Chất bán dẫn liên kết với PCB


10

Tôi đang cố gắng liên kết diện tích mẫu bán dẫn (Si và Ge) ~ 1-2cm ^ 2 với bảng mạch in sợi thủy tinh (PCB) Chúng tôi sử dụng epoxy hệ thống phương Tây cho những thứ khác. 105 nhựa 209 chất làm cứng (thời gian lưu hóa lâu.) Vì vậy, đó là những gì tôi đã sử dụng. (trộn theo tỷ lệ chuẩn)

Tôi muốn một độ dày được kiểm soát để cách ly điện. Vì vậy, tôi cũng đã thử thêm một số chất độn vào epoxy. Hạt thủy tinh (9,8 triệu .. loại IMO dày, rắc trên bề mặt.) Alumina oxit, 240 grit. (~ 1 phần Al2O3 đến 2 phần epoxy, tính theo trọng lượng.) Tất cả các mẫu (nhưng một Ge) là từ một miếng wafer Si cũ. Các mẫu và pcb đã được làm sạch trong acetone và được chà bằng đầu bông. Epoxy trộn. áp dụng và mẫu đẩy vào vị trí.

Và được phép chữa trong 24 giờ.

Sau đó chúng nhúng vào nitơ lỏng (LN2). Sau một vài lần, làm ấm trong không khí phòng, các mẫu được dán bằng chất độn Al2O3 đã rơi ra.

Sau khi nhúng nhiều hơn, các mẫu được giữ bằng epoxy thô và hạt rơi ra. Một vài cực hình nữa cũng bao gồm làm ấm nhanh hơn bằng súng nhiệt. Và tôi đã mất tất cả mọi thứ trừ mẫu Ge.

Lần lạm dụng cuối cùng, mẫu Ge được lấy từ LN2 và đặt vào cốc nước ấm nhiều lần. Nó vẫn gắn bó.

Tất cả các liên kết đều thất bại ở giao diện Si và epoxy vẫn được gắn vào PCB (ngoại trừ các hạt thủy tinh, đã thất bại ở mọi nơi.)

Vì vậy những gì là sai?

Suy nghĩ đầu tiên của tôi là về các hệ số giãn nở nhiệt (CTE) Đây là một liên kết đến một số giá trị , Si rất thấp.
Pcb là ~ 12-14 ppm.

Sau đó tôi nghĩ về việc làm sạch. Các mẫu Si cũ có thể có tất cả các loại mỡ tay.

Sự khác biệt cuối cùng là các mẫu Si được đánh bóng ở cả hai mặt, trong khi Ge chỉ ở trên đỉnh ... đáy là thô.

wow, đó là một câu hỏi dài, (xin lỗi)
hôm nay tôi đã tạo ra một loạt mẫu mới để thử và trả lời những câu hỏi đó. Họ sẽ chữa trị vào cuối tuần.

Tôi cũng tự hỏi nếu tôi cần một epoxy khác nhau? West 105 vẫn ổn định phần nào.
Tôi không biết đó là điều tốt hay xấu.


Tôi không biết nhiều về liên kết với ván bề mặt, nhưng West 105 không nên duy trì độ dẻo nếu nó được trộn chính xác. Có thể có một vấn đề là với hệ thống đo sáng hoặc trộn của bạn? Điều quan trọng là các thành phần được trộn theo tỷ lệ chính xác. Tôi đã sử dụng một thang đo nhạy cảm trong quá khứ để đo lường bao nhiêu của mỗi thành phần được sử dụng.
Ethan48

1
@ Ethan48, Xin lỗi tôi đoán đáng tin cậy là một từ quá mạnh. Epoxy này có vẻ mềm hơn một chút so với những loại khác tôi đã sử dụng trong quá khứ. Tôi đã sử dụng một tỷ lệ đẹp (độ phân giải 0,01 g) để cân các thành phần.
George Herold

Có những epoxies được bán đặc biệt là epoxies "die Đính kèm". Một số là dẫn điện nhưng một số thì không. Mặt khác, tôi không biết họ sẽ mạnh đến mức nào khi bạn thêm filler. Abelstik, Epotek và Masterbond là những cái tên được nhắc đến cho các sản phẩm này.
Photon

@ThePhoton, hôm nay tôi đã gửi email đến Masterbond. (họ phải có ~ 100 epoxies khác nhau, một chút đáng sợ.) Tôi đã có may mắn với một wafer Si sạch sẽ. Mặt được đánh bóng của wafer dính vào mọi thứ, mặt không được đánh bóng rơi ra khỏi tấm nhôm. Tôi không có may mắn làm cho một độ dày kiểm soát. (ngoại trừ với Ge) Tôi đặt hai miếng băng kapton (2 triệu) ở mỗi đầu của mẫu bằng epoxy ở giữa. Các mẫu bị nứt ngay tại đường băng / epoxy. Tôi cần băng có CTE giống như epoxy ... hoặc ngược lại.
George Herold

Bạn có thực sự cần epoxy để cung cấp cách ly điện? Bởi vì hầu hết các epoxies đính kèm sẽ được sử dụng với một đường liên kết rất mỏng. Bạn có thể sửa đổi PCB để miếng đệm trên chip không được kết nối điện với bất cứ thứ gì không? Bạn có thể thêm một alumina (hoặc vật liệu cách điện khác) giữa miếng pcb và chip không?
Photon

Câu trả lời:


3

Một vài điều, hy vọng hữu ích:

  1. Sự co lại nhiệt khác biệt gần như chắc chắn là kẻ thù của bạn. Đối với hầu hết các vật liệu kỹ thuật, phần lớn sự co nhiệt xảy ra trong khoảng từ 300 đến 77 K, hai nhiệt độ bạn đang làm việc. PCB của bạn gần như chắc chắn thu nhỏ hơn nhiều so với thứ được gắn vào nó và làm nứt epoxy của bạn (epoxies nhựa thông thường nổi tiếng là nứt trong môi trường đông lạnh).

  2. Tôi làm việc với cryogenics cho ngày 9-5 của mình và chúng tôi sử dụng "véc ni GE" cho mọi thứ. Cũng được gọi là véc ni IM7031. Thins với hỗn hợp ethanol / toluene, và có thể được nướng khô. Có xu hướng không bị nứt trong môi trường đông lạnh. Nó sẽ giữ khá tốt mà không có cách chữa, quá.

  3. Một lựa chọn khác, lâu dài hơn là Stycast, có nhiều hương vị khác nhau cho các tính chất nhiệt khác nhau. Nếu bạn muốn một tùy chọn LESS vĩnh viễn, mỡ Apiezon N hoặc H hoạt động tốt. Mỡ H dày hơn (có thể cần thiết nếu bạn có một mẫu lớn nặng ~ 1g thay vì ~ 10 mg). Cả hai đều trải qua quá trình chuyển đổi thủy tinh ở nhiệt độ thấp và giữ chặt trong khi cách ly điện và tiếp xúc nhiệt.

  4. Nếu bạn lo lắng về việc tiếp xúc điện không liên tục, giấy thuốc lá có thể được làm ướt bằng tất cả các "goos" mà tôi đã đề cập, và sẽ đảm bảo không có tiếp xúc ngẫu nhiên. Đặt một lớp giữa hai mẫu của bạn.

  5. Một tài liệu tham khảo mục đích chung tốt về các kỹ thuật đông lạnh là cuốn sách của Jack Ekin, Phương pháp thử nghiệm cho các phép đo nhiệt độ thấp.


1
Phần này của vấn đề của tôi đã chuyển sang người khác. Nhưng cảm ơn bạn đã tham khảo văn bản của Jack Ekin. Có vài cuốn sách nhiệt độ thấp tốt. GK Người da trắng "Các kỹ thuật thí nghiệm trong vật lý LT", tôi đã có mãi mãi (kể từ khi học lớp.) Tôi đã không nghĩ về giấy thuốc lá. Tôi đã làm cho nó hoạt động bằng cách đặt một số băng tanh dưới các đầu của mẫu, Epoxying, và sau đó gỡ bỏ băng ... chỉ một lớp epoxy mỏng (có lẽ) đã chiếm hết biến dạng nhiệt.
George Herold

1

Tôi nghĩ rằng có lẽ tôi đã thử sử dụng MasterBond EP21TCHT-1 cho những gì bạn đang tìm kiếm, Nó có hiệu suất tuyệt vời trên các vật liệu khó liên kết và cũng tuyệt vời ở nhiệt độ đông lạnh từ âm 450 độ F (4 độ K) lên đến + 400 độ F. Các bề mặt cần phải không tì vết, hoàn toàn không có dầu mỡ và hơi nhám để có độ bám tốt nhất.


1

Tôi đồng ý rằng bạn đang tìm kiếm một loại epoxy tương đối linh hoạt khi bảo dưỡng, đặc biệt là nếu tốc độ giãn nở nhiệt của epoxy và chất nền khác nhau.

Nếu bạn chưa làm như vậy, tôi khuyên bạn nên tìm kiếm epoxy "lấp đầy". Có một vài sản phẩm Loctite và Masterbond phù hợp với hóa đơn. Chúng thường chảy rất tốt trong quá trình ứng dụng, có độ ổn định cấu trúc tốt (không mở rộng / co lại), tồn tại ở nhiệt độ dòng hàn lại (~ 250C) và vẫn linh hoạt khi bảo dưỡng. Các đặc tính gây lạnh mà bạn đang tìm kiếm có thể khó thỏa mãn hơn.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.