คำอธิบาย
อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์กำลังประสบกับการเปลี่ยนแปลงที่น่าทึ่ง โดยมีแนวโน้มพัฒนาไปสู่การลดขนาด ความบูรณาการสูง และกำลังไฟสูงอย่างรวดเร็ว แนวโน้มเชิงปฏิวัตินี้ได้วางข้อกำหนดที่เข้มงวดมากยิ่งขึ้นต่อสมรรถนะของวัสดุอิเล็กทรอนิกส์ เนื่องจากความต้องการในเรื่องการทำงานที่หลากหลายและเชื่อถือได้มากขึ้นกลายเป็นสิ่งสำคัญอันดับหนึ่ง ในสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วนี้ ซิลิคอนไดออกไซด์ (หรือที่รู้จักกันในชื่อ ซิลิกา หรือไวท์คาร์บอนแบล็ค) ได้กลายเป็นปัจจัยเปลี่ยนเกมที่สำคัญ ด้วยคุณสมบัติที่โดดเด่นในการเป็นฉนวนไฟฟ้า ทนความร้อนสูง และมีความสามารถในการระบายความร้อนได้อย่างยอดเยี่ยม ทำให้ซิลิคอนไดออกไซด์กลายเป็นวัสดุหลักที่ขาดไม่ได้ในกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ แผงวงจรพิมพ์ (PCBs) และการบรรจุภัณฑ์ของหลอด LED ไม่ว่าจะทำหน้าที่เป็นสารเติมแต่งฉนวน วัสดุสำคัญในการระบายความร้อน หรือเป็นสารเติมแต่งในกาวสำหรับบรรจุภัณฑ์ ซิลิคอนไดออกไซด์มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในการรับประกันการดำเนินงานที่เสถียรและยืดอายุการใช้งานของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์
ในวงการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ โดยเฉพาะในโลกที่ซับซ้อนของวงจรแบบบูรณาการ (ICs) ฉนวนและการบริสุทธิ์ของวัสดุไม่ใช่แค่เรื่องสำคัญ—แต่เป็นหัวใจสำคัญของความสำเร็จ เลเยอร์ฉนวนระหว่างชั้นของวงจรแบบบูรณาการจะต้องมีสมรรถนะในการเป็นฉนวนที่ยอดเยี่ยมเพื่อป้องกันการรบกวนสัญญาณระหว่างชั้นต่างๆ ซึ่งเป็นความท้าทายที่ซับซ้อนมากขึ้นเมื่อรูปทรงของอุปกรณ์มีขนาดเล็กลง ซิลิกาฟูมเกรดอิเล็กทรอนิกส์ของเรา มีความบริสุทธิ์สูงถึง 99.99% ซึ่งเหนือกว่าคู่แข่งในตลาดอย่างชัดเจน ได้ผ่านการทดสอบอย่างเข้มงวดเพื่อกำจัดสิ่งเจือปนแทบทุกชนิด เช่น ไอออนโลหะและสารอินทรีย์ จึงให้มาตรฐานคุณภาพที่หาใครเทียบได้ยาก
เมื่อใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับชั้นฉนวนระหว่างวงจร (interlayer dielectric layer) ซิลิกาที่เกิดจากกระบวนการเผาไหม้ (fumed silica) ของเราจะผ่านการเปลี่ยนแปลงที่น่าทึ่งด้วยเทคโนโลยีการสะสมไอน้ำทางเคมี (CVD) เทคโนโลยีนี้นำไปสู่การก่อตัวของฟิล์ม SiO₂ ที่มีความหนาแน่นสูง ซึ่งมีค่าคงที่ของฉนวน (dielectric constant) ต่ำถึง 3.5 ซึ่งดีกว่าซิลิกอนไนไตรด์แบบดั้งเดิมที่มีค่าคงที่ของฉนวนอยู่ที่ 7.5 การลดลงของค่าคงที่ของฉนวนนี้ทำให้เกิดการลดลงอย่างมากในความล่าช้าของสัญญาณ ช่วยเพิ่มความเร็วในการทำงานของวงจรแบบบูรณาการ (IC) ได้อย่างมีนัยสำคัญ ผลกระทบเชิงปฏิบัติของการใช้ผลิตภัณฑ์ของเราสามารถอธิบายได้ดีที่สุดจากประสบการณ์ของผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์ชั้นนำในไต้หวัน เมื่อพวกเขาได้ใช้ซิลิกาที่เกิดจากกระบวนการเผาไหม้ของเราในวงจรแบบบูรณาการที่ใช้กระบวนการผลิตระดับ 7 นาโนเมตร พวกเขาได้เห็นความถี่ในการทำงานของวงจรแบบบูรณาการเพิ่มขึ้นถึง 20% และการลดลงของพลังงานการใช้งานลง 15% นอกเหนือจากนี้ คุณสมบัติทนความร้อนสูงของซิลิกายังช่วยให้ชั้นฉนวนสามารถทนต่อความร้อนจัดที่อุณหภูมิ 400°C ระหว่างกระบวนการบรรจุภัณฑ์วงจร (IC packaging) โดยไม่เกิดการบิดงอหรือแตกร้าว จึงเพิ่มความน่าเชื่อถือให้กับผลิตภัณฑ์อีกขั้นหนึ่ง
แผงวงจรพิมพ์ (PCBs) คือฮีโร่ผู้ไม่ได้รับการยอมรับในโลกอิเล็กทรอนิกส์ ทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบหลักที่เชื่อมต่อและรองรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ ทั้งหมด ในแอปพลิเคชันที่ใช้กำลังสูง เช่น เซิร์ฟเวอร์และอิเล็กทรอนิกส์ในยานยนต์ PCBs ต้องเผชิญกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ซึ่งก่อให้เกิดความร้อนจำนวนมากในระหว่างการใช้งาน เพื่อแก้ไขปัญหานี้ จึงใช้ซิลิกาขาว (white carbon black) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทนความร้อนและการกันฉนวนของแผงวงจร
ด้วยการเติมซิลิกาขาว (White Carbon Black) ที่มีความบริสุทธิ์สูง (มีค่า SiO₂ ≥99.9%) ลงในวัสดุฐานของแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) ซึ่งโดยทั่วไปเป็นวัสดุชนิดเรซินอีพ็อกซี่ FR-4 จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการนำความร้อนของวัสดุฐานได้อย่างมาก ในทางปฏิบัติ ค่าการนำความร้อนสามารถเพิ่มขึ้นจาก 0.3W/m·K เป็น 0.8W/m·K ซึ่งช่วยเร่งการระบายความร้อนและป้องกันการเกิดความร้อนเกินระดับ นอกจากนี้ คุณสมบัติการเป็นฉนวนของซิลิกายังช่วยให้แผ่น PCB มีแรงดันทะลุสูง เมื่อเติมซิลิกาขาวแล้ว แรงดันทะลุของวัสดุฐาน PCB สามารถเพิ่มจาก 25kV/มม. เป็น 40kV/มม. ลดความเสี่ยงของการลัดวงจรที่เกิดจากความล้มเหลวของฉนวนได้อย่างมีนัยสำคัญ ประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์เราได้รับการยืนยันจากประสบการณ์จริงของผู้ผลิต PCB ในประเทศจีนรายหนึ่ง เมื่อพวกเขาได้ใช้ซิลิกาขาวของเราในผลิตภัณฑ์ PCB สำหรับรถยนต์ แผ่นวงจรที่ผลิตออกมายังไม่เพียงแต่ผ่านมาตรฐานอุตสาหกรรมรถยนต์เท่านั้น แต่ยังเกินกว่าข้อกำหนดในการทดสอบวงจรความร้อนที่เข้มงวด (-40°C ถึง 125°C, 1000 รอบ) โดยไม่มีการลดลงของประสิทธิภาพแต่อย่างใด
ในวงการบรรจุภัณฑ์ LED ซิลิกาขาวทำหน้าที่ทั้งเป็นสารกระจายแสงและตัวเติมเพื่อระบายความร้อน โคมไฟ LED ต้องอาศัยการปล่อยแสงอย่างสม่ำเสมอและระบายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อรักษาประสิทธิภาพการให้แสงสูงสุดและยืดอายุการใช้งาน ด้วยการเติมซิลิกาขาวแบบตกตะกอนในสัดส่วน 5-10% โดยมีขนาดอนุภาคควบคุมไว้อย่างแม่นยำที่ 20-30 นาโนเมตร ลงในเรซินอีพ็อกซี่สำหรับบรรจุภัณฑ์ LED แสงที่ปล่อยออกมาจากชิป LED จะถูกกระจายได้อย่างสม่ำเสมอ แก้ปัญหาเรื่อง "แสงรวมเป็นจุด" ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และสร้างประสบการณ์การส่องสว่างที่นุ่มนวลและสบายตามากยิ่งขึ้น แม้จะเติมซิลิกาขาวเข้าไป ค่าการส่งผ่านแสงของเรซินบรรจุภัณฑ์ยังคงอยู่เหนือระดับ 90% ซึ่งช่วยให้มั่นใจว่าประสิทธิภาพการให้แสงของ LED ไม่ได้รับผลกระทบ
นอกจากนี้ ซิลิกายังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการระบายความร้อนของเรซินสำหรับหีบห่ออย่างมาก โดยการสร้างเครือข่ายการนำความร้อนที่มีประสิทธิภาพภายในเรซิน ทำให้ความสามารถในการนำความร้อนของวัสดุหีบห่อดีขึ้นถึง 50% ซึ่งช่วยลดอุณหภูมิของชิป LED ขณะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ แบรนด์โคมไฟ LED จากเยอรมนีรายหนึ่งได้สัมผัสถึงข้อดีของผลิตภัณฑ์ซิลิกาขาวของเราโดยตรง เมื่อพวกเขาได้นำผลิตภัณฑ์ของเราไปใช้ในโคมไฟดาวน์ไลต์ LED กำลังสูง พบว่าอายุการใช้งานของดาวน์ไลต์เพิ่มขึ้นอย่างชัดเจน จากเดิม 30,000 ชั่วโมง เป็น 50,000 ชั่วโมง อีกทั้งอัตราการลดลงของแสงที่ปล่อยออกมา (luminous flux attenuation rate) ยังลดลงจาก 20% เหลือเพียง 8% หลังใช้งานมาแล้ว 10,000 ชั่วโมง ซึ่งแสดงให้เห็นถึงสมรรถนะและความทนทานอันยอดเยี่ยมของผลิตภัณฑ์เรา
×
