Descriere
Industria electronică traversează o evoluție remarcabilă, înaintând rapid spre miniaturizare, integrare ridicată și putere mare. Această tendință transformațională impune cerințe din ce în ce mai stricte privind performanța materialelor electronice, deoarece nevoia de funcționalitate și fiabilitate superioară devine esențială. În acest peisaj dinamic, dioxidul de siliciu (cunoscut și sub numele de silică, negru de carbon alb) a apărut ca o soluție revoluționară. Afișând o izolare excepțională, rezistență ridicată la temperatură și proprietăți superioare de disipare a căldurii, dioxidul de siliciu a devenit un pilon esențial în producția semiconductorilor, a plăcilor de circuite imprimate (PCB) și în procesul de ambalare LED. Fie că este utilizat ca umplutură izolantă, material esențial pentru disiparea căldurii sau ca aditiv în adezivi pentru ambalare, dioxidul de siliciu joacă un rol crucial în asigurarea funcționării stabile și a duratei lungi de exploatare a componentelor electronice.
În domeniul fabricației de semiconductori, mai ales în lumea complexă a circuitelor integrate (CI), izolarea și puritatea materialelor nu sunt doar importante - ci sunt esențiale pentru succes. Stratul dielectric interstratificat al CI trebuie să prezinte o performanță de izolare fără egal pentru a preveni interferența semnalelor între diferitele straturi, o provocare care devine tot mai complexă odată cu reducerea geometriei dispozitivelor. Silica noastră precipitată de grad electronic, cu o puritate impresionantă de 99,99%, se remarcă cu mult în fața concurenței. Testată riguros pentru a elimina aproape orice urmă de impurități, cum ar fi ionii metalici și substanțele organice, oferă un nivel de calitate fără echivalent.
Atunci când este utilizată ca material de bază pentru stratul dielectric interstratificat, silica noastră precipitată suferă o transformare remarcabilă prin tehnologia de depunere chimică din fază de vapori (CVD). Acest proces duce la formarea unui film dens de SiO₂ cu o constantă dielectrică de până la 3,5, o îmbunătățire semnificativă comparativ cu nitridul de siliciu tradițional, care are o constantă dielectrică de 7,5. Reducerea constantei dielectrice se traduce printr-o scădere substanțială a întârzierii semnalului, permițând o creștere importantă a vitezei de funcționare a circuitului integrat (CI). Impactul real al produsului nostru este cel mai bine ilustrat de experiența unui important producător de semiconductori din Taiwan. Atunci când au integrat silica noastră precipitată în circuitele integrate de proces 7nm, au observat o creștere remarcabilă de 20% a frecvenței de funcționare a CI-ului, însoțită de o reducere cu 15% a consumului de energie. În plus, rezistența ridicată la temperatură a silicei asigură faptul că stratul dielectric poate rezista căldurii intense de 400°C în timpul procesului de ambalare a CI-ului fără să se deformeze sau să se crăpe, oferind un plus de fiabilitate.
Plăcile de circuite imprimate (PCB) sunt eroii neînsemnați ai lumii electronice, servind drept componente esențiale care conectează și susțin toate celelalte dispozitive electronice. În aplicații de mare putere, cum ar fi serverele și electronica autovehiculelor, plăcile PCB sunt supuse unor condiții extreme, generând o cantitate semnificativă de căldură în timpul funcționării. Pentru a aborda această problemă, se utilizează negru de carbon alb pentru a îmbunătăți izolarea și rezistența la căldură a plăcii.
Prin adăugarea unui negru de carbon precipitat de înaltă puritate (cu un conținut de SiO₂ ≥99,9%) în substratul PCB, în mod obișnuit un substrat din rezină epoxidică FR-4, conductivitatea termică a substratului poate fi îmbunătățită semnificativ. În practică, aceasta înseamnă că conductivitatea termică poate fi crescută de la 0,3W/m·K la 0,8W/m·K, accelerând eficient disiparea căldurii și prevenind suprasolicitarea termică. În același timp, proprietățile de izolare ale silicei asigură faptul că PCB-ul are o tensiune de străpungere ridicată. După adăugarea negrului de carbon, tensiunea de străpungere a substratului PCB poate fi crescută de la 25kV/mm la 40kV/mm, reducând substanțial riscul de scurtcircuite cauzate de defectarea izolației. Eficiența produsului nostru este demonstrată de experiența unui producător de PCB-uri din China. Atunci când au integrat negrul nostru de carbon în produsele lor de PCB pentru industria auto, plăcile nu doar au îndeplinit, ci au depășit standardele stricte ale industriei auto privind testul de ciclu termic (-40°C până la 125°C, 1000 de cicluri), fără o degradare vizibilă a performanței.
În domeniul ambalării LED, negrul de carbon alb are un rol dublu de agent de difuzare și umplutură pentru disiparea căldurii. Luminile LED se bazează pe o emisie uniformă a luminii și o disipare eficientă a căldurii pentru a menține o eficiență luminoasă optimă și pentru a-și prelungi durata de viață. Prin incorporarea a 5-10% negru de carbon alb precipitat, cu o dimensiune controlată precis a particulelor de 20-30nm, în rășina epoxidică utilizată pentru ambalarea LED-urilor, lumina emisă de cipul LED este difuzată în mod egal, eliminând eficient problema „punctelor calde” și creând o experiență de iluminat mai blândă și mai confortabilă. În ciuda adăugării negrului de carbon alb, transmisia luminii prin rășina de ambalare rămâne peste 90%, asigurând astfel că eficiența luminoasă a LED-ului nu este afectată.
În plus, silica îmbunătățește în mod semnificativ performanța de disipare a căldurii a rășinii de ambalare. Formând o rețea robustă de conducere termică în interiorul rășinii, aceasta crește conductivitatea termică a materialului de ambalare cu 50%, reducând eficient temperatura chip-ului LED în timpul funcționării. O marcă germană de iluminat LED a experimentat pe propria piele beneficiile oferite de negrul de fum alb produs de noi. Atunci când au integrat produsul nostru în lămpile lor downlight LED de înaltă putere, au observat o extindere remarcabilă a duratei de viață a lămpilor downlight, de la 30.000 de ore la 50.000 de ore. În plus, rata de atenuare a fluxului luminos a fost redusă de la 20% la 8% după 10.000 de ore de utilizare, ceea ce demonstrează performanța și durabilitatea superioară ale produsului nostru.
×
