पीसीबी के लिए संबंध अर्धचालक


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मैं सेमीकंडक्टर सैंपल (Si और Ge) एरिया ~ 1-2cm ^ 2 टू फाइबर ग्लास प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) को बॉन्ड करने की कोशिश कर रहा हूं। हम अन्य चीजों के लिए वेस्ट सिस्टम मरीन एपॉक्सी का इस्तेमाल करते हैं। 105 राल 209 हार्डनर (लंबे समय तक इलाज का समय)। (मानक अनुपात में मिश्रित)

मैं विद्युत अलगाव के लिए एक नियंत्रित मोटाई चाहता था। इसलिए मैंने इपॉक्सी में कुछ फिलर्स जोड़ने की कोशिश की। ग्लास मनकों (9.8 मील .. थोड़े मोटे आईएमओ, सतह पर छिड़का हुआ।) एलुमिना ऑक्साइड, 240 ग्रिट। (~ 1 भाग Al2O3 से 2 भाग epoxy, वजन के द्वारा।) सभी नमूने (लेकिन एक जीई) सी वेफर के एक पुराने टुकड़े से थे। नमूने और पीसीबी एसीटोन में साफ किए गए थे, और कपास इत्तला दे दी applicator के साथ। एपॉक्सी मिश्रित। लागू किया और नमूने जगह में धकेल दिया।

और 24 घंटे तक इलाज की अनुमति दी।

उन्होंने तब तरल नाइट्रोजन (LN2) में डुबो दिया। कमरे की हवा में कुछ गर्म होने के बाद, Al2O3 भराव से चिपके नमूने गिर गए।

अधिक काल के बाद कच्चे एपॉक्सी और मोतियों के साथ रखे गए नमूने गिर गए। कुछ और यातनाएँ जिनमें हीट गन के साथ तेज़ी से वार्मिंग भी शामिल है। और मैं सब कुछ खो दिया, लेकिन जीई नमूना।

अंतिम दुरुपयोग के रूप में जीई नमूना LN2 से लिया गया था और कई बार एक कप गर्म पानी में रखा गया था। यह संलग्न रहा।

सी इंटरफेस में सभी बॉन्ड विफल रहे, और एपॉक्सी पीसीबी से जुड़ा रहा (कांच के मोतियों को छोड़कर, जो हर जगह विफल रहा।)

तो क्या गलत हुआ?

मेरा पहला विचार थर्मल विस्तार के गुणांक के बारे में था (CTE) यहाँ कुछ मूल्यों का लिंक दिया गया है , Si बहुत कम है।
पीसीबी ~ 12-14 पीपीएम है।

मैंने तब सफाई के बारे में सोचा। पुराने Si नमूनों में सभी प्रकार के हाथ ग्रीस हो सकते हैं।

अंतिम अंतर यह है कि सी के नमूने दोनों तरफ से पॉलिश किए गए हैं, जबकि जीई केवल शीर्ष पर था ... नीचे का हिस्सा खुरदरा था।

वाह, यह एक लंबा सवाल था, (क्षमा करें)
मैंने उन सवालों की कोशिश करने और जवाब देने के लिए आज नमूनों का एक नया बैच बनाया। वे सप्ताहांत में ठीक हो जाएंगे।

मुझे भी आश्चर्य है कि क्या मुझे एक अलग एपॉक्सी की आवश्यकता है? पश्चिम 105 कुछ हद तक सुखदायक है।
मुझे नहीं पता कि यह अच्छी या बुरी बात है।


मुझे सतह बोर्डों के संबंध के बारे में ज्यादा जानकारी नहीं है, लेकिन अगर इसे सही तरीके से मिलाया जाए तो पश्चिम 105 को टिकाऊ नहीं रहना चाहिए। क्या यह संभव है कि एक समस्या आपके पैमाइश या मिश्रण प्रणाली के साथ है? यह महत्वपूर्ण है कि घटकों को सही अनुपात में मिलाया जाए। प्रत्येक घटक का कितना उपयोग किया जाता है, यह मापने के लिए मैंने अतीत में एक संवेदनशील पैमाने का उपयोग किया है।
एथन ४48

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@ Ethan48, माफ करना, मुझे लगता है कि बहुतायत एक शब्द भी मजबूत है। यह एपॉक्सी अतीत में मेरे द्वारा उपयोग किए गए अन्य की तुलना में थोड़ा नरम लगता है। मैंने घटकों के वजन के लिए एक अच्छे पैमाने (0.01 ग्राम रिज़ॉल्यूशन) का उपयोग किया।
जॉर्ज हेरोल्ड

विशेष रूप से "डाई अटैच" एपॉक्सी के रूप में बेची जाने वाली एपॉक्सी हैं। कुछ प्रवाहकीय हैं लेकिन कुछ नहीं हैं। दूसरी ओर, मुझे नहीं पता कि एक बार भराव जोड़ने के बाद वे कितने मजबूत होंगे। एबेल्स्टिक, एपोटेक और मास्टरबॉन्ड ऐसे नाम हैं जो इन उत्पादों के लिए दिमाग में आते हैं।
फोटॉन

@ ThePhoton, मैंने आज मास्टरबॉन्ड को एक ईमेल भेजा है। (वे ~ 100 अलग अलग epoxies, थोड़ा डराना होगा।) मैं एक साफ सी वफ़र के साथ सभ्य भाग्य था। वफ़र का पॉलिश पक्ष सब कुछ से चिपका हुआ है, अलोकित पक्ष एल्यूमीनियम स्लैब से गिर गया। मुझे नियंत्रित मोटाई बनाने का कोई सौभाग्य नहीं था। (जीई को छोड़कर) मैंने नमूना के प्रत्येक छोर पर केप्टन टेप के दो टुकड़े (2 मील) को बीच में इपॉक्सी के साथ रखा। नमूने सही टेप / epoxy लाइन में फटा। मैं epoxy के रूप में एक ही सीटीई के साथ टेप की जरूरत है ... या वीजा वर्सा।
जॉर्ज हेरोल्ड

क्या आपको वास्तव में विद्युत अलगाव प्रदान करने के लिए एपॉक्सी की आवश्यकता है? क्योंकि अधिकांश डाई अटैच एपॉक्सी बहुत पतली बॉन्ड लाइन के साथ उपयोग के लिए अभिप्रेत होंगे। क्या आप पीसीबी को संशोधित कर सकते हैं ताकि चिप जिस पैड पर टिकी हुई है वह विद्युत रूप से किसी चीज से जुड़ा न हो? आप पीसीबी और चिप के बीच एक एल्यूमिना (या अन्य इन्सुलेट सामग्री) स्पेसर जोड़ सकते हैं?
फोटॉन

जवाबों:


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कुछ चीजें, उम्मीद के मुताबिक मददगार:

  1. विभेदक थर्मल संकुचन निश्चित रूप से आपका दुश्मन है। अधिकांश इंजीनियरिंग सामग्रियों के लिए, थर्मल संकुचन का विशाल हिस्सा 300 और 77 K के बीच होता है, आप जिस दो तापमान पर काम कर रहे हैं। आपका पीसीबी निश्चित रूप से इससे जुड़ी चीज़ों की तुलना में बहुत अधिक सिकुड़ रहा है और आपके एपॉक्सी को क्रैक कर रहा है (क्रायोजेनिक वातावरण में क्रैकिंग के लिए सामान्य राल एपॉक्सीज़ कुख्यात हैं)।

  2. मैं अपने 9-5 के लिए क्रायोजेनिक्स के साथ काम करता हूं और हम सब कुछ के बारे में "जीई वार्निश" का उपयोग करते हैं। जिसे IM7031 वार्निश भी कहा जाता है। इथेनॉल / टोल्यूनि मिश्रण के साथ थिन, और सूखी बेक किया जा सकता है। क्रायोजेनिक वातावरण में दरार नहीं करता है। यह भी एक इलाज के बिना बहुत अच्छी तरह से पकड़ जाएगा।

  3. एक और, अधिक स्थायी विकल्प स्टीकैस्ट है, जो विभिन्न तापीय गुणों के लिए अलग-अलग स्वादों में आता है। यदि आप कम स्थायी विकल्प चाहते हैं, तो Apiezon N या H ग्रीस अच्छी तरह से काम करता है। एच ग्रीस अधिक मोटा होता है (हो सकता है कि यदि आपके पास एक बड़ा नमूना है जो ~ 10 मिलीग्राम के बजाय ~ 1 जी का वजन करता है) तो आवश्यक है। दोनों कम तापमान पर एक ग्लास संक्रमण से गुजरते हैं और विद्युत अलगाव और थर्मल संपर्क देते समय कसकर पकड़ते हैं।

  4. यदि आप आंतरायिक विद्युत संपर्क के बारे में चिंतित हैं, तो सिगरेट पेपर को मेरे द्वारा बताए गए सभी "गूज़" के बारे में गीला किया जा सकता है, और यह सुनिश्चित करेगा कि कोई आकस्मिक संपर्क नहीं है। अपने दो नमूनों के बीच एक परत लगाएं।

  5. क्रायोजेनिक तकनीकों पर एक अच्छा सामान्य उद्देश्य संदर्भ जैक इकिन की पुस्तक है, कम तापमान माप के लिए प्रायोगिक तरीके।


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मेरी समस्या का यह हिस्सा किसी और के पास चला गया है। लेकिन जैक इकिन के पाठ के संदर्भ के लिए धन्यवाद। कम तापमान वाली कुछ अच्छी किताबें हैं। जीके व्हाइट्स "एलटी भौतिकी में प्रायोगिक तकनीक", मैंने हमेशा (अच्छी तरह से ग्रेड स्कूल के बाद से) किया है। मैंने सिगरेट के पेपर के बारे में नहीं सोचा था। मैं इसे नमूना के सिरों के नीचे कुछ टेफ्लॉन टेप लगाकर काम करने के लिए मिला, एपोक्सिंग, और फिर टेप को हटा दिया ... केवल एपॉक्सी की एक पतली परत जो (संभवतः) ने सभी थर्मल तनाव को ले लिया।
जॉर्ज हेरोल्ड

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मुझे लगता है कि मैं शायद मास्टरबंड EP21TCHT-1 का उपयोग करने की कोशिश करूँगा, जो आपकी तलाश में है, इसमें बॉन्ड सामग्री के लिए कठिन पर उत्कृष्ट प्रदर्शन है और यह शून्य से 450 डिग्री फ़ारेनहाइट (4 डिग्री K) + तक क्रायोजेनिक तापमान पर उत्कृष्ट है। 400 डिग्री एफ। सतहों को बेदाग होने की जरूरत है, हालांकि सबसे अच्छा आसंजन के लिए बिल्कुल चिकना और थोड़ा मोटा है।


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मैं सहमत हूँ कि आप एक एपॉक्सी की तलाश कर रहे हैं जो इलाज करने पर अपेक्षाकृत लचीला रहता है, खासकर अगर एपॉक्सी और सब्सट्रेट की थर्मल विस्तार दर अलग-अलग हैं।

यदि आपने पहले से ऐसा नहीं किया है, तो मैं "अंडरफिल" एपॉक्सी के लिए खोज करने की सलाह दूंगा। कुछ Loctite और Masterbond उत्पाद हैं जो बिल को फिट करते हैं। वे आम तौर पर आवेदन के दौरान बहुत अच्छी तरह से प्रवाह करते हैं, अच्छी संरचनात्मक स्थिरता (विस्तार / अनुबंध नहीं करते हैं), सोल्डर री-फ्लो तापमान (~ 250C) से बचते हैं, और इलाज करने पर लचीले रहते हैं। आप जिन क्रायोजेनिक गुणों की तलाश कर रहे हैं, उन्हें संतुष्ट करना कठिन हो सकता है।

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