Hlutverk hvíts korundum ördufts í rafrænum umbúðum
Samstarfsmenn mínir, þeir sem vinna við efni og umbúðir vita að þótt rafrænar umbúðir hljómi áhrifamikið, þá snýst þetta í raun allt um smáatriðin. Það er eins og að setja hlífðarbúning á dýrmætan örgjörva. Þessi búningur verður að þola högg (vélrænan styrk), dreifa hita (varmaleiðni) og veita einangrun og rakaþol. Gallar í öllu þessu eru mikilvægir. Í dag munum við einbeita okkur að algengu en flóknu efni - hvítu kórundúm ördufti - til að kanna hvernig þetta litla innihaldsefni gegnir lykilhlutverki í þessum hlífðarbúningi.
Ⅰ. Við skulum fyrst kynnast aðalpersónunni: „hvíta stríðsmanninum“ sem er afar hreinn.
Hvítt korundEinfaldlega sagt, er afar hreint áloxíð (Al₂O₃). Það er skyld algengari brúnum kórundum, en erfðamengi þess er hreinna. Einstakur hreinleiki þess gefur því hvítan lit, mikla hörku, háan hitaþol og einstaklega stöðuga efnafræðilega eiginleika, sem gerir það nánast óbreytt frá neinu öðru.
Að mala það í fínt duft á míkron- eða jafnvel nanómetrakvarða er það sem við köllum þaðhvítt korundduftVanmetið ekki þetta duft. Í rafeindaumbúðaefnum, sérstaklega epoxy-mótunarefnum (EMC) eða keramikumbúðaefnum, er það meira en bara aukefni; það er fylliefni í súlur.
II. Hvað nákvæmlega gerir það í umbúðunum?
Hugsaðu um umbúðaefnið sem bút af „samsettu sementi“ þar sem plastefnið er mjúkt, klístrað „lím“ sem heldur öllu saman. En límið eitt og sér er ekki nóg; það er of mjúkt, veikt og brotnar niður við hita. Þá kemur hvítt kórunduduft inn í myndina. Það er eins og „steinar“ og „sandur“ sem bætt er við sementið, sem hækkar virkni þessa „sements“ verulega á nýtt stig.
Aðallega: Skilvirk „varmaleiðnirás“
Flís er eins og lítill ofn. Ef ekki er hægt að dreifa hita getur það leitt til tíðniþrengingar og töf í besta falli, eða jafnvel algjörs bruna. Plastefnið sjálft er lélegur varmaleiðari og heldur hitanum inni í sér – mjög óþægileg staða.
Hvítt korund ördufthefur marktækt meiri varmaleiðni en plastefni. Þegar mikið magn af ördufti er jafnt dreift í plastefninu myndar það í raun net ótal lítilla „varmaleiða“. Hiti sem myndast af örgjörvanum er fljótt leiddur frá innra rýminu að yfirborði umbúðanna í gegnum þessar hvítu kórundusagnir og síðan dreift út í loftið eða hitasvelginn. Því meira duft sem bætt er við og því betur sem agnastærðin er í samræmi við það, því þéttara og fljótandi verður þetta varmaleiðninet og því hærri verður heildarvarmaleiðni (TC) umbúðaefnisins. Háþróuð tæki stefna nú að mikilli varmaleiðni og hvítt kórundummíkróduft gegnir leiðandi hlutverki í þessu.
Sérhæfni: Nákvæmur „varmaþenslustýring“
Þetta er mikilvægt verkefni! Flísin (venjulega kísill), umbúðaefnið og undirlagið (eins og prentplata) hafa öll mismunandi varmaþenslustuðla (CTE). Einfaldlega sagt, þegar þau eru hituð þenjast þau út og dragast saman í mismunandi mæli. Ef þenslu- og samdráttarhraði umbúðaefnisins er verulega frábrugðinn flísinni, munu hitasveiflur, þar sem kuldi og hiti skiptast á, valda verulegu innra álagi. Þetta er eins og nokkrir einstaklingar togi í flík í mismunandi áttir. Með tímanum getur þetta valdið því að flísin springur eða lóðtengingar bila. Þetta kallast „varmavélræn bilun“.
Hvítt korundduft hefur mjög lágan hitaþenslustuðul og er mjög stöðugt. Með því að bæta því við plastefnið lækkar það á áhrifaríkan hátt hitaþenslustuðul alls samsetta efnisins og passar þannig vel við kísilflöguna og undirlagið. Þetta tryggir að efnin þenjast út og dragast saman við hitasveiflur, sem dregur verulega úr innri álagi og bætir áreiðanleika og líftíma tækjanna að sjálfsögðu. Þetta er eins og teymi: aðeins þegar þau vinna saman geta þau áorkað einhverju.
Grunnfærni: Öflugur „beinstyrkir“
Eftir herðingu hefur hreint plastefni meðaltal vélræns styrks, hörku og slitþols. Að bæta við hvítu kórundumdufti með mikilli hörku og miklum styrk er eins og að fella milljarða harðra „beinagrinda“ inn í mjúkt plastefni. Þetta hefur í för með sér þrjá meginkosti:
Aukinn styrkleiki: Efnið er stífara og minna viðkvæmt fyrir aflögun, sem verndar betur innri flísina og gullvírana.
Aukinn styrkur: Beygju- og þjöppunarstyrkur er aukinn, sem gerir því kleift að standast ytri vélræn högg og álagi.
Núnings- og rakaþol: Yfirborð umbúðanna er harðara og slitþolnara. Þar að auki minnkar þétta fyllingin leiðina fyrir raka sem bætir rakaþol.
Ⅲ. Bæta því bara við? Gæðaeftirlit er lykilatriði!
Á þessum tímapunkti gætirðu haldið að þetta sé auðvelt — bara að bæta eins miklu dufti og þú getur út í plastefnið. Jæja, þetta er þar sem raunverulega færnin liggur. Tegund duftsins sem á að bæta við og hvernig á að bæta því við er afar flókið.
Hreinleiki er lykilatriðið: Rafræn gæði og venjuleg slípiefni eru tveir ólíkir hlutir. Sérstaklega verður að stjórna innihaldi málmóhreininda eins og kalíums (K) og natríums (Na) við afar lágt ppm gildi. Þessi óhreinindi geta flust í rafmagnssviðum og röku umhverfi og valdið leka í rafrásum eða jafnvel skammhlaupi, sem er mikil ógn við áreiðanleika. „Hvítur“ er ekki bara litur; hann táknar hreinleika. Agnastærð og flokkun eru listgrein: Ímyndaðu þér að ef allar kúlur væru jafnstórar, þá myndu óhjákvæmilega myndast bil á milli þeirra. Við þurfum að „flokka“ örduft af mismunandi stærðum þannig að minni kúlurnar fylli bilið á milli stærri kúlanna og nái þannig sem mestum pakkningarþéttleika. Hærri pakkningarþéttleiki veitir fleiri varmaleiðni og betri stjórn á varmaþenslustuðlinum. Á sama tíma ætti agnastærðin hvorki að vera of gróf, sem myndi hafa áhrif á vinnsluflæði og yfirborðsáferð; né of fín, þar sem það myndi skapa stórt yfirborðsflatarmál og leyfa óhóflega upptöku plastefnis, sem myndi draga úr fyllingarhraða og auka kostnað. Að hanna þessa agnastærðardreifingu er eitt af kjarnaleyndarmálum hverrar formúlu.
Lögun og yfirborðsmeðferð eru lykilatriði: Agnalögun ætti helst að vera regluleg, jafn flatarmál og með færri hvössum hornum. Þetta tryggir gott flæði í plastefninu og lágmarkar spennuþéttni. Yfirborðsmeðferð er enn mikilvægari.Hvítt korunder vatnssækið, en plastefni er vatnsfælið, sem gerir þau í eðli sínu ósamrýmanleg. Þess vegna verður að húða yfirborð örduftsins með silan tengiefni, sem gefur því „lífræna húð“. Á þennan hátt getur duftið tengst plastefninu náið og komið í veg fyrir að snertifleturinn verði veikur punktur sem veldur sprungum þegar hann verður fyrir raka eða álagi.