ИСТОРИЯ ЗА УСПЕХ НА КЛИЕНТА
Оптимизиране на производството на полупроводникови устройства с помощта на термичен анализ и реология
Доклад от полеви условия от д-р Кристиан Драйер и д-р Свен Хютнер, инженери по развойна дейност във Vishay Semiconductor GmbH
Когато става въпрос за анализ на механичните свойства и вискоеластичното поведение на полимерите при различни условия и за изготвяне на надеждни прогнози за дългосрочните им характеристики и издръжливост, аналитичните инструменти на NETZSCH Analyzing & Testing обикновено са на една ръка разстояние.
Прочетете нашата нова История на успеха на клиента, за да научите как Vishay Semiconductor GmbH използва NETZSCH динамично-механичния анализатор (DMA) и ротационния реометър Kinexus, за да прогнозира експлоатационния живот и стабилността на полимерните материали, използвани в полупроводниковите устройства.
У дома в глобалната полупроводникова индустрия
Vishay е световноизвестен производител на дискретни полупроводници и пасивни електронни компоненти. Тези компоненти се използват в широк спектър от електронни схеми, особено в автомобилната индустрия, промишлеността, потребителската електроника и медицината. Те въплъщават основата на Vishay като ДНК на технологиите ®.
В допълнение към обекта си в Селб, Vishay има и други производствени мощности в Германия. В Хайлброн, например, Vishay Semiconductor GmbH произвежда полупроводници за оптоелектронни приложения. Те включват оптични сензори за измерване на светлина и разстояние, инфрачервени светодиоди, предаватели и приемници, както и оптрони. Така нареченият "фронт енд", който включва производството на полупроводникови чипове, е разположен в Хайлброн. "Задната част", където полупроводниковите чипове се интегрират в опаковки, се намира в Малайзия и Филипините, наред с други места.
Полупроводникови устройства, генериращи инфрачервена светлина
Тук са показани като примери инфрачервеният излъчвател TSAL4400 с традиционна 3-милиметрова конструкция и високопроизводителен инфрачервен светодиод от серията VSMA.
Оптически активната част на компонента е полупроводников чип, генериращ инфрачервена светлина, изработен от галиев арсенид. Електрическата връзка се осъществява чрез метална лента или крачета, които се използват за създаване на контакт. За да се защити оптимално полупроводникът от повреда, той е капсулиран в полимерна опаковка.
Механично и вискоеластично характеризиране на полимерни материали
Взаимодействието на използваните материали е много важно, дори и при такъв прост 3-милиметров светодиоден компонент, тъй като то определя стабилността на компонента при термично и механично натоварване и в крайна сметка неговия експлоатационен живот. Някои електронни компоненти трябва да могат да издържат безпроблемно на температури между -55°C и 125°C. Особено при незапълнените епоксидни или силиконови материали е важно да се регулира температурното разширение, но това не винаги е възможно. Въпреки това такива материали трябва да се използват, защото само те осигуряват необходимата прозрачност и желаната механична якост. Използването на пълнители за подобряване на механичните свойства би имало отрицателно въздействие върху оптичното пропускане на светлината.
Нашата цел беше да прогнозираме по-добре експлоатационния живот и стабилността (без напукване или отлепване) на полимерните материали и следователно на нашите компоненти. Тези знания са особено ценни при разработването на компоненти и при оценката на нови материали. За тази цел използваме ротационния реометърNETZSCH Kinexus Lab+ и NETZSCH DMA 242 E Artemis за по-прецизно охарактеризиране.
DMA (динамичен механичен анализ) се използва за определяне на параметри като модул на Юнг и модул на загуба или свързаната с тях температура на встъкляване. В допълнение, честотно и температурно зависимите измервания на DMA могат да се използват за установяване на свързаните с тях основни криви.
За тази цел образците бяха измерени с нашия NETZSCH Artemis DMA в температурен диапазон от -40°C до +200°C в режим на 3-точково огъване при различни честоти.
Допълнителен анализ и прогнози с NETZSCH Proteus®
Измерените спектри бяха обработени директно в софтуера NETZSCH Proteus® , за да се генерира основна крива на Коул-Коул.
С помощта на главната крива и факторите за промяна на времето и температурата може да се екстраполира релаксационното поведение на пробата за дълъг период от време. Предполага се, че свойствата на материала при високи честоти съответстват на тези при ниски температури и обратно. По този начин свойствата на материала се определят от основната крива и факторите на изместване, измерени в софтуера, за да се направят по-точни прогнози за симулации на крайни елементи, например.
Този анализ, който се поддържа директно от софтуера за измерване NETZSCH Proteus® , ни позволява да изчисляваме и симулираме зависими от времето параметри, като например поведението на релаксация и пълзене в съответните компоненти. След това те могат да бъдат проектирани така, че да се избегнат слабите места или да се намерят високоефективни материали.
В дългогодишната ни история с инструментите на NETZSCH сме оценили надеждността на аналитичните инструменти и качеството на поддръжката. Отлични резултати често могат да бъдат постигнати чрез съчетаване на вълнуващи въпроси с високото техническо качество и експертните познания на персонала на лабораторията NETZSCH.
Д-р Кристиан Драйер и д-р Свен Хютнер, благодарим ви много за тези интересни прозрения във вашата изследователска работа!