Müşteri BAŞARI HİKAYESİ

Termal Analiz ve Reoloji Yardımıyla Yarı İletken Çip Üretiminin Optimize Edilmesi

Vishay Semiconductor GmbH Geliştirme Mühendisleri Dr. Christian Dreier ve Dr. Sven Hüttner'in Saha Raporu

Polimerlerin mekanik özelliklerini ve viskoelastik davranışlarını çeşitli koşullar altında analiz etmek ve uzun vadeli performansları ve dayanıklılıkları hakkında güvenilir tahminler yapmak söz konusu olduğunda, NETZSCH Analyzing & Testing'in analitik cihazları genellikle elinizin altındadır ..

Vishay Semiconductor GmbH'nin yarı iletken cihazlarda kullanılan polimer malzemelerin kullanım ömrünü ve stabilitesini tahmin etmek için NETZSCH dinamik-mekanik analizörü (DMA) ve Kinexus rotasyonel reometreyi nasıl kullandığını öğrenmek için yeni Müşteri Başarı Hikayemizi okuyun.

Şekil 1: Vishay'in elektronik bileşenleri için operasyonel ve uygulama alanlarına bir örnek: Bir otomobilde sürücü izleme aydınlatması
Küresel Yarı İletken Endüstrisinde Evinizde

Vishay , dünya çapında tanınmış bir ayrık yarı iletken ve pasif elektronik bileşen üreticisidir. Bu bileşenler, özellikle otomotiv, endüstriyel, tüketici elektroniği ve medikal pazarlarda olmak üzere çok çeşitli elektronik devrelerde kullanılmaktadır. Vishay'ın temelini teknolojinin DNA'sı ® olarak somutlaştırmaktadırlar.

Vishay'ın Selb'deki tesislerinin yanı sıra Almanya'da başka üretim tesisleri de bulunmaktadır. Örneğin Heilbronn'da Vishay Semiconductor GmbH optoelektronik uygulamalar için yarı iletkenler üretmektedir. Bunlar arasında ışık ve mesafe ölçümü için optik sensörler, kızılötesi LED'ler, vericiler ve alıcılar ve optokuplörler bulunmaktadır. Yarı iletken çip üretimini içeren "ön uç" olarak adlandırılan bölüm Heilbronn'da bulunmaktadır. Yarı iletken çiplerin paketlere entegre edildiği "arka uçlar" ise diğer yerlerin yanı sıra Malezya ve Filipinler'de bulunmaktadır.

Şekil 2: Vishay'in elektronik bileşenlerinin bir başka uygulama örneği: Bir duman dedektörü

Kızılötesi Işık Üreten Yarı İletken Çipler

Geleneksel 3 mm tasarımlı TSAL4400 kızılötesi yayıcı ve VSMA serisinden yüksek performanslı bir IR LED burada örnek olarak gösterilmektedir.

Bileşenin optik olarak aktif kısmı, galyum arsenitten yapılmış kızılötesi ışık üreten yarı iletken bir çiptir. Elektrik bağlantısı, temas oluşturmak için kullanılan metal bir şerit veya ayaklar aracılığıyla sağlanır. Yarı iletkeni hasardan en iyi şekilde korumak için, polimer bir muhafaza içine dökülür.

Şekil 3: Solda: Vishay'in TSAL4400 kızılötesi yayıcı bileşeni. Mavi kasa ve 3 mm'lik kasanın metal şeridinin bacakları açıkça görülebilir. Sağda: VSMA10xx yüksek performanslı LED: VSMA10xx 6W/sr'ye kadar çıkış gücüne sahip modern SMD kasada (boyut: 3,4 mm) yüksek performanslı LED IR LED.

Polimer Malzemelerin Mekanik ve Viskoelastik Karakterizasyonu

Kullanılan malzemelerin etkileşimi, bunun gibi basit bir 3 mm LED bileşeninde bile çok önemlidir, çünkü bileşenin termal ve mekanik StresStres, iyi tanımlanmış bir kesite sahip bir numune üzerine uygulanan kuvvet seviyesi olarak tanımlanır. (Stres = kuvvet/alan). Dairesel veya dikdörtgen kesitli numuneler sıkıştırılabilir veya gerilebilir. Kauçuk gibi elastik malzemeler orijinal uzunluklarının 5 ila 10 katına kadar gerilebilir.stres karşısındaki kararlılığını ve nihayetinde hizmet ömrünü belirler. Bazı elektronik bileşenlerin -55°C ile 125°C arasındaki sıcaklıklara sorunsuzca dayanabilmesi gerekir. Özellikle dolgusuz epoksi veya silikon malzemelerde termal genleşmeyi ayarlamak önemlidir, ancak bu her zaman mümkün değildir. Bununla birlikte, bu tür malzemeler kullanılmalıdır çünkü sadece bunlar gerekli şeffaflığı ve istenen mekanik mukavemeti sağlar. Mekanik özellikleri iyileştirmek için dolgu maddelerinin kullanılması optik ışık iletimi üzerinde olumsuz bir etkiye sahip olacaktır.

Amacımız, polimer malzemelerin ve dolayısıyla bileşenlerimizin hizmet ömrünü ve stabilitesini (çatlama veya ayrılma olmadan) daha iyi tahmin etmekti. Bu bilgi, bileşenlerin geliştirilmesinde ve yeni malzemelerin değerlendirilmesinde özellikle değerlidir. Bu amaçla, daha hassas karakterizasyon için NETZSCH Kinexus Lab+ rotasyonel reometre ve NETZSCH DMA 242 E Artemis kullanıyoruz.

DMA (Dinamik Mekanik Analiz), Young modülü ve kayıp modülü veya ilgili cam geçiş sıcaklığı gibi parametreleri belirlemek için kullanılır. Ek olarak, frekansa ve sıcaklığa bağlı DMA ölçümleri, ilgili ana eğrileri oluşturmak için kullanılabilir.

Bu amaçla, numuneler NETZSCH Artemis DMA ile -40°C ila +200°C sıcaklık aralığında, çeşitli frekanslarda 3 noktalı bükme modunda ölçülmüştür.

Şekil 4. Vishay Semiconductor GmbH Heilbronn tesisindeki NETZSCH DMA 242 E Artemis. Solda soğutma için kullanılan sıvı nitrojen tankı görülüyor. Sağda, açık test odasının üzerindeki üç noktalı bükme düzeneğinin yakından görünümü.
Şekil 5, ana eğrinin oluşturulması için temel olarak kullanılan ölçülen spektrumların dönüşümünü göstermektedir.

NETZSCH ile Daha İleri Analiz ve Tahminler Proteus®

Ölçülen spektrumlar, Cole-Cole ana eğrisi oluşturmak için doğrudan NETZSCH Proteus® yazılımında işlenmiştir.

Şekil 6, numunenin hesaplanan Cole-Cole ana eğrisini göstermektedir.

Ana eğri ve zaman-sıcaklık kayma faktörleri kullanılarak, numunenin gevşeme davranışı uzun bir süre boyunca tahmin edilebilir. Yüksek frekanslardaki malzeme özelliklerinin düşük sıcaklıklardakilere karşılık geldiği ve bunun tersinin de geçerli olduğu varsayılır. Bu şekilde malzeme özellikleri, örneğin sonlu eleman simülasyonları için daha doğru tahminler yapmak amacıyla yazılımda ölçülen ana eğri ve yer değiştirme faktörlerinden belirlenir.

NETZSCH Proteus® ölçüm yazılımı tarafından doğrudan desteklenen bu analiz, ilgili bileşenlerdeki gevşeme davranışı ve SürünmeSünme, sabit bir kuvvet altında zamana ve sıcaklığa bağlı plastik deformasyonu tanımlar. Bir kauçuk bileşiğine sabit bir kuvvet uygulandığında, kuvvetin uygulanması nedeniyle elde edilen ilk deformasyon sabit değildir. Deformasyon zamanla artacaktır.sürünme gibi zamana bağlı parametreleri hesaplamamıza ve simüle etmemize olanak tanır. Bunlar daha sonra zayıf noktalardan kaçınmak veya yüksek performanslı malzemeler bulmak için tasarlanabilir.

Şekil 7, mevcut ana eğriler nedeniyle zamanla değişen bir muhafaza içindeki gerilme dağılımını göstermektedir.
Şekil 8: Simüle edilen parçanın mikroskop görüntüsü. Metal şeridin yansıtıcı oluğuna yapıştırılmış olan ortadaki yarı iletken çip açıkça görülebilmektedir. Elektriksel temas, altın bir tel yardımıyla yukarıdan yapılmıştır. Bir StresStres, iyi tanımlanmış bir kesite sahip bir numune üzerine uygulanan kuvvet seviyesi olarak tanımlanır. (Stres = kuvvet/alan). Dairesel veya dikdörtgen kesitli numuneler sıkıştırılabilir veya gerilebilir. Kauçuk gibi elastik malzemeler orijinal uzunluklarının 5 ila 10 katına kadar gerilebilir.stres testi sırasında, uygun olmayan bir muhafaza malzemesi değerlendirildiği için altın tel bükülmüştür.

NETZSCH cihazları ile olan uzun geçmişimizde, analitik cihazların güvenilirliğini ve desteğin kalitesini takdir ettik. Heyecan verici soruların NETZSCH laboratuvar personelinin yüksek teknik kalitesi ve uzmanlığıyla birleştirilmesiyle çoğu zaman mükemmel sonuçlar elde edilebilmektedir.

Dr. Christian Dreier ve Dr. Sven Hüttner,arch çalışmanızdaki bu ilginç bilgiler için çok teşekkür ederiz!

Bu hikayeyi paylaşın: