1, Interlayer Müfrezesinin Fiziksel Mekanizması ve Malzeme Teşvikleri
Lamine yapıların başarısızlığı esasen ara katman arayüzlerinin mekanik özelliklerinin bozulmasıdır. Arayüzey kesme mukavemeti, malzemenin yapışkan mukavemetinden daha düşük olduğunda, ara katman delaminasyonu meydana gelir. Bu işlem çoklu - ölçek fiziksel mekanizmaları içerir:
Termal stres uyumsuzluğu: Farklı malzemeler arasındaki termal genleşme katsayısındaki (CTE) fark birincil nedendir. Örneğin, PCB üretiminde, FR-4 substratı (CTE ≈ 14-17 ppm/ derece) ve bakır folyo (CTE ≈ 17 ppm/ derece) arasındaki CTE farkı küçük olduğunda, ancak düşük kayıplı malzemeler (PTFE, CTE ≈ 100-200 ppm/ derece/ derece gibi), MPA'nın uzatma altında, arayüz altına girme, artış altına alındığında, arayüz oluşturulduğunda. Ulusal Nanoteknoloji Merkezi ekibi, Graphen/Moo ∝ van der Waals'ın çalışmasında bulunan, aralarda bulunan van der Waals kuvvetinin termal stres altında kaymaya eğilimli olan sadece 0.1-1 n/m olduğu.
Arayüz kimyasal arızası: Nem ve oksidanlar gibi çevresel faktörler arayüz kimyasal bağlarına zarar verebilir. Bir binanın dış duvar yalıtım sistemini örnek olarak alarak, polimer harç ve XPS kartı arasındaki bağlanma mukavemeti% 95 nem ortamında% 40 azalacak ve bu da sıva tabakasının soyulmasına neden olacaktır. Benzer şekilde, yarı iletken ambalajında, silikon nitrür/silikon oksit yığınındaki Si - O - Si bağı, 150 derecelik yüksek bir sıcaklıkta hidrolizden geçer, bu da metal difüzyon ve ara katman delaminasyonuna yol açar.
Süreç kusurlarının birikimi: lamine üretimdeki mikro kusurlar çatlak başlatma kaynakları haline gelebilir. Örneğin, PCB çok katmanlı levhaların laminasyon işlemi sırasında, önceden emprenye edilmiş (PP) reçine yeterince akmazsa,% 5'ten daha büyük bir gözenekliliğe sahip zayıf alanlar, tercihen mekanik titreşim veya termal şok altında çatlayacaktır. Nanjing Üniversitesi'nden bir ekip, elektron ışını litografisi sırasında MOS ₂/grafen yığınındaki kalıntı polimetil metakrilat (PMMA) 'da iki - boyutsal yarı iletken entegre cihazlar üzerine yapılan bir ekip, arayüzey enerjisini azaltarak peel mukavemetinde% 30 azalmaya neden oldu.
2, tipik endüstri vaka analizi
Durum 1: PCB yığın tasarımında sinyal bütünlüğü tuzağı
Yüksek - hız iletişim ekipmanı üreticisi, 12 katmanlı bir PCB tasarımını benimsedi, ancak üçlü simetri prensibini (bakır folyo kalınlığı, çekirdek kartı düzenlemesi ve dielektrik tabakanın ayna simetrisi) takip edemedi, bu da sinyal katmanı ve referans düzlemi arasında 0.3 mm'lik bir sapma ile sonuçlandı. Bu iki sonuca yol açtı: Birincisi, empedans kaybı kontrolü, tek uçlu sinyal yansıma katsayısının% 10'dan% 25'e yükselmesine neden oldu ve bu da kapalı göz diyagramlarına neden oldu; İkincisi, ara katman elektromanyetik birleştirme arttırılır ve yakın uç iniş (sonraki) -40 dB'den -30 dB'ye bozulur. Nihai ürün yetersiz sinyal bütünlüğü nedeniyle yeniden işlenir ve bu da on milyon yuan'ın üzerinde bir kayıpla sonuçlanır.
Durum 2: Dış duvar yalıtım sistemi müfreze kazası binası
2022'de bir konut projesi bir kaya yünü tahtası dış duvar yalıtım sistemini benimsedi. İnşaat partisi, maliyetleri azaltmak için sıradan genişleme ankraj cıvatalarını seçti ve ankraj derinliği sadece 25 mm idi (tasarım gereksinimi 40 mm). Typhoon havasında, negatif rüzgar basıncı 2.5 kPa'ya ulaştığında, ankraj cıvatası ve havalandırılmış beton taban arasındaki gerilme mukavemeti 0.1 MPa'dan azdır, bu da tüm yalıtım tabakasının ayrılmasına neden olur. İncelemeden sonra, yapıştırıcıdaki polimer içeriğinin sadece% 3 (standart gereksinim% 8'den büyük veya% 8'e eşit) olduğu ve alçı katmanı ile kaya yünü kartı arasındaki arayüzdeki kesme mukavemetinin 0.12 MPa spesifikasyon gereksiniminin çok altında olduğu bulunmuştur.
Durum 3: Yarıiletken istiflenmiş yapılarda metal difüzyon arızası
Belirli bir güç cihazı üreticisi, akım çöküşünü baskılamak için galyum nitrür (GAN) HEMT'lerinin üretiminde Aln/Sin ₓ yığılmış pasivasyon katmanlarını kullanır. Bununla birlikte, Sin ₓ tabakası birikiminin uygunsuz sıcaklık kontrolü nedeniyle (gerçek 450 derece ve tasarım 400 derece), ALN/SI arayüzünde 0.5 μ m genişliğe sahip mikro çatlaklar üretildi. 175 derecelik yüksek - sıcaklık ters sapma testinde, alüminyum atomlar çatlak boyunca GAN kanalına yayıldı ve 2V'ye kadar eşik voltajı kaymasına neden oldu ve cihaz verimi keskin bir şekilde% 95'ten% 60'a düştü.
3, katmanlar arası müfreze için önleme ve kontrol stratejileri
Malzeme seçimi ve arayüz optimizasyonu
Gradyan Malzeme Tasarımı: PCB'de, CTE gradyanını 100 ppm/ dereceden 20 ppm/ dereceden 20 ppm/ dereceye düşürmek için yüksek ve düşük CTE malzemeleri arasına bir gradyan geçiş tabakası (seramik dolu epoksi reçine gibi) yerleştirilebilir ve termal stresi önemli ölçüde azaltır.
Arayüz modifikasyonu teknolojisi: XPS yalıtım kartının plazma işlemi, yüzey temas açısını 90 dereceden 20 dereceye düşürebilir ve polimer harç ile bağlanma mukavemetini 0.15 MPa'ya yükseltebilir. Benzer şekilde, hidrojenasyon tedavisinin mos ₂/grafen laminatlarına sokulması, arayüzey enerjisini% 50 artırabilir ve 0.5 n/m'lik bir soyma mukavemeti elde edebilir.
Fonksiyonel Yapıştırıcı: Yüksek - sıcaklığa dayanıklı asfalt yapıştırıcı geliştirmek (nano Sio ₂ eklenmesi gibi) asfalt zona yumuşatma noktasını 80 derece artırabilir ve akışın neden olduğu katman ayrılmasını önleyebilir. Yarıiletken ambalajında, geleneksel epoksi reçine yerine benzoksazin reçine kullanmak, silikon nitrür/silikon oksit laminatlarının hidroliz oranını 150 derecede% 90 azaltabilir.
İşlem kontrolü ve kalite denetimi
Hassas Laminasyon Teknolojisi: PCB üretiminde, ara katman gözenekliliği şu adresten kontrol edilebilir<1% using a vacuum lamination machine, and combined with isostatic pressing treatment (pressure 20 MPa, temperature 180 ℃), the interlayer bonding strength can reach 15 MPa.
Çevrimiçi İzleme Sistemi: Lamine seramik çizim kalıp boşluklarının üretiminde, gerçek zamanlı olarak Al ₂ O3/TIC katmanları arasındaki bağlanma durumunu izlemek için ultrasonik olmayan - yıkıcı testler getirilir. Yansıtılan dalga genliği -30 dB'den büyük olduğu tespit edildiğinde, bir kusur alanı olarak değerlendirilir.
Hızlandırılmış Yaşam Testi: İstiflenmiş güneş pilleri üzerinde 85 derece /85 RH ıslak ısı yaşlanma testi yapın. Verimlilik bozulması%5'ten fazla olduğunda, işlem parametresi ayarı tetiklenir. Ulusal Nanoteknoloji Merkezi ekibi, bu deney yoluyla grafen/MOO3 yığınının arayüz direncinin 1000 saat sonra üç kat arttığını ve böylece van der Waals kuvvet kontrol sürecini optimize ettiğini buldu.
Tasarım özellikleri ve standart formülasyon
Simetri prensibi: PCB tasarımı, "bakır folyo simetrisi, dielektrik simetri ve güç/zemin simetrisi" nin üçlü simetri gereksinimlerini karşılamalıdır. Örneğin, "s - g {- s - s -}} p - g {{{}} s -} g -} s" yapısı (s: sinyal katmanları için 8.}} s}}} {{}} s} g {}} {{}} s} g -} s} g -} s "s: sinyal katmanları için 8. Sinyal katmanı için {}}} s} s} Yol% 40 ve karışıklık 25 dB azaltın.
Güvenlik faktörü tasarımı: Bina yalıtım sisteminde, ankraj cıvatalarının sayısı, metrekare başına 6'dan az cıvata olmayan JGJ 144-2019 standardına göre hesaplanmalı ve ankraj derinliği taban tabakasına 20 mm nüfuz etmelidir. Kaya yün tahtaları için, sistemin rüzgar basıncı direnci değerini 5 kPa'nın üzerine çıkarmak için ek mekanik bağlantı elemanlarının eklenmesi gerekir.
Güvenilirlik Doğrulaması: Yarı iletken cihazların JESD22-A110E standardına göre Yüksek Sıcaklık Ters Önyargı (HTRB) testini geçmesi gerekir. 1000 saatlik sürekli testten 150 dereceden ve nominal değerin% 80'inin önyargı voltajından sonra, ara katman sızıntısı akımı 1 μ A'dan az olmalıdır.
