ہمارے حرارتی طور پر موصل سلیکون کے لیے ایلومینا پاؤڈر کا مختصر جائزہ

حرارتی طور پر موصل سلیکون میں استعمال ہونے والے ایلومینا پاؤڈر کی فنی ضروریات بنیادی طور پر مندرجہ ذیل پہلوؤں پر مشتمل ہیں:

کیمیائی ساخت:

ایلومینا کی خالصی: عام طور پر ایلومینا کی مقدار کم از کم ۹۹٫۰ فیصد ہونی چاہیے۔ اعلیٰ درجے کے استعمال کے لیے مزید اعلیٰ خالصی کی ضرورت ہو سکتی ہے، جو ۹۹٫۵ فیصد یا اس سے زیادہ ہو سکتی ہے۔

ناپاکی کی مقدار: سلیکون ڈائی آکسائیڈ، فیرک آکسائیڈ اور سوڈیم آکسائیڈ جیسی ناپاکیوں پر سختی سے کنٹرول کرنا ضروری ہے۔ مثال کے طور پر، ان کی مقدار 0.10% سے زیادہ نہیں ہونی چاہیے، 0.03% سے زیادہ نہیں ہونی چاہیے، اور 0.05% سے کم رہنی چاہیے۔ ان میں سے، سلیکون ڈائی آکسائیڈ ایک اہم نقصان دہ ناپاکی ہے، کیونکہ یہ سلیکون کی بجلی کی کارکردگی کو منفی طور پر متاثر کر سکتی ہے۔

نمی کی مقدار: نمی کی مقدار عام طور پر 0.10% یا اس سے کم رکھی جاتی ہے تاکہ سلیکون کی تیاری اور استعمال کے دوران منفی اثرات کو روکا جا سکے۔

طبیعی پیرامیٹرز:

ذرات کا سائز: اوسط ذرات کا سائز مناسب حد تک کنٹرول کیا جانا چاہیے، جو عام طور پر 0.1 سے 100 مائیکرو میٹر کے درمیان ہوتا ہے، جو خاص درخواست کی ضروریات پر منحصر ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، کچھ حرارتی طور پر موصل سلیکون میں استعمال ہونے والے ایلومینا پاؤڈر کا اوسط ذرات کا سائز 5 سے 10 مائیکرو میٹر تک ہوتا ہے۔ دوسرے معاملات میں، عام طور پر تقریباً 100 نینو میٹر کے سائز کا نینو سکیل ایلومینا پاؤڈر استعمال کیا جاتا ہے۔

کرسٹل سٹرکچر:

α-مرحلہ الومینا کی شش ضلعی بلوری ساخت ہوتی ہے، جو مختلف الومینا کے مراحل میں سب سے زیادہ متراکم ہوتی ہے، اور جس میں بہترین برقی عزل اور اعلیٰ حرارتی موصلیت کی خصوصیات ہوتی ہیں۔ اس لیے، حرارتی طور پر موصل سلیکون کے لیے الومینا کے پاؤڈر میں عام طور پر α-مرحلہ کی کم از کم ۹۵٫۰ فیصد مواد کی ضرورت ہوتی ہے۔

شکل و صورت: الومینا کی بلوری شکلیں عام طور پر کیڑے جیسی (کیڑے کی طرح لمبی)، پتلی تھلی اور کروی شکلیں شامل ہوتی ہیں۔ فی الحال، اعلیٰ حرارتی موصلیت والے عازل مواد کو بھرنے کے لیے کروی شکل کی الومینا کو ترجیح دی جاتی ہے۔ اس کی سطحی توانائی کم ہونے کی وجہ سے، کروی ذرات میٹرکس کے اندر یکساں طور پر تقسیم ہوتے ہیں، زیادہ مقدار میں استعمال کی جا سکتی ہے، نظام کی چپکنے کی صلاحیت کم ہوتی ہے، اور سلیکون کی لچک بڑھ جاتی ہے۔

تیل جذب کی قدر: تیل جذب کی قدر الومینا کے پاؤڈر اور سلیکون میٹرکس کے درمیان ملاوٹ کی سازگاری کو متاثر کرتی ہے۔ یہ قدر مختلف درجے کے مصنوعات میں مختلف ہوتی ہے، لیکن عموماً ۱۲ سے ۲۶ گرام فی ۱۰۰ گرام کے درمیان ہونی چاہیے۔

سطحی خصوصیات:

سطح کی ترمیم: غیرترمیم شدہ الومینا اپنے سطحی قطبیت کی زیادہ طاقت کی وجہ سے پالیمر میٹرکس کے اندر یکسان طور پر پھیلنے میں ناکام رہتا ہے۔ اس کی زیادہ مقدار کے استعمال سے سلیکون ربر کی وسکوسٹی میں اضافہ ہو سکتا ہے اور اس کے مکانی خصوصیات متاثر ہو سکتی ہیں۔ اس لیے عام طور پر الومینا پاؤڈر کی سطح کی ترمیم ضروری ہوتی ہے۔ سائلین جوڑنے والے عوامل سب سے زیادہ استعمال ہونے والے ترمیمی ایجنٹس ہیں۔ اس علاج سے الومینا کی سطحی قطبیت کم ہو جاتی ہے اور اس کی سلیکون میٹرکس کے اندر مطابقت اور پھیلنے کی صلاحیت بہتر ہو جاتی ہے، جس سے سلیکون مصنوعات کی حرارتی موصلیت اور مکانی کارکردگی دونوں میں بہتری آتی ہے۔

ذرات کے سائز کا کارکردگی پر اثر

ذرات کا سائز حرارتی طور پر موصل سلیکون کی حرارتی، مکانی اور عملدرآمد کی خصوصیات کو متاثر کرنے والے اہم عوامل میں سے ایک ہے۔ مختلف ذرات کے سائز کے درجے مختلف اثرات مرتب کرتے ہیں—ذرات کی مائیکرو اسکوپک پیکنگ ساخت سے لے کر ماکرو اسکوپک حتمی استعمال کی کارکردگی تک—جیسا کہ ذیل میں تفصیل سے بیان کیا گیا ہے:

حرارتی کارکردگی پر اثر

یہ سب سے اہم عامل ہے، جہاں بنیادی منطق یہ ہے کہ ذرات کا سائز حرارتی ترسیل کے راستوں کی تشکیل کی کارکردگی کو کس طرح طے کرتا ہے۔

بڑے سائز کا الومینا پاؤڈر (10–100 مائیکرو میٹر): بڑے ذرات کے درمیان رابطے کے نقاط کم ہوتے ہیں اور ان کے لیے انفرادی ترسیل کے راستے لمبے ہوتے ہیں۔ بھرنے کے بعد، حرارتی نیٹ ورک کی مسلسل طبعیت نسبتاً کمزور ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں حرارتی موصلیت میں محدود بہتری آتی ہے۔ تاہم، بڑے ذرات سلیکون میٹرکس کے اندر کے بڑے خالی مقامات کو قابو میں کرتے ہیں، جس سے چھوٹے ذرات کے بعد کے بھرنے کے لیے بنیادی ساخت قائم ہوتی ہے۔

درمیانے سائز کا الومینا پاؤڈر (1–10 مائیکرو میٹر): حرارتی موصل سلیکون کے لیے عام طور پر استعمال ہونے والے درمیانے سائز کے ذرات ایک متوازن سائز فراہم کرتے ہیں جو میٹرکس کے اندر نسبتاً مسلسل حرارتی زنجیریں تشکیل دیتے ہیں اور بڑے ذرات کے درمیان خالی جگہوں کو بھر دیتے ہیں۔ جب دوسرے سائز کے ذرات کے ساتھ مشترکہ طور پر استعمال کیا جاتا ہے تو یہ حرارتی راستوں کی کثافت کو نمایاں طور پر بڑھا دیتا ہے، جس سے بہترین حرارتی موصلیت حاصل ہوتی ہے۔

چھوٹا / نانو سکیل ایلومینا پاؤڈر (0.1–1 مائیکرو میٹر): نانو سکیل ذرات کا خاص سطحی رقبہ اور سطحی توانائی دونوں بہت زیادہ ہوتے ہیں، جس کی وجہ سے وہ گٹھن کا شکار ہونے کے زیادہ قابلِ امکان ہوتے ہیں۔ غیر موثر پھیلانے سے حرارتی 'جزیرے' بنتے ہیں جو حرارتی کارکردگی کو کم کر دیتے ہیں۔ تاہم، اگر انہیں مناسب طریقے سے پھیلا دیا جائے تو یہ انتہائی باریک ذرات درمیانے اور بڑے ذرات کے درمیان مائیکروسکوپک خالی جگہوں کو بھر دیتے ہیں، جس سے ایک گھنی حرارتی وابستگی تشکیل پاتی ہے جو کل حرارتی موصلیت کو کافی حد تک بڑھا دیتی ہے۔

پروسیسنگ کارکردگی پر اثر

پروسیسنگ کارکردگی بنیادی طور پر سلیکون کی چپچپاہٹ اور بہاؤ کی صلاحیت میں ظاہر ہوتی ہے، جو تیاری کے دوران مخلوط کرنے، ڈھالنے اور لیپنے جیسے عمل کو براہ راست متاثر کرتی ہے۔

بڑے ذرات کا سائز: بڑے ذرات کا مخصوص سطحی رقبہ چھوٹا ہوتا ہے اور سلیکون میٹرکس کے ساتھ ان کا رابطے کا رقبہ بھی کم ہوتا ہے، جس کی وجہ سے نظام کی وسکوسٹی کم ہوتی ہے اور سیالیت بہتر ہوتی ہے۔ اس سے زیادہ فِلر لوڈنگ حاصل کرنا آسان ہو جاتا ہے، جو بڑے رقبے پر درج کرنے کی ضرورت والے حرارتی طور پر موصل سلیکون پیڈز اور تھرمل پُٹیز کی تشکیل کے لیے مناسب ہوتا ہے۔

چھوٹے / نینو سکیل ذرات: ان کے اعلیٰ مخصوص سطحی رقبہ اور مضبوط سطحی قطبیت کی وجہ سے، چھوٹے/نینو سکیل ذرات سلیکون میٹرکس کے ساتھ مضبوط تعامل کرتے ہیں۔ اس کی وجہ سے نظام کی وسکوسٹی میں تیزی سے اضافہ ہوتا ہے اور سیالیت خراب ہو جاتی ہے، جس سے پروسیسنگ مشکل ہو جاتی ہے۔ عام طور پر وسکوسٹی کو کم کرنے اور پروسیسنگ کی صلاحیت بہتر بنانے کے لیے سطحی ترمیم (جیسے سلین کپلنگ ایجنٹ کے ذریعے علاج) کی ضرورت ہوتی ہے۔

مکینیکل خصوصیات پر اثر

حرارتی طور پر موصل سلیکون کی مکینیکل خصوصیات—جیسے کشیدگی کی طاقت، ٹوٹنے پر لمبائی میں اضافہ، اور سختی—الومینا پاؤڈر کے ذرات کے سائز سے گہری طرح وابستہ ہیں۔

بڑے ذرات کا سائز: بڑے ذرات سلیکون میٹرکس کے ساتھ کمزور انٹرفیشل بانڈنگ ظاہر کرتے ہیں اور تناؤ کے مرکزی نقاط کے طور پر کام کرنے کا رجحان رکھتے ہیں۔ اس کے نتیجے میں کشیدگی کی طاقت اور ٹوٹنے پر لمبائی دونوں میں کمی آتی ہے، جبکہ سختی میں اضافہ اور لچک میں کمی واقع ہوتی ہے۔

چھوٹے / نینو سکیل ذرات: جب یہ یکساں طور پر پھیلے ہوئے ہوں تو چھوٹے ذرات تناؤ کو برابر تقسیم کرنے میں مدد دیتے ہیں اور میٹرکس کے ساتھ مضبوط انٹرفیشل بانڈنگ تشکیل دیتے ہیں۔ اس سے سلیکون کی کشیدگی کی طاقت اور پھٹنے کی طاقت میں قابلِ ذکر اضافہ ہوتا ہے، جبکہ اچھی لچک برقرار رہتی ہے۔ اس کے برعکس، جمع شدہ نینو ذرات میکانی خصوصیات کے گراؤنڈنگ کو مزید بدتر کر دیتے ہیں۔

برقی عزل اور ظاہری شکل پر اثر

برقی عزل: الفا-مرحلہ الومینا کے پاس ا inherently بہترین عزلی خصوصیات ہوتی ہیں، لہٰذا ذرات کا سائز برقی عزل پر براہِ راست تھوڑا سا اثر ڈالتا ہے۔ تاہم، اگر نانو ذرات گٹھوں میں جمع ہو جائیں تو ان کے درمیان پیدا ہونے والے مائکرو خالی جگہیں حجمی مزاحمت کو تھوڑا سا کم کر سکتی ہیں۔ دوسری طرف، یکساں طور پر بھرے ہوئے بڑے ذرات زیادہ مستحکم عزلی کارکردگی فراہم کرتے ہیں۔

ظاہری شکل: چھوٹے ذرات کے ساتھ تیار کردہ حرارتی موصل سلیکون کی سطح باریک اور ہموار ہوتی ہے، جو بالغ درجہ کی درستی کے الیکٹرانک اجزاء کے پیکیجنگ کے لیے مثالی ہوتی ہے۔ اس کے برعکس، بڑے ذرات سطح کو کھردری اور چمک کم کر دیتے ہیں۔

عملی تیاری میں، الومینا کے پاؤڈر کا صرف ایک واحد ذرات کا سائز عام طور پر الگ سے استعمال نہیں کیا جاتا۔ بلکہ عام طور پر متعدد ماڈل سائز کا توزیع ("بڑا + درمیانہ + چھوٹا") اختیار کیا جاتا ہے۔ یہ طریقہ حرارتی موصلیت کو زیادہ سے زیادہ بناتا ہے جبکہ نظام کی چپکنے کی صلاحیت اور میکانی خصوصیات کو متوازن رکھتا ہے تاکہ مختلف درخواست کے مندرجہ ذیل منصوبوں کی ضروریات پوری ہو سکیں۔

ہمارے مخصوص المونیا کے پاؤڈرز کو آپ کی حرارتی انٹرفیس مواد کو بہتر بنانے میں کیسے استعمال کیا جا سکتا ہے، اس کے بارے میں معلوم کرنے کے لیے آج ہم سے رابطہ کریں۔ www.greatsunaopeng.com .