Ιστορία επιτυχίας πελάτη
Βελτιστοποίηση της παραγωγής τσιπ ημιαγωγών με τη βοήθεια της θερμικής ανάλυσης και της ρεολογίας
Μια αναφορά πεδίου από τους Dr. Christian Dreier και Dr. Sven Hüttner, μηχανικούς ανάπτυξης της Vishay Semiconductor GmbH
Όταν πρόκειται για την ανάλυση των μηχανικών ιδιοτήτων και της ιξωδοελαστικής συμπεριφοράς των πολυμερών υπό διάφορες συνθήκες και την πραγματοποίηση αξιόπιστων προβλέψεων σχετικά με τη μακροπρόθεσμη απόδοση και την αντοχή τους, τα αναλυτικά όργανα της NETZSCH Analyzing & Testing είναι συνήθως κοντά σας..
Διαβάστε το νέο μας Customer Success Story για να μάθετε πώς η Vishay Semiconductor GmbH χρησιμοποιεί το δυναμικό-μηχανικό αναλυτή (DMA) NETZSCH και το ρεόμετρο περιστροφής Kinexus για να προβλέψει τη διάρκεια ζωής και τη σταθερότητα των πολυμερών υλικών που χρησιμοποιούνται σε διατάξεις ημιαγωγών.
Στο σπίτι της στην παγκόσμια βιομηχανία ημιαγωγών
ΗVishay είναι ένας παγκοσμίως αναγνωρισμένος κατασκευαστής διακριτών ημιαγωγών και παθητικών ηλεκτρονικών εξαρτημάτων. Τα εξαρτήματα αυτά χρησιμοποιούνται σε ένα ευρύ φάσμα ηλεκτρονικών κυκλωμάτων, ιδίως στις αγορές της αυτοκινητοβιομηχανίας, της βιομηχανίας, των καταναλωτικών ηλεκτρονικών και της ιατρικής. Ενσαρκώνουν το θεμέλιο της Vishay ως The DNA of tech ®.
Εκτός από την τοποθεσία Selb, η Vishay διαθέτει και άλλες εγκαταστάσεις παραγωγής στη Γερμανία. Στο Heilbronn, για παράδειγμα, η Vishay Semiconductor GmbH παράγει ημιαγωγούς για οπτοηλεκτρονικές εφαρμογές. Σε αυτές περιλαμβάνονται οπτικοί αισθητήρες για τη μέτρηση φωτός και απόστασης, υπέρυθρες λυχνίες LED, πομποί και δέκτες και οπτοζεύκτες. Το λεγόμενο "front end", το οποίο περιλαμβάνει την παραγωγή τσιπ ημιαγωγών, βρίσκεται στο Heilbronn. Το "πίσω άκρο", όπου τα τσιπ ημιαγωγών ενσωματώνονται σε συσκευασίες, βρίσκεται στη Μαλαισία και στις Φιλιππίνες, μεταξύ άλλων.
Τσιπ ημιαγωγών που παράγουν υπέρυθρο φως
Ο πομπός υπερύθρων TSAL4400 σε παραδοσιακό σχεδιασμό 3 mm και μια λυχνία LED υπερύθρων υψηλής απόδοσης της σειράς VSMA παρουσιάζονται εδώ ως παραδείγματα.
Το οπτικά ενεργό τμήμα του εξαρτήματος είναι ένα τσιπ ημιαγωγού που παράγει υπέρυθρο φως και είναι κατασκευασμένο από αρσενίδιο του γαλλίου. Η ηλεκτρική σύνδεση επιτυγχάνεται μέσω μιας μεταλλικής λωρίδας ή ποδιών που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία επαφής. Για τη βέλτιστη προστασία του ημιαγωγού από ζημιές, ο ημιαγωγός χύνεται σε πολυμερές περίβλημα.
Μηχανικός και ιξωδοελαστικός χαρακτηρισμός πολυμερών υλικών
Η αλληλεπίδραση των υλικών που χρησιμοποιούνται είναι πολύ σημαντική, ακόμη και σε ένα απλό εξάρτημα LED 3 mm όπως αυτό, διότι καθορίζει τη σταθερότητα του εξαρτήματος έναντι θερμικών και μηχανικών καταπονήσεων και τελικά τη διάρκεια ζωής του. Ορισμένα ηλεκτρονικά εξαρτήματα πρέπει να μπορούν να αντέχουν χωρίς προβλήματα σε θερμοκρασίες μεταξύ -55°C και 125°C. Ειδικά με τα μη γεμισμένα εποξειδικά υλικά ή τα υλικά σιλικόνης, είναι σημαντικό να ρυθμίζεται η θερμική διαστολή, αλλά αυτό δεν είναι πάντα δυνατό. Ωστόσο, πρέπει να χρησιμοποιούνται τέτοια υλικά, διότι μόνο αυτά παρέχουν την απαιτούμενη διαφάνεια και την επιθυμητή μηχανική αντοχή. Η χρήση πληρωτικών υλικών για τη βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων θα είχε αρνητικό αντίκτυπο στην οπτική μετάδοση του φωτός.
Ο στόχος μας ήταν να προβλέψουμε καλύτερα τη διάρκεια ζωής και τη σταθερότητα (χωρίς ρωγμές ή αποκολλήσεις) των πολυμερών υλικών και συνεπώς των εξαρτημάτων μας. Αυτή η γνώση είναι ιδιαίτερα πολύτιμη για την ανάπτυξη εξαρτημάτων και την αξιολόγηση νέων υλικών. Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιούμε το ρεόμετρο περιστροφήςNETZSCH Kinexus Lab+ και το NETZSCH DMA 242 E Artemis για ακριβέστερο χαρακτηρισμό.
Η DMA (δυναμική μηχανική ανάλυση) χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό παραμέτρων όπως το μέτρο ελαστικότητας Young και το μέτρο απώλειας ή η σχετική θερμοκρασία υαλώδους μετάβασης. Επιπλέον, οι μετρήσεις DMA που εξαρτώνται από τη συχνότητα και τη θερμοκρασία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία σχετικών κύριων καμπυλών.
Για το σκοπό αυτό, τα δείγματα μετρήθηκαν με το NETZSCH Artemis DMA σε εύρος θερμοκρασιών από -40°C έως +200°C σε λειτουργία κάμψης 3 σημείων σε διάφορες συχνότητες.
Περαιτέρω ανάλυση και προβλέψεις με το NETZSCH Proteus®
Τα μετρούμενα φάσματα επεξεργάστηκαν απευθείας στο λογισμικό NETZSCH Proteus® για τη δημιουργία μιας κύριας καμπύλης Cole-Cole.
Χρησιμοποιώντας την κύρια καμπύλη και τους συντελεστές μετατόπισης χρόνου-θερμοκρασίας, η συμπεριφορά χαλάρωσης του δείγματος μπορεί να προεκταθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα. Θεωρείται ότι οι ιδιότητες του υλικού σε υψηλές συχνότητες αντιστοιχούν σε εκείνες σε χαμηλές θερμοκρασίες και αντίστροφα. Με αυτόν τον τρόπο, οι ιδιότητες του υλικού προσδιορίζονται από την κύρια καμπύλη και τους παράγοντες μετατόπισης που μετρώνται στο λογισμικό, προκειμένου να γίνουν ακριβέστερες προβλέψεις για προσομοιώσεις πεπερασμένων στοιχείων, για παράδειγμα.
Αυτή η ανάλυση, η οποία υποστηρίζεται άμεσα από το λογισμικό μέτρησης NETZSCH Proteus® , μας επιτρέπει να υπολογίζουμε και να προσομοιώνουμε χρονικά εξαρτώμενες παραμέτρους, όπως η συμπεριφορά χαλάρωσης και ο ερπυσμός στα αντίστοιχα εξαρτήματα. Αυτά μπορούν στη συνέχεια να σχεδιαστούν για την αποφυγή αδύναμων σημείων ή για την εύρεση υλικών υψηλής απόδοσης.
Στη μακρά ιστορία μας με τα όργανα NETZSCH, έχουμε εκτιμήσει την αξιοπιστία των αναλυτικών οργάνων και την ποιότητα της υποστήριξης. Εξαιρετικά αποτελέσματα μπορούν συχνά να επιτευχθούν συνδυάζοντας συναρπαστικές ερωτήσεις με την υψηλή τεχνική ποιότητα και την τεχνογνωσία του προσωπικού του εργαστηρίου NETZSCH.
Dr. Christian Dreier και Dr. Sven Hüttner, σας ευχαριστούμε πολύ για αυτές τις ενδιαφέρουσες γνώσεις στο έργο σας research!