1, mechanizm fizyczny i materialne zachęty do odłączania międzywarstwowych
Niepowodzenie struktur laminowanych jest zasadniczo degradacją właściwości mechanicznych interfejsów międzywarstwowych. Gdy wytrzymałość na ścinanie międzyfazowe jest niższa niż spójna wytrzymałość materiału, następuje rozwarstwienie międzywarstwowe. Ten proces obejmuje mechanizmy fizyczne Scale Multi -:
Niedopasowanie stresu termicznego: Główną przyczyną jest różnica współczynnika rozszerzalności cieplnej (CTE) między różnymi materiałami. Na przykład w produkcji PCB różnica w CTE między substratem FR-4 (CTE ≈ 14-17 ppm/ stopień) a folią miedzi (CTE ≈ 17 ppm/ stopień) jest niewielka, ale gdy materiały o niskiej utraty (takie jak PTFE, CTE ≈ 100-200 ppm/ stopień) wprowadzono, stres między tyłek w stosunku do cyklizacji temperatury może osiągnąć ten MPA, staże między interfejsami. Krajowy zespół Nanotechnology Center znaleziono w badaniu heterostruktur grafenu/moo ∝ van der Waals, że siła międzywarstwowa van der Waals ma tylko 0,1-1 N/M, która jest podatna na poślizg pod naprężeniem termicznym.
Interfejs Awaria chemiczna: Czynniki środowiskowe, takie jak wilgotność i utleniacze, mogą uszkodzić wiązania chemiczne interfejsu. Przykładając zewnętrzny system izolacji ściany budynku, wytrzymałość wiązania między moździerzem polimerowym a płytą XPS spadnie o 40% w środowisku wilgotności 95%, co spowoduje obieranie warstwy gipsowej. Podobnie, w opakowaniu półprzewodnikowym SI - O - wiązanie Si w stosie azotku krzemowego/tlenku krzemu ulega hydrolizy w wysokiej temperaturze 150 stopni, co prowadzi do dyfuzji metalu i rozkładania się w przepaść.
Akumulacja wad procesowych: Mikro wady w produkcji laminowanej mogą stać się źródłem inicjacji pęknięć. Na przykład, podczas laminowania płyt wielowarstwowych PCB, jeśli utworzona jest wstępnie zaprzestała żywicy (PP), powstają słabe obszary o porowatości większej niż 5%, które preferencyjnie pękną przy wibracji mechanicznej lub szoku termicznym. Zespół z Nanjing University znaleziono w swoich badaniach nad dwoma - wymiarowymi zintegrowanymi półprzewodnikami, które resztkowy polimetyl metakrylan (PMMA) w stosie MOS ₂/grafen podczas litografii wiązki elektronowej zmniejsza energię międzyfazową, co powoduje 30% spadek siły walu.
2, typowa analiza przypadków branżowych
Przypadek 1: Pułapka integralności sygnału w projekcie stosu PCB
Producent sprzętu do komunikacji prędkości wysokiej - przyjął konstrukcję 12 -warstwową płytkę drukowaną, ale nie podążył za zasadą potrójnej symetrii (grubość folii miedziowej, układ płyty rdzeniowej i symetria lustrzana warstwy dielektrycznej), co powoduje odchylenie 0,3 mm między warstwą sygnałową i płaszczyzną odniesienia, znacznie przekraczającą tolerancję projektową. Doprowadziło to do dwóch konsekwencji: po pierwsze, kontrola utraty impedancji spowodowała wzroście pojedynczego zakończenia sygnału z 10% do 25%, co powoduje zamknięte diagramy oczu; Po drugie, sprzężenie elektromagnetyczne międzywarstwowe jest wzmocnione, a przesłuch w bliskim końcu (następny) pogarsza się od -40 dB do -30 dB. Produkt końcowy jest przerobiony z powodu nieodpowiedniej integralności sygnału, co powoduje utratę ponad dziesięciu milionów juanów.
Przypadek 2: Budowanie zewnętrznego systemu izolacji ściany
W 2022 r. Projekt mieszkaniowy przyjął skalną wełnianą deskę z zewnątrz izolacją ściany. Partia budowlana wybrała zwykłe śruby kotwiczne rozszerzeń w celu zmniejszenia kosztów, a głębokość zakotwiczenia wynosiła tylko 25 mm (wymaganie projektowe 40 mm). W pogodzie tajfunu, gdy ujemne ciśnienie wiatru osiąga 2,5 kPa, wytrzymałość na rozciąganie między śrubą kotwiczącą a napowietrzoną podstawą betonu jest mniejsza niż 0,1 MPa, co powoduje oderwanie całej warstwy izolacyjnej. Po kontroli stwierdzono, że zawartość polimeru w kleju wynosiła tylko 3% (standardowe wymaganie większe lub równe 8%), a wytrzymałość na ścinanie na interfejsie między warstwą tynkową a płytą wełny skalnej wynosiła tylko 0,05 MPa, znacznie poniżej wymagania specyfikacji 0,12 MPa.
Przypadek 3: Awaria dyfuzji metalu w strukturach układanych półprzewodników
Pewny producent urządzeń energetycznych używa warstw pasywacji ALN/SIN ₓ w produkcji azotku galu (GAN), aby tłumić prąd. Jednak z powodu niewłaściwej kontroli temperatury osadzania warstwy SIN (rzeczywisty 450 stopni vs. projektu 400 stopni), na interfejsie ALN/SI wygenerowano mikrokredyty o szerokości 0,5 μm. W testu o wysokości temperatury o wysokości 175 stopni - atomy aluminiowe rozproszyły się wzdłuż pęknięcia do kanału GAN, powodując progowy dryf napięcia do 2 V, a wydajność urządzenia gwałtownie spadła z 95% do 60%.
3, Strategie zapobiegania i kontroli odłączania międzywarstwowych
Wybór materiałów i optymalizacja interfejsu
Projekt materiału gradientu: W PCB warstwa przejściowa gradientu (taka jak ceramiczna żywica epoksydowa wypełniona epoksydą) można wstawić między materiałami o wysokim i niskim CTE, aby zmniejszyć gradient CTE z 100 ppm/ stopień do 20 ppm/ stopień, co znacznie zmniejsza naprężenie termiczne.
Technologia modyfikacji interfejsu: Obróbka plazmy na płycie izolacyjnej XPS może zmniejszyć kąt kontaktu powierzchniowego z 90 stopni do 20 stopni i zwiększyć siłę wiązania z moździerzem polimerowym do 0,15 MPa. Podobnie, wprowadzenie obróbki uwodornienia do laminatów MOS ₂/grafenu może zwiększyć energię międzyfazową o 50% i osiągnąć wytrzymałość skórki 0,5 N/M.
Funkcjonalny klej: rozwijanie wysokiego - odpornego na temperaturę klej asfaltowy (takie jak dodanie nano SiO ₂) może zwiększyć punkt zmiękczenia półpasek asfaltowych o 20 stopni na 80 stopni, unikając separacji warstw spowodowanych przepływem. W opakowaniu półprzewodnikowym stosowanie żywicy benzoksazyny zamiast tradycyjnej żywicy epoksydowej może zmniejszyć szybkość hydrolizy azotku krzemowego/laminatów tlenku krzemu o 90% przy 150 stopniach.
Kontrola procesu i kontrola jakości
Technologia precyzyjnego laminowania: W produkcji PCB porowatość międzywarstwowa może być kontrolowana<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.
System monitorowania online: W produkcji laminowanego ceramicznego rysowania dieli diełki ultradźwiękowe nie - wprowadzono testowanie destrukcyjne w celu monitorowania statusu wiązania między warstwami Al ₂ O3/TIC w czasie rzeczywistym. Gdy wykryta jest odbita amplituda fali jako większa niż -30 dB, jest ona oceniana jako obszar wad.
Przyspieszony test życia: Przeprowadź 85 stopni /85% test starzenia ciepła RH na stosach słonecznych. Gdy rozpad wydajności jest większy niż 5%, uruchamiana jest regulacja parametrów procesu. Zespół Nationotechnology Center stwierdził w tym eksperymencie, że oporność interfejsu stosu grafenu/MoO3 wzrosła trzyfund po 1000 godzin, a tym samym zoptymalizowała proces kontroli siły Van der Waalsa.
Specyfikacje projektowe i standardowe sformułowanie
Symetria Zasada: Projekt PCB musi spełniać potrójne wymagania symetrii „Symetrii Folii Miedzianej, symetrii dielektrycznej i symetrii mocy/gruntu”. Na przykład zaleca się użycie „s - g - p - s - s - p - g - s" Struktura (S: Sygnał warstwy, g: warstwa gruntowa, P: Warstwa elektryczna) dla 8-layer, która może skrócić Signal Past. 40% i zmniejsz przesłuch o 25 dB.
Projektowanie współczynnika bezpieczeństwa: W systemie izolacji budynku liczba śrub kotwicznych należy obliczyć zgodnie ze standardem JGJ 144-2019, z nie mniej niż 6 śrubami na metr kwadratowy, a głębokość zakotwiczenia powinna przenikać do warstwy podstawowej o 20 mm. W przypadku desek wełny skalnej należy dodać dodatkowe mechaniczne elementy mocujące, aby zwiększyć wartość odporności na ciśnienie wiatru układu do powyżej 5 kPa.
Weryfikacja niezawodności: Urządzenia półprzewodników muszą przejść test odwrotnego odchylenia o wysokiej temperaturze (HTRB) zgodnie ze standardem JESD22-A110E. Po 1000 godzinach ciągłego testowania przy 150 stopni i napięciu stronniczości 80% wartości znamionowej, prąd przecieku międzywarstwowego powinien być mniejszy niż 1 μ A.
