Приєднання напівпровідників до друкованої плати

Я намагаюся зв'язати напівпровідникові зразки (Si та Ge) площею ~ 1-2 см ^ 2 на друкованій платі зі склопластику (ПХБ). Ми використовуємо іншу епоксидну систему для західних систем. 105 смолистий отверджувач 209 (тривалий час затвердіння). Отож я і використовував. (змішаний у стандартному співвідношенні)

Я хотів контрольованої товщини для електричної ізоляції. Тому я також спробував додати в наповнювач кілька наповнювачів. Скляні намистини (9,8 млн .. вид товстого ІМО, посипані на поверхні.) Оксид оксиду алюмінію, 240 г. (~ 1 частина Al2O3 на 2 частини епоксидної маси, вагова.) Усі зразки (крім одного Ge) були зі старого шматка вафлі Si. Зразки та друковану плату очищали в ацетоні та очищали аплікатором з бавовняними наконечниками. Епоксидна змішана. наносять і зразки висувають на місце.

І давали лікуватися протягом 24 годин.

Вони там де занурилися в рідкий азот (LN2). Після кількох занурень, прогріваючись у приміщенні, зразки, склеєні наповнювачем Al2O3, відпали.

Після більшого занурення зразки, проведені з сирою епоксидою та намистинами, відпали. Ще кілька тортур, які також включали швидше зігрівання тепловим пістолетом. І я втратив усе, крім зразка Ge.

Як остаточне зловживання, зразок Ge відбирали з LN2 і кілька разів поміщали в чашку з теплою водою. Він залишився прив’язаним.

Усі зв'язки не вдалися на інтерфейсі Si, і епоксидний зв'язок залишився прикріпленим до друкованої плати (за винятком скляних кульок, які повсюдно вийшли з ладу)

Отже, що не так?

Перша моя думка була про коефіцієнти теплового розширення (CTE) Ось посилання на деякі значення , Si дуже низький.
ПХБ становить ~ 12-14 проміле.

Тоді я думав про прибирання. Старі зразки Si можуть мати всілякі мастила для рук.

Остаточна відмінність полягає в тому, що зразки Si відшліфовані з обох боків, тоді як Ge був лише зверху ... низ був шорстким.

Ух, це було довгим питанням (вибачте)
Я сьогодні склав нову партію зразків, щоб спробувати відповісти на ці питання. Вони вилікуються за вихідні.

Мені також цікаво, чи потрібен мені інший епоксид? Захід 105 залишається дещо податливим.
Я не знаю, чи це добре, чи погано.

Кілька речей, сподіваємось, корисні:

1. Диференціальне теплове скорочення майже напевно є вашим ворогом. Для більшості інженерних матеріалів переважна більшість теплових скорочень відбувається між 300 і 77 К, дві температури, в яких ви працюєте. Ваша друкована плата майже напевно скорочується набагато більше, ніж річ, що додається до неї, і тріщить ваші епоксидні речовини (звичайні епоксидні смоли не відомі для розтріскування в кріогенних середовищах).

2. Я працюю з кріогеніками для своїх 9-5, і ми використовуємо "GE лак" майже для всього. Також називається лаком IM7031. Розріджується сумішшю етанол / толуол і може бути випечена насухо. Як правило, не розтріскується в кріогенних середовищах. Він буде добре триматися і без лікування.

3. Ще один, більш постійний варіант - Stycast, який пропонує різні аромати для різних теплових властивостей. Якщо ви хочете менший постійний варіант, жир Apiezon N або H добре працює. H жир густіший (можливо, це потрібно, якщо у вас великий зразок, який важить ~ 1 г, а не ~ 10 мг). Обидва проходять скляний перехід при низькій температурі і міцно тримаються, забезпечуючи електричну ізоляцію та тепловий контакт.

4. Якщо вас турбує переривчастий електричний контакт, сигаретний папір можна змочити майже всіма "гусами", про які я згадав, і переконаєтесь, що випадкових контактів немає. Покладіть шар між вашими двома зразками.

5. Хорошим загальним посиланням на кріогенні методи є книга Джека Екіна «Експериментальні методи вимірювання низьких температур».

Я думаю, що для цього я, мабуть, спробую використовувати MasterBond EP21TCHT-1 для того, що ви шукаєте. Він має чудові показники для складних матеріалів для скріплення, а також чудовий при кріогенних температурах від мінус 450 градусів F (4 градуси К) аж до + 400 градусів F. Поверхня повинна бути бездоганною, абсолютно без жиру та злегка шорсткою для найкращого зчеплення.

Я погоджуюся, що ви шукаєте епоксидну речовину, яка залишається відносно гнучкою при затвердінні, особливо якщо швидкість теплового розширення епоксиду та субстратів різна.

Якщо ви цього ще не зробили, рекомендую шукати епоксидну засипку. Є кілька продуктів Loctite та Masterbond, які відповідають рахунку. Вони, як правило, дуже добре протікають під час нанесення, мають хорошу структурну стійкість (не розширюються / стискаються), виживають температури повторного потоку припою (~ 250 ° C) і залишаються гнучкими при затвердінні. Кріогенні властивості, які ви шукаєте, може бути важче задовольнити.