Opis
Branża elektroniczna doświadcza niezwykłej ewolucji, szybko zmierzając w kierunku miniaturyzacji, wysokiej integracji i dużych mocy. Ten przekształcający trend stawia coraz większe wymagania wobec właściwości materiałów elektronicznych, ponieważ potrzeba zwiększenia funkcjonalności i niezawodności staje się kluczowa. W tej dynamicznej sytuacji dwutlenek krzemu (znany również jako krzemionka, biały węgiel czarny) wyłonił się jako przełomowy materiał. Posiadając wyjątkową izolacyjność, odporność na wysoką temperaturę oraz znakomite właściwości odprowadzania ciepła, stał się nieodzownym fundamentem w produkcji półprzewodników, płyt drukowanych (PCB) oraz w pakowaniu LED. Niezależnie od tego, czy pełni funkcję napełniacza izolacyjnego, kluczowego materiału odprowadzającego ciepło, czy też dodatku w klejach do pakowania, dwutlenek krzemu odgrywa istotną rolę w zapewnieniu stabilnej pracy i dłuższej trwałości komponentów elektronicznych.
W dziedzinie produkcji półprzewodników, szczególnie w skomplikowanym świecie układów scalonych (IC), izolacja i czystość materiałów nie są tylko ważne – są kluczowe dla sukcesu. Warstwa dielektryczna międzymetalowa układów scalonych musi wykazywać nieosiągalną wcześniej skuteczność izolacji, aby zapobiec zakłóceniom sygnałów między różnymi warstwami, co staje się coraz większym wyzwaniem w miarę zmniejszania się geometrii urządzeń. Nasz pył krzemionkowy do zastosowań elektronicznych, o zadziwiającej czystości wynoszącej 99,99%, znacząco wywyższa się ponad konkurencją. Poddany rygorystycznym testom, niemal całkowicie usuwa ślady zanieczyszczeń takich jak jony metali czy substancje organiczne, oferując jakość, która nie ma sobie równych.
Gdy nasz krzemionkowy pył topny jest wykorzystywany jako surowiec do warstwy dielektrycznej międzymetalowej, ulega on wyjątkowej transformacji dzięki technologii osadzania z fazy gazowej (CVD). Proces ten prowadzi do powstania gęstej warstwy SiO₂ o stałej dielektrycznej wynoszącej zaledwie 3,5, co stanowi znaczące ulepszenie w porównaniu do tradycyjnego azotku krzemu, którego stała dielektryczna wynosi 7,5. Obniżenie stałej dielektrycznej przekłada się na znaczne zmniejszenie opóźnienia sygnału, umożliwiając znaczący wzrost prędkości pracy układu scalonego (IC). Rzeczywisty wpływ naszego produktu najlepiej ilustruje doświadczenie wiodącego producenta półprzewodników na Tajwanie. Po zastosowaniu naszego krzemionkowego pyłu topnego w ich układach scalonych produkowanych w procesie 7nm, zaobserwowano imponujący wzrost częstotliwości pracy IC o 20%, w połączeniu z obniżeniem zużycia energii o 15%. Ponadto odporność krzemionki na wysoką temperaturę gwarantuje, że warstwa dielektryczna może wytrzymać intensywne ciepło dochodzące do 400°C podczas procesu pakowania układów scalonych, bez ulegania deformacjom czy pęknięciom, zapewniając dodatkową warstwę niezawodności.
Płyty drukowane (PCB) są niewidzialnymi bohaterami świata elektroniki, stanowiąc podstawowe komponenty łączące i wspierające wszystkie inne urządzenia elektroniczne. W zastosowaniach o dużej mocy, takich jak serwery i elektronika samochodowa, płyty PCB są narażone na ekstremalne warunki, generując znaczną ilość ciepła podczas pracy. Aby rozwiązać to wyzwanie, stosuje się białe węglowe szkło (białą sadzę krzemionkową) w celu poprawy izolacyjności i odporności termicznej płyty.
Dodając do podłoża PCB wysokogatunkowy biały węglan wapnia (zawierający ≥99,9% SiO₂), zazwyczaj do podłoża z żywicy epoksydowej typu FR-4, można znacząco poprawić przewodność cieplną podłoża. W praktyce oznacza to, że przewodność cieplna może wzrosnąć z 0,3 W/m·K do 0,8 W/m·K, co skutecznie przyspiesza odprowadzanie ciepła i zapobiega przegrzewaniu. Jednocześnie wysokie właściwości izolacyjne krzemionki gwarantują PCB wysoką wytrzymałość dielektryczną. Po dodaniu białego węglanu wapnia wytrzymałość dielektryczna podłoża PCB wzrasta z 25 kV/mm do 40 kV/mm, znacznie zmniejszając ryzyko zwarcia spowodowanego uszkodzeniem izolacji. Skuteczność naszego produktu potwierdza doświadczenie chińskiego producenta PCB. Gdy zintegrowali oni nasz biały węglan wapnia z ich produktami PCB przeznaczonymi do motoryzacji, płytki nie tylko spełniły, ale nawet przekroczyły wymagania testów cyklicznych temperaturowych przemysłu motoryzacyjnego (-40°C do 125°C, 1000 cykli), bez jakiejkolwiek widocznej degradacji właściwości.
W dziedzinie pakowania LED białe węglowe cząstki odgrywają podwójną rolę jako środek rozpraszający i wypełniacz odprowadzający ciepło. Lampa LED polega na równomiernym emisji światła i efektywnym odprowadzaniu ciepła, aby utrzymać optymalną skuteczność świetlną i wydłużyć okres użytkowania. Poprzez dodanie 5-10% osadzonego białego węgla o dokładnie kontrolowanej wielkości cząstek wynoszącej 20-30 nm do żywicy epoksydowej stosowanej w pakowaniu LED, światło emitowane przez chip LED zostaje równomiernie rozproszone, skutecznie eliminując problem „gorących plam” i tworząc bardziej miękkie i komfortowe doświadczenie świetlne. Mimo dodania białego węgla, przepuszczalność światła przez materiał pakowy pozostaje powyżej 90%, zapewniając, że skuteczność świetlna LED nie ulega zmianie.
Ponadto dwutlenek krzemu znacząco poprawia właściwości odprowadzania ciepła przez żywicę do obudowy. Tworząc w żywicy wydajną sieć przewodzenia ciepła, zwiększa przewodność termiczną materiału obudowy o 50%, skutecznie obniżając temperaturę chipa LED podczas pracy. Niemiecka marka oświetlenia LED doświadczyła na własnej skórze zalet naszego białego sadza węglowego. Kiedy zintegrowali nasz produkt z ich mocnymi reflektorami LED, zaobserwowali znaczące wydłużenie czasu eksploatacji reflektorów, z 30 000 do 50 000 godzin. Ponadto stopa tłumienia strumienia świetlnego zmniejszyła się z 20% do 8% po 10 000 godzinach użytkowania, co pokazuje wyższą jakość i trwałość naszego produktu.
×
