Σιλικόνη Υψηλής Καθαρότητας Διοξείδιο Του Πυριτίου Λευκός Άνθρακας Για Τη Βιομηχανία Ημιαγωγών Και Ηλεκτρονικών Εξαρτημάτων Βελτιώνοντας Τη Μόνωση Και Την Απαγωγή Θερμότητας Κατάλληλο Για Πλακέτες Κυκλωμάτων Και Συσκευασία LED

Η ηλεκτρονική βιομηχανία βιώνει μια αξιοσημείωτη εξέλιξη, κινούμενη γρήγορα προς την ελαχιστοποίηση, την υψηλή ολοκλήρωση και την υψηλή ισχύ. Αυτή η μετασχηματιστική τάση επιβάλλει ολοένα και πιο αυστηρές απαιτήσεις ως προς τις επιδόσεις των ηλεκτρονικών υλικών, καθώς η ανάγκη για βελτιωμένη λειτουργικότητα και αξιοπιστία γίνεται κυρίαρχη. Σε αυτό το δυναμικό περιβάλλον, το διοξείδιο του πυριτίου (επίσης γνωστό ως πυριτικό οξείδιο, λευκός άνθρακας), έχει εμφανιστεί ως ένας παράγοντας αλλαγής. Με εξαιρετική μόνωση, αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και ανώτερες ιδιότητες διασποράς θερμότητας, έχει γίνει ένα απαραίτητο θεμέλιο στην παραγωγή ημιαγωγών, πλακετών εκτύπωσης (PCBs) και συσκευασίας LED. Είτε υπηρετεί ως μονωτικός γεμιστικός παράγοντας, είτε ως σημαντικό υλικό διασποράς θερμότητας ή πρόσθετο σε κολλητικά συσκευασίας, το διοξείδιο του πυριτίου παίζει καθοριστικό ρόλο στη διασφάλιση της σταθερής λειτουργίας και της παρατεταμένης διάρκειας ζωής των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων.

Στον τομέα της κατασκευής ημιαγωγών, ιδιαίτερα στον περίπλοκο κόσμο των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων (ICs), η μόνωση και η καθαρότητα των υλικών δεν είναι απλώς σημαντικές — είναι ο βασικός λίθος της επιτυχίας. Το επίπεδο διηλεκτρικής μόνωσης μεταξύ των στρώσεων των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων πρέπει να παρουσιάζει ανεπίδραστη απόδοση μόνωσης, ώστε να εξασφαλίζεται η προστασία από παρεμβολές σήματος μεταξύ διαφορετικών στρώσεων, μια πρόκληση που γίνεται ολοένα και πιο σύνθετη καθώς οι διαστάσεις των συσκευών μικραίνουν. Το φυσικό πυριτικό οξύ της ηλεκτρονικής μας κατηγορίας, με εκπληκτική καθαρότητα 99,99%, ξεχωρίζει αξιοσημείωτα από την ανταγωνιστική προϊόντα. Υπόκειται σε αυστηρούς ελέγχους για την εξάλειψη σχεδόν όλων των ίχνων ρύπων, όπως μεταλλικά ιόντα και οργανική ύλη, παρέχοντας επίπεδο ποιότητας που δεν έχει προηγούμενο.

Όταν χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη για το ενδιάμεσο διηλεκτρικό στρώμα, η πυριτική καπνού που παρέχουμε υφίσταται μια εξαιρετική μετατροπή μέσω της τεχνολογίας χημικής εναπόθεσης από ατμό (CVD). Αυτή η διαδικασία έχει ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό ενός πυκνού φιλμ SiO₂ με διηλεκτρική σταθερά μέχρι και 3,5, γεγονός που αποτελεί σημαντική βελτίωση σε σχέση με τον παραδοσιακό νιτρίδιο του πυριτίου, ο οποίος έχει διηλεκτρική σταθερά 7,5. Η μείωση της διηλεκτρικής σταθεράς μεταφράζεται σε μια σημαντική μείωση της καθυστέρησης του σήματος, επιτρέποντας σημαντική αύξηση της ταχύτητας λειτουργίας του ολοκληρωμένου κυκλώματος (IC). Η πραγματική επίπτωση του προϊόντος μας φαίνεται καλύτερα από την εμπειρία ενός κορυφαίου κατασκευαστή ημιαγωγών στην Ταϊβάν. Όταν ενσωμάτωσαν την πυριτική καπνού μας στα ολοκληρωμένα κυκλώματα 7nm διαδικασίας τους, παρατήρησαν μια εξαιρετική αύξηση 20% στη συχνότητα λειτουργίας του ολοκληρωμένου κυκλώματος, μαζί με μείωση 15% στην κατανάλωση ενέργειας. Επιπλέον, η αντοχή της πυριτικής στη θερμοκρασία εξασφαλίζει ότι το διηλεκτρικό στρώμα μπορεί να αντέξει την έντονη θερμοκρασία των 400°C κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συσκευασίας του ολοκληρωμένου κυκλώματος χωρίς να υποκύψει σε παραμόρφωση ή ρωγμές, παρέχοντας ένα επιπλέον επίπεδο αξιοπιστίας.

Τα πλακέτα κυκλωμάτων (PCBs) είναι οι απαρατήρητοι ήρωες του ηλεκτρονικού κόσμου, καθώς αποτελούν τα βασικά συστατικά που συνδέουν και υποστηρίζουν όλες τις άλλες ηλεκτρονικές συσκευές. Σε εφαρμογές υψηλής ισχύος, όπως οι διακομιστές και τα αυτοκινητιστικά ηλεκτρονικά, τα PCB υπόκεινται σε ακραίες συνθήκες, παράγοντας μεγάλη ποσότητα θερμότητας κατά τη λειτουργία τους. Για να αντιμετωπιστεί αυτή η πρόκληση, χρησιμοποιείται λευκός άνθρακας (white carbon black) για να βελτιωθεί η μόνωση και η αντοχή στη θερμότητα της πλακέτας.

Προσθέτοντας υδροπυριτική αργιλοπηκτική ύαλο (με περιεκτικότητα SiO₂ ≥99,9%) στην πλακέτα PCB, η οποία είναι κατασκευασμένη κυρίως από ρητίνη εποξειδικής κορεσμένης ελαιοπηγματικής ίνας (FR-4), μπορεί να βελτιωθεί σημαντικά η θερμική αγωγιμότητα της πλακέτας. Στην πράξη, αυτό σημαίνει ότι η θερμική αγωγιμότητα μπορεί να αυξηθεί από 0,3W/m·K σε 0,8W/m·K, επιταχύνοντας αποτελεσματικά την απαγωγή θερμότητας και αποτρέποντας την υπερθέρμανση. Ταυτόχρονα, η μονωτική ικανότητα της υδροπυριτικής ύαλος διασφαλίζει ότι η πλακέτα PCB διαθέτει υψηλή τάση διάσπασης. Μετά την προσθήκη της υδροπυριτικής ύαλος, η τάση διάσπασης της πλακέτας PCB μπορεί να αυξηθεί από 25kV/mm σε 40kV/mm, μειώνοντας σημαντικά τον κίνδυνο βραχυκυκλώματος που προκαλείται από αποτυχία της μόνωσης. Η αποτελεσματικότητα του προϊόντος μας αποδείχθηκε από την εμπειρία ενός κατασκευαστή PCB στην Κίνα. Όταν ενσωμάτωσαν την υδροπυριτική ύαλο μας στα αυτοκινητοβιομηχανικά τους προϊόντα PCB, οι πλακέτες όχι μόνο καλύπταν αλλά και υπερέβαιναν τις απαιτήσεις των αυστηρών δοκιμών κυκλικής θερμοκρασίας της αυτοκινητοβιομηχανίας (-40°C έως 125°C, 1000 κύκλοι), χωρίς να παρατηρηθεί καμία μεταβολή στην απόδοση.

Στον τομέα της συσκευασίας LED, το λευκό άνθρακας παίζει διπλό ρόλο ως παράγοντας διάχυσης και ως πληρωτικό για τη διαρροή θερμότητας. Τα φώτα LED βασίζονται στην ομοιόμορφη εκπομπή φωτός και στην αποτελεσματική διαρροή θερμότητας, προκειμένου να διατηρηθεί η βέλτιστη φωτεινή απόδοση και να επεκταθεί η διάρκεια ζωής τους. Με την προσθήκη 5-10% υδρόφιλης διοξειδίου του πυριτίου (λευκό άνθρακας) με ακριβώς ελεγχόμενο μέγεθος σωματιδίων 20-30nm στην εποξειδική ρητίνη συσκευασίας LED, το φως που εκπέμπεται από το LED chip διαχέεται ομοιόμορφα, εξαλείφοντας αποτελεσματικά το πρόβλημα των «καυτών σημείων» και δημιουργώντας πιο ήπια και άνετη φωτεινή εμπειρία. Παρά την προσθήκη λευκού άνθρακα, η διαφάνεια της ρητίνης συσκευασίας παραμένει πάνω από 90%, εξασφαλίζοντας ότι η φωτεινή απόδοση του LED δεν επηρεάζεται.

Επιπλέον, το διοξείδιο του πυριτίου ενισχύει σημαντικά την απόδοση απαγωγής θερμότητας της ρητίνης συσκευασίας. Δημιουργώντας έναν ανθεκτικό φορέα διάδοσης θερμότητας μέσα στη ρητίνη, αυξάνει τη θερμική αγωγιμότητα του υλικού συσκευασίας κατά 50%, μειώνοντας αποτελεσματικά τη θερμοκρασία της LED διόδου κατά τη λειτουργία. Ένας γερμανικός κατασκευαστής φωτισμού LED είχε τη δυνατότητα να διαπιστώσει από πρώτο χέρι τα οφέλη της πυριτικής μας κολλοειδούς διοξείδιο του πυριτίου. Όταν ενσωμάτωσαν το προϊόν μας στα υπερυψηλής ισχύος LED φωτιστικά τους, παρατήρησαν μια σημαντική διεύρυνση της διάρκειας ζωής των φωτιστικών, από 30.000 ώρες σε 50.000 ώρες. Επιπλέον, ο ρυθμός μείωσης της φωτεινής ροής μειώθηκε από 20% σε 8% μετά από 10.000 ώρες χρήσης, δείχνοντας την ανώτερη απόδοση και ανθεκτικότητα του προϊόντος μας.