История успеха клиента
Оптимизация производства полупроводниковых приборов с помощью термического анализа и реологии
Отчет о работе д-ра Кристиана Драйера и д-ра Свена Хюттнера, инженеров-разработчиков компании Vishay Semiconductor GmbH
Когда необходимо проанализировать механические свойства и вязкоупругое поведение полимеров в различных условиях и сделать надежные прогнозы относительно их долгосрочных характеристик и долговечности, аналитические приборы от NETZSCH Analyzing & Testing обычно находятся рядом.
Прочитайте нашу новую историю успеха клиента, чтобы узнать, как компания Vishay Semiconductor GmbH использует динамико-механический анализатор (DMA) NETZSCH и ротационный реометр Kinexus для прогнозирования срока службы и стабильности полимерных материалов, используемых в полупроводниковых приборах.
Дома в мировой полупроводниковой промышленности
Vishay - всемирно известный производитель дискретных полупроводников и пассивных электронных компонентов. Эти компоненты используются в широком спектре электронных схем, в частности в автомобильной, промышленной, бытовой электронике и медицине. Они воплощают в себе основу компании Vishay - ДНК технологий®.
Помимо завода в Зельбе, у Vishay есть и другие производственные предприятия в Германии. Например, в Хайльбронне компания Vishay Semiconductor GmbH производит полупроводники для оптоэлектронных приложений. К ним относятся оптические датчики для измерения освещенности и расстояния, инфракрасные светодиоды, передатчики и приемники, а также оптопары. Так называемый "передний край", включающий производство полупроводниковых чипов, расположен в Хайльбронне. Задние цеха, где полупроводниковые чипы интегрируются в корпуса, расположены, в частности, в Малайзии и на Филиппинах.
Полупроводниковые приборы, генерирующие инфракрасный свет
В качестве примера здесь показаны инфракрасный излучатель TSAL4400 в традиционном 3-мм исполнении и высокопроизводительный ИК-светодиод серии VSMA.
Оптически активная часть компонента представляет собой полупроводниковый чип, генерирующий инфракрасный свет, изготовленный из арсенида галлия. Электрическое соединение осуществляется с помощью металлической полоски или ножек, которые используются для создания контакта. Для оптимальной защиты полупроводника от повреждений он заключен в полимерную упаковку.
Механические и вязкоупругие характеристики полимерных материалов
Взаимодействие используемых материалов очень важно даже в таком простом 3-миллиметровом светодиодном компоненте, как этот, поскольку оно определяет устойчивость компонента к термическим и механическим нагрузкам и, в конечном счете, срок его службы. Некоторые электронные компоненты должны выдерживать температуры от -55°C до 125°C без каких-либо проблем. Особенно при использовании ненаполненных эпоксидных или силиконовых материалов важно регулировать тепловое расширение, но это не всегда возможно. Однако такие материалы необходимо использовать, поскольку только они обеспечивают требуемую прозрачность и необходимую механическую прочность. Использование наполнителей для улучшения механических свойств негативно скажется на оптическом светопропускании.
Наша задача состояла в том, чтобы лучше предсказать срок службы и стабильность (без растрескивания и отслоения) полимерных материалов и, следовательно, наших компонентов. Эти знания особенно ценны при разработке компонентов и оценке новых материалов. Для этого мы используем ротационный реометрNETZSCH Kinexus Lab+ и реометр NETZSCH DMA 242 E Artemis для более точного определения характеристик.
DMA (динамический механический анализ) используется для определения таких параметров, как модуль Юнга и модуль потерь, а также соответствующей температуры стеклования. Кроме того, измерения ДМА в зависимости от частоты и температуры могут быть использованы для построения соответствующих эталонных кривых.
Для этой цели образцы были измерены с помощью нашего NETZSCH Artemis DMA в диапазоне температур от -40°C до +200°C в режиме трехточечного изгиба на различных частотах.
Дальнейший анализ и прогнозы с помощью NETZSCH Proteus®
Измеренные спектры обрабатывались непосредственно в программе NETZSCH Proteus® для создания мастер-кривой Коула-Коула.
Используя мастер-кривую и коэффициенты сдвига между временем и температурой, можно экстраполировать релаксационное поведение образца на длительный период времени. Предполагается, что свойства материала при высоких частотах соответствуют свойствам при низких температурах и наоборот. Таким образом, свойства материала определяются на основе основной кривой и коэффициентов смещения, измеренных в программном обеспечении, чтобы сделать более точные прогнозы, например, для моделирования методом конечных элементов.
Этот анализ, который напрямую поддерживается измерительным программным обеспечением NETZSCH Proteus® , позволяет рассчитать и смоделировать зависящие от времени параметры, такие как релаксационное поведение и ползучесть соответствующих компонентов. Затем их можно спроектировать, чтобы избежать слабых мест или найти высокоэффективные материалы.
За долгие годы работы с приборами NETZSCH мы убедились в надежности аналитических приборов и качестве технической поддержки. Отличные результаты часто достигаются благодаря сочетанию интересных вопросов с высоким техническим качеством и опытом сотрудников лаборатории NETZSCH.
Доктор Кристиан Драйер и доктор Свен Хюттнер, большое спасибо за эти интересные сведения о вашей научной работе!