1, fizički mehanizam i materijalni poticaji razdvajanja međusloja
Neuspjeh laminiranih struktura u osnovi je razgradnja mehaničkih svojstava međuslojnih sučelja. Kad je međufazna čvrstoća smicanja niža od kohezivne čvrstoće materijala, dolazi do delaminacije međusloja. Ovaj postupak uključuje multi - fizičke mehanizme skale:
Neusklađivanje toplinskog naprezanja: Razlika u koeficijentu toplinske ekspanzije (CTE) između različitih materijala je glavni uzrok. Na primjer, u proizvodnji PCB-a, razlika u CTE između supstrata FR-4 (CTE ≈ 14-17 ppm/ stupanj) i bakrene folije (CTE ≈ 17 ppm/ stupanj) je mala, ali kada se materijali s niskim gubicima (poput PTFE, CTE ≈ 100-200 ppm) unose, međusobno raskova. Tim Nacionalnog nanotehnološkog centra pronađen je u proučavanju heterostruktura grafena/moo ∝ van der Waals da je sila međuslojne van der Waals samo 0,1-1 n/m, što je sklono klizanju pod toplinskim stresom.
Sučelje kemijski kvar: Okolišni čimbenici poput vlage i oksidansa mogu oštetiti kemijske veze sučelja. Uzimajući vanjski sustav izolacije zida zgrade kao primjer, čvrstoća veza između polimernog maltera i XPS ploče smanjit će se za 40% u okruženju vlažnosti od 95%, što će rezultirati ljuštenjem sloja žbuke. Slično tome, u pakiranju poluvodiča, si - o - si veza u nitridu silicij nitrida/silicijevog oksida podliježe hidrolizi na visokoj temperaturi od 150 stupnjeva, što dovodi do difuzije metala i međusobnog delaminacije.
Akumulacija oštećenja procesa: mikro nedostaci u laminiranoj proizvodnji mogu postati izvori pokretanja pukotina. Na primjer, tijekom procesa laminiranja PCB višeslojnih ploča, ako se prethodno impregnirana (PP) smola ne teče dovoljno, oblikovat će se slaba područja s poroznošću većem od 5%, što će se preferirano puknuti pod mehaničkim vibracijama ili toplinskom šokom. Tim sa Sveučilišta Nanjing pronađen je u svom istraživanju na dva - dimenzionalnog poluvodiča integrirana uređaja da rezidualni polimetil metakrilat (PMMA) u snopu Mos ₂/grafena tijekom litografije elektrona snopa smanjuje interfacijalnu energiju, što rezultira smanjenjem oguljenog oguljenja.
2, tipična analiza slučaja industrije
Slučaj 1: Zamka integriteta signala u dizajnu PCB snopa
Visoki - proizvođač komunikacijske opreme za brzinu prihvatio je 12 slojeva PCB dizajn, ali nije uspio slijediti načelo trostruke simetrije (debljina bakrene folije, raspored jezgre jezgre i simetrija zrcala dielektričnog sloja), što je rezultiralo odstupanjem od 0,3 mm između signala i referentnog ravnina. To je dovelo do dvije posljedice: Prvo, kontrola gubitka impedancije uzrokovala je da se koeficijent refleksije signala s jednim završenim povećanjem s 10% na 25%, što je rezultiralo zatvorenim dijagramima oka; Drugo, poboljšano je elektromagnetsko spajanje međuslojne, a bliski krajnji krug (sljedeći) pogoršava se od -40 dB do -30 dB. Konačni proizvod prerađuje se zbog neadekvatnog integriteta signala, što je rezultiralo gubitkom od preko deset milijuna juana.
SLUČAJ 2: Izgradnja vanjskog sustava izolacije na zidu
2022. godine, stambeni projekt prihvatio je vanjski sustav izolacije zida od ploče s vunom. Građevinska stranka odabrala je uobičajene vijke za sidrište za smanjenje troškova, a dubina sidrenja bila je samo 25 mm (zahtjev za dizajn 40 mm). U vremenu tajfuna, kada negativni tlak vjetra doseže 2,5 kPa, vlačna čvrstoća između sidrenog vijaka i baze od gaziranog betona manja je od 0,1 MPa, što je rezultiralo odvajanjem cijelog izolacijskog sloja. Nakon inspekcije, utvrđeno je da je sadržaj polimera u ljepilu bio samo 3% (standardni zahtjev veći od ili jednak 8%), a čvrstoća smicanja na sučelju između žbuke i ploče s vunom stijene bila je samo 0,05 MPa, daleko ispod zahtjeva za specifikacijom od 0,12 MPa.
SLUČAJ 3: Neuspjeh difuzije metala u strukturama naslonjenih poluvodičima
Određeni proizvođač uređaja za napajanje koristi slojeve pasivizacije ALN/SIN ₓ u proizvodnji HEMT -a galija nitrida (GAN) za suzbijanje kolapsa struje. Međutim, zbog nepravilne kontrole temperature taloženja sloja ₓ ₓ (stvarni 450 stupnjeva u odnosu na dizajn 400 stupnjeva), na sučelju ALN/SI generirani su mikropukotine širine 0,5 µm. U visokoj stupnju visoke - test obrnute pristranosti temperature, aluminijski atomi difunduli su se duž pukotine do GaN kanala, uzrokujući prag napona do 2V, a prinos uređaja naglo je pao s 95% na 60%.
3, Strategije prevencije i kontrole za odvajanje međusloja
Odabir materijala i optimizacija sučelja
Dizajn gradijenskog materijala: U PCB -u se može umetnuti prijelazni sloj gradijenta (poput keramičke epoksidne smole) između visokog i niskog CTE materijala kako bi se smanjio gradijent CTE sa 100 ppm/ stupanj na 20 ppm/ stupanj, značajno smanjujući toplinski stres.
Tehnologija modifikacije sučelja: U plazmi tretmana XPS izolacijske ploče može smanjiti svoj površinski kontaktni kut s 90 stupnjeva na 20 stupnjeva i povećati čvrstoću vezanja s polimernim minobacačem na 0,15 MPa. Slično tome, uvođenje liječenja hidrogeniranom u MOS ₂/grafenski laminate može povećati interfacijalnu energiju za 50% i postići čvrstoću oguljenja od 0,5 n/m.
Funkcionalno ljepilo: Razvijanje visokih - Asfalt Asfalt Asfalt Asphalt (poput dodavanja Nano SiO ₂) može povećati točku omekšavanja asfaltnih šindra za 20 stupnjeva na 80 stupnjeva, izbjegavajući razdvajanje sloja uzrokovanog protokom. U poluvodičkoj ambalaži, upotreba benzoksazinske smole umjesto tradicionalne epoksidne smole može smanjiti brzinu hidrolize laminata silicij -nitrida/silicijevog oksida za 90% na 150 stupnjeva.
Kontrola procesa i pregled kvalitete
Precizna tehnologija laminacije: U proizvodnji PCB -a, poroznost međusloja može se kontrolirati na<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.
Sustav internetskog praćenja: U proizvodnji laminiranih keramičkih crtežnih praznina, ultrazvučno non - Uvedeno je destruktivno testiranje za nadgledanje statusa vezivanja između slojeva Al ₂ O3/Tic u stvarnom vremenu. Kada se otkriva da je reflektirana amplituda vala veća od -30 dB, ocjenjuje se kao područje oštećenja.
Ubrzani životni test: Provedite 85 stupnjeva /85% Rh test vlažnog toplinskog starenja na složenim solarnim ćelijama. Kada je propadanje učinkovitosti veći od 5%, pokreće se podešavanje parametara procesa. Tim Nacionalnog nanotehnološkog centra otkrio je kroz ovaj eksperiment da se otpor sučelja grafen/moO3 snopa povećao trostruko nakon 1000 sati, te je tako optimizirao postupak kontrole sile Van der Waals.
Specifikacije dizajna i standardna formulacija
Princip simetrije: PCB dizajn mora udovoljiti zahtjevima trostruke simetrije "simetrije bakrene folije, dielektrične simetrije i simetrije snage/zemlje". Na primjer, preporučuje se koristiti "s - g - p - s - s - p - g {{7} s" Power Layer, G: Singal, p: signal: signal, p: SURGH Put za 40% i smanjite presjek za 25 dB.
Dizajn sigurnosnog faktora: U sustavu izolacije zgrade, broj sidrenih vijaka treba izračunati prema standardu JGJ 144-2019, s ne manje od 6 vijaka po kvadratnom metru, a dubina sidrenja trebala bi prodrijeti u osnovni sloj za 20 mm. Za ploče s kamenom vunom potrebno je dodati dodatne mehaničke pričvršćivače kako bi se povećala vrijednost otpornosti na tlak vjetra na iznad 5 kPa.
Provjera pouzdanosti: Poluvodički uređaji moraju proći test s visokom temperaturom obrnute pristranosti (HTRB) prema standardu JESD22-A110E. Nakon 1000 sati kontinuiranog ispitivanja na 150 stupnjeva i napona pristranosti od 80% nazivne vrijednosti, struja propuštanja međusloja trebala bi biti manja od 1 μ A.
