહાઇડ્રોફિલિક છે, જ્યારે રેઝિન હાઇડ્રોફોબિક છે, જે તેમને સ્વાભાવિક રીતે અસંગત બનાવે છે. તેથી, માઇક્રોપાઉડર સપાટીને સિલેન કપ્લિંગ એજન્ટથી કોટેડ કરવી આવશ્યક છે, જે તેને "ઓર્ગેનિક કોટિંગ" આપે છે. આ રીતે, પાવડરને રેઝિન સાથે નજીકથી જોડી શકાય છે, જે ભેજ અથવા તાણના સંપર્કમાં આવવા પર ઇન્ટરફેસને નબળા બિંદુ બનવાથી અટકાવે છે જે ક્રેકીંગનું કારણ બને છે.