மின்னணு பேக்கேஜிங் பொருட்களில் வெள்ளை கோரண்டம் மைக்ரோபவுடரின் பங்கு
சக ஊழியர்களே, பொருட்கள் மற்றும் பேக்கேஜிங் துறையில் பணிபுரிபவர்களுக்குத் தெரியும், மின்னணு பேக்கேஜிங் கேட்பதற்கு பிரமாதமாகத் தோன்றினாலும், உண்மையில் அது நுணுக்கமான விவரங்களைப் பொறுத்தது என்று. இது ஒரு விலைமதிப்பற்ற சிப்பிற்குப் பாதுகாப்புக் கவசம் அணிவிப்பதைப் போன்றது. இந்தக் கவசம் தாக்கத்தைத் தாங்க வேண்டும் (இயந்திர வலிமை), வெப்பத்தை வெளியேற்ற வேண்டும் (வெப்பக் கடத்துத்திறன்), மேலும் வெப்பக் காப்பு மற்றும் ஈரப்பதம் எதிர்ப்பை வழங்க வேண்டும். இவற்றில் ஏதேனும் ஒன்றில் ஏற்படும் குறைபாடுகள் மிக முக்கியமானவை. இன்று, பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும், ஆனால் சிக்கலான ஒரு பொருளான வெள்ளை கோரண்டம் நுண்தூளை மையமாகக் கொண்டு, இந்த சிறிய மூலப்பொருள் இந்தப் பாதுகாப்புக் கவசத்தில் எவ்வாறு ஒரு முக்கியப் பங்கை வகிக்கிறது என்பதை ஆராய்வோம்.
Ⅰ. முதலில் கதாநாயகனைப் பற்றி அறிந்துகொள்வோம்: உன்னத தூய்மையின் “வெள்ளைப் போர்வீரன்”.
வெள்ளை கோரண்டம்எளிமையாகச் சொல்வதானால், இது மிகவும் தூய்மையான அலுமினியம் ஆக்சைடு (Al₂O₃) ஆகும். இது பொதுவாகக் காணப்படும் பழுப்பு நிற கோரண்டத்துடன் தொடர்புடையது, ஆனால் இதன் வழித்தோன்றல் மிகவும் தூய்மையானது. இதன் அசாதாரணமான தூய்மை, இதற்கு வெள்ளை நிறம், அதிக கடினத்தன்மை, உயர் வெப்பநிலை எதிர்ப்புத்திறன் மற்றும் விதிவிலக்காக நிலையான வேதியியல் பண்புகளை அளிக்கிறது. இதனால் இது மற்ற எதனாலும் கிட்டத்தட்ட பாதிக்கப்படுவதில்லை.
அதை மைக்ரான் அல்லது நானோமீட்டர் அளவிலான நுண்ணிய தூளாக அரைப்பதைத்தான் நாம் அவ்வாறு அழைக்கிறோம்.வெள்ளை குருந்தம் தூள்இந்தப் பொடியைக் குறைத்து மதிப்பிடாதீர்கள். மின்னணு பேக்கேஜிங் பொருட்களில், குறிப்பாக எப்பாக்சி மோல்டிங் காம்பவுண்டுகள் (EMC) அல்லது செராமிக் பேக்கேஜிங் பொருட்களில், இது வெறும் ஒரு சேர்க்கைப் பொருள் மட்டுமல்ல; இது ஒரு பில்லர் ஃபில்லர் ஆகும்.
II. பேக்கேஜிங்கில் அது சரியாக என்ன செய்கிறது?
பேக்கேஜிங் பொருளை ஒரு “கூட்டு சிமெண்ட்” துண்டாகக் கருதுங்கள்; அதில் உள்ள ரெசின், எல்லாவற்றையும் ஒன்றாகப் பிணைக்கும் மென்மையான, பிசுபிசுப்பான “பசை” ஆகும். ஆனால் பசை மட்டும் போதாது; அது மிகவும் மென்மையாகவும், பலவீனமாகவும் இருப்பதுடன், சூடுபடுத்தும்போது சிதைந்துவிடும். இந்த இடத்தில்தான் வெள்ளை கோரண்டம் தூள் பயன்படுகிறது. இது சிமெண்டுடன் சேர்க்கப்படும் “சரளைக்கற்கள்” மற்றும் “மணல்” போன்றது; இது இந்த “சிமெண்டின்” செயல்திறனை முற்றிலும் ஒரு புதிய நிலைக்கு உயர்த்துகிறது.
முதன்மையாக: திறமையான “வெப்பக் கடத்தல் வழித்தடம்”
ஒரு சிப் என்பது ஒரு சிறிய உலை போன்றது. வெப்பத்தை வெளியேற்ற முடியாவிட்டால், அது அதிர்வெண் கட்டுப்பாடு மற்றும் தாமதத்திற்கு வழிவகுக்கும், அல்லது முழுமையாக எரிந்துபோகவும் காரணமாகலாம். ரெசின் வெப்பத்தை அரிதாகக் கடத்துவதால், வெப்பத்தை உள்ளேயே தக்கவைத்துக் கொள்கிறது—இது உண்மையிலேயே ஒரு அசௌகரியமான நிலை.
வெள்ளை கோரண்டம் மைக்ரோபவுடர்ரெசினை விட கணிசமாக அதிக வெப்பக் கடத்துத்திறனைக் கொண்டுள்ளது. அதிக அளவு நுண்பொடியானது ரெசினில் சீராகப் பரப்பப்படும்போது, அது எண்ணற்ற சிறிய "வெப்ப நெடுஞ்சாலைகளின்" வலையமைப்பைத் திறம்பட உருவாக்குகிறது. சிப்பினால் உருவாக்கப்படும் வெப்பம், இந்த வெள்ளை கோரண்டம் துகள்கள் வழியாக பேக்கேஜின் உட்புறத்திலிருந்து மேற்பரப்பிற்கு வேகமாக கடத்தப்பட்டு, பின்னர் காற்றில் அல்லது வெப்பத் தணிப்பானில் சிதறடிக்கப்படுகிறது. எவ்வளவு அதிகமாகப் பொடி சேர்க்கப்படுகிறதோ மற்றும் துகள்களின் அளவு எவ்வளவு உகந்த முறையில் பொருத்தப்படுகிறதோ, அந்த அளவிற்கு இந்த வெப்ப வலையமைப்பு அடர்த்தியாகவும் திரவமாகவும் மாறுகிறது, மேலும் பேக்கேஜிங் பொருளின் ஒட்டுமொத்த வெப்பக் கடத்துத்திறனும் (TC) அதிகமாகிறது. உயர்தர சாதனங்கள் இப்போது அதிக வெப்பக் கடத்துத்திறனை அடைய முயற்சிக்கின்றன, மேலும் இதில் வெள்ளை கோரண்டம் நுண்பொடி ஒரு முக்கியப் பங்கை வகிக்கிறது.
சிறப்புத் திறன்: துல்லியமான “வெப்ப விரிவாக்கக் கட்டுப்படுத்தி”
இது ஒரு முக்கியமான பணி! சிப் (பொதுவாக சிலிக்கான்), பேக்கேஜிங் பொருள் மற்றும் சப்ஸ்ட்ரேட் (PCB போன்றவை) ஆகிய அனைத்தும் வெவ்வேறு வெப்ப விரிவாக்கக் குணகங்களைக் (CTE) கொண்டுள்ளன. எளிமையாகச் சொன்னால், வெப்பப்படுத்தப்படும்போது, அவை வெவ்வேறு அளவுகளில் விரிவடைந்து சுருங்குகின்றன. பேக்கேஜிங் பொருளின் விரிவாக்கம் மற்றும் சுருங்கும் விகிதங்கள் சிப்பின் விகிதங்களிலிருந்து கணிசமாக வேறுபட்டால், வெப்பநிலை ஏற்ற இறக்கங்கள், அதாவது மாறி மாறி வரும் குளிர் மற்றும் சூடான வெப்பநிலைகள், குறிப்பிடத்தக்க உள் அழுத்தத்தை உருவாக்கும். இது, பல நபர்கள் ஒரு துணியை வெவ்வேறு திசைகளில் இழுப்பதைப் போன்றது. காலப்போக்கில், இது சிப்பில் விரிசல் ஏற்படவோ அல்லது சாலிடர் இணைப்புகள் செயலிழக்கவோ காரணமாகலாம். இது "வெப்ப இயக்கவியல் செயலிழப்பு" என்று அழைக்கப்படுகிறது.
வெள்ளை குருந்தம் தூள் இது மிகக் குறைந்த வெப்ப விரிவாக்கக் குணகத்தைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் மிகவும் நிலையானது. இதை ரெசினுடன் சேர்ப்பது, ஒட்டுமொத்த கூட்டுப் பொருளின் வெப்ப விரிவாக்கக் குணகத்தையும் திறம்படக் குறைத்து, சிலிக்கான் சிப் மற்றும் அடி மூலக்கூறுடன் நெருக்கமாகப் பொருந்துமாறு செய்கிறது. இது, வெப்பநிலை ஏற்ற இறக்கங்களின் போது பொருட்கள் ஒத்திசைவாக விரிவடைந்து சுருங்குவதை உறுதிசெய்து, உள் அழுத்தத்தை கணிசமாகக் குறைத்து, சாதனத்தின் நம்பகத்தன்மை மற்றும் ஆயுட்காலத்தை இயற்கையாகவே மேம்படுத்துகிறது. இது ஒரு குழுவைப் போன்றது: அவர்கள் ஒன்றாகச் செயல்படும்போது மட்டுமே எதையாவது சாதிக்க முடியும்.
அடிப்படைத் திறன்கள்: ஒரு சக்திவாய்ந்த “எலும்பு வலுவூட்டி”
பதப்படுத்திய பிறகு, தூய ரெசின் சராசரியான இயந்திர வலிமை, கடினத்தன்மை மற்றும் தேய்மான எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது. அதிக கடினத்தன்மை மற்றும் அதிக வலிமை கொண்ட வெள்ளை கோரண்டம் தூளைச் சேர்ப்பது, மென்மையான ரெசினுக்குள் பில்லியன் கணக்கான கடினமான "எலும்புக்கூடுகளைப்" பதிப்பது போன்றது. இது நேரடியாக மூன்று முக்கிய நன்மைகளைத் தருகிறது:
அதிகரித்த மீள்மை: இந்தப் பொருள் அதிக விறைப்புத்தன்மை கொண்டது மற்றும் உருக்குலைவுக்குக் குறைவான வாய்ப்புள்ளது, இது உள் சில்லு மற்றும் தங்கக் கம்பிகளைச் சிறப்பாகப் பாதுகாக்கிறது.
அதிகரித்த வலிமை: வளைவு மற்றும் அமுக்க வலிமைகள் அதிகரிக்கப்பட்டுள்ளதால், இது வெளிப்புற இயந்திர அதிர்ச்சி மற்றும் அழுத்தத்தைத் தாங்கக்கூடியதாக உள்ளது.
தேய்மானம் மற்றும் ஈரப்பதம் எதிர்ப்பு: இந்த உறையின் மேற்பரப்பு கடினமாகவும், தேய்மானத்தை அதிகம் தாங்கக்கூடியதாகவும் உள்ளது. மேலும், இதில் உள்ள அடர்த்தியான நிரப்புப் பொருள், ஈரப்பதம் ஊடுருவுவதற்கான வழியைக் குறைத்து, ஈரப்பதம் எதிர்ப்பை மேம்படுத்துகிறது.
III. சும்மா சேர்த்துவிட்டால் போதுமா? தரக் கட்டுப்பாடுதான் முக்கியம்!
இந்தக் கட்டத்தில், இது எளிதானது என்று நீங்கள் நினைக்கலாம்—ரெசினுடன் உங்களால் முடிந்த அளவு தூளைச் சேர்த்தால் போதும். ஆனால், உண்மையான திறமை இங்குதான் அடங்கியுள்ளது. எந்த வகையான தூளைச் சேர்ப்பது மற்றும் அதை எப்படிச் சேர்ப்பது என்பவை மிகவும் சிக்கலானவை.
தூய்மையே அடிப்படை: மின்னணுத் தரம் மற்றும் சாதாரண சிராய்ப்புத் தரம் ஆகிய இரண்டும் வெவ்வேறானவை. குறிப்பாக, பொட்டாசியம் (K) மற்றும் சோடியம் (Na) போன்ற உலோக அசுத்தங்களின் உள்ளடக்கம் மிகக் குறைந்த ppm அளவுகளில் கட்டுப்படுத்தப்பட வேண்டும். இந்த அசுத்தங்கள் மின்புலங்களிலும் ஈரப்பதமான சூழல்களிலும் இடம்பெயர்ந்து, மின்சுற்றுக் கசிவு அல்லது குறுக்குச் சுற்றுகளை ஏற்படுத்தக்கூடும், இது நம்பகத்தன்மைக்கு ஒரு பெரிய அச்சுறுத்தலாகும். "வெள்ளை" என்பது வெறும் ஒரு நிறம் மட்டுமல்ல; அது தூய்மையின் சின்னமாகும். துகள் அளவு மற்றும் தரம் பிரித்தல் ஒரு கலை வடிவம்: அனைத்து கோளங்களும் ஒரே அளவில் இருந்தால், அவற்றுக்கிடையே தவிர்க்க முடியாமல் இடைவெளிகள் இருக்கும் என்று கற்பனை செய்து பாருங்கள். நாம் பல்வேறு அளவிலான நுண்பொடிகளைத் "தரம் பிரிக்க" வேண்டும், அப்போதுதான் சிறிய கோளங்கள் பெரிய கோளங்களுக்கு இடையேயான இடைவெளிகளை நிரப்பி, மிக உயர்ந்த பொதிவு அடர்த்தியை அடையும். அதிக பொதிவு அடர்த்தி, அதிக வெப்பக் கடத்தும் பாதைகளையும் வெப்ப விரிவாக்கக் குணகத்தின் சிறந்த கட்டுப்பாட்டையும் வழங்குகிறது. அதே நேரத்தில், துகள் அளவு மிகவும் கரடுமுரடாக இருக்கக்கூடாது, ஏனெனில் அது செயலாக்கத்தின் பாய்வுத்தன்மையையும் மேற்பரப்புப் பூச்சையும் பாதிக்கும்; அல்லது மிகவும் நுண்ணியதாகவும் இருக்கக்கூடாது, ஏனெனில் இது ஒரு பெரிய மேற்பரப்புப் பரப்பை உருவாக்கி, அதிகப்படியான பிசின் உறிஞ்சுதலுக்கு வழிவகுத்து, நிரப்பு விகிதத்தைக் குறைத்து, செலவுகளை அதிகரிக்கும். இந்தத் துகள் அளவுப் பரவலை வடிவமைப்பதே ஒவ்வொரு கலவையின் மைய இரகசியங்களில் ஒன்றாகும்.
வடிவவியலும் மேற்பரப்புப் பதப்படுத்துதலும் மிக முக்கியமானவை: துகள்களின் வடிவம், சீரானதாகவும், சம பரப்பளவு கொண்டதாகவும், குறைவான கூர்மையான மூலைகளுடனும் இருப்பது சிறந்தது. இது ரெசினில் நல்ல ஓட்டத்தை உறுதிசெய்து, அழுத்தக் குவிப்பைக் குறைக்கிறது. மேற்பரப்புப் பதப்படுத்துதல் இதைவிடவும் முக்கியமானது.வெள்ளை கோரண்டம்தூள் நீர் ஈர்க்கும் தன்மையுடையது, ஆனால் ரெசின் நீர் விலக்கும் தன்மையுடையது, இதனால் அவை இயல்பாகவே ஒன்றோடொன்று பொருந்தாதவை. எனவே, நுண்தூளின் மேற்பரப்பில் ஒரு சிலேன் இணைப்புப் பொருள் பூசப்பட வேண்டும், இது அதற்கு ஒரு "கரிமப் பூச்சை" அளிக்கிறது. இந்த வழியில், தூளை ரெசினுடன் நெருக்கமாக இணைக்க முடியும், இதனால் ஈரப்பதம் அல்லது அழுத்தத்திற்கு உள்ளாகும் போது விரிசல்களை ஏற்படுத்தும் ஒரு பலவீனமான புள்ளியாக இடைமுகம் மாறுவதைத் தவிர்க்கலாம்.