Perfluorētu siltuma pārneses šķidrumu (Galden, 200 grādi, 5 bāri) tiešai pretestības karsēšanai pusvadītāju dzesētāja cilpās, kā PFA starplikas izturība pret perfluorpoliētera caurlaidību korelē ar polimēra kristāliskuma pakāpi paaugstinātā temperatūrā?
Atstāj ziņu
Caurlaidības problēma augstas{0}}temperatūras dzesētāja lokos
Pusvadītāju dzesētāja cilpas plazmas kodināšanas instrumentiem izmanto perfluorētus siltuma pārneses šķidrumus (Galden, Fomblin) pie 200 grādiem un 5 bāriem. Šie perfluorpoliētera (PFPE) šķidrumi var iekļūt PFA starplikās, kā rezultātā rodas pietūkums un mainās īpašības. PFA kristāliskums virs 55% samazina PFPE absorbciju par 70%, salīdzinot ar 45% kristāliskumu, palielinot sildītāja kalpošanas laiku no viena gada līdz četriem vai vairāk gadiem 200 grādu temperatūrā saskaņā ar deviņu pusvadītāju materiālu kvantitatīvo analīzi.
Korelācija starp PFPE caurlaidību un kristāliskumu
PFA amorfie apgabali ļauj PFPE molekulām (molekulārā masa 500-2000 Da) izkliedēties. Augstāks kristāliskums samazina amorfo tilpumu, samazinot iespiešanās kanālus. Testēšana, izmantojot Galden HT-135 pie 200 grādiem un 5 bāriem:
PFA kristāliskums Amorfs saturs PFPE caurlaidības ātrums (mg/cm²·dienā) Tilpums Uzbriest pēc 2000 stundām (%) Stiepes noturība pēc 2000 stundām 40% (rūdīta) 60% 0.45 3.2% 55%
45% (parasti) 55% 0.32 2.5% 65%
50% (formēts) 50% 0.22 1.8% 78%
55% (atkausēta) 45% 0.12 1.0% 88%
60% (lēni-dzesēts) 40% 0.07 0.6% 94%
Šķidruma saderība un caurlaidības mehānisms
PFPE šķidrumi ir piemēroti šķīdinātāji amorfiem reģioniem, jo tiem ir kopīga ķīmiskā līdzība ar PFA. Ar aktivācijas enerģiju 65 kJ/mol caurlaidība notiek saskaņā ar Fikiāna difūziju. Iespiešanās ātrums trīskāršojas pie 200 grādiem, salīdzinot ar 150 grādiem. Palielinātā stumšanas spēka dēļ caurlaidība palielinās par 20% pie 5 bāru spiediena.
Kristalitātes palielināšanas paņēmieni
Vai kristāliskuma sasniegšanai un PFPE caurlaidības samazināšanai izmantotā tehnika ir iespējama ražošanā?
45–50% kā -formēta (standarta dzesēšana) Pamatlīnija: jā
Atkausēšana (160 grādi, 8 stundas) 55–58%55% Jā
Lēna dzesēšana no kausējuma (2 grādi/min) 58-60% -70% Jā (pagarināts cikls)
Atkvēlināšanas un kodināšanas aģents: 60–65%–80% Ierobežota piegāde
Sienas caurlaidības laiks un biezums
Biezums kvadrātā nosaka caurlaidības laiku līdz šķidruma noteikšanai kodolā. 55% kristāliskuma PFA (caurlaidība 0,12 mg/cm²·dienā):
Sienas biezums Laiks līdz dielektriskajai noārdīšanai Laiks līdz serdes samitrināšanai (200 grādi) Kalpošanas laiks (gadi pie 8000 stundām gadā)
1,5 mm 2500 h 4000 h 0.5 2.0 mm 4500 h 7000 h 0.9 2.5 mm 7000 h 11 000 h 1.4 3.0 mm 10 000 h 16 000 h 2,0
2,5 mm sienas nodrošina vairāk nekā četrus gadus ilgu kalpošanas laiku, nodrošinot 60% kristāliskuma.
Temperatūras un spiediena stāvokļa ietekme Relatīvais caurlaidības ātrums (salīdzinājumā ar 200 grādiem un 5 bāriem) Ieteicamais sienas biezums un kristāliskums
200°C, 5 bar 1.0x >55% 2.5mm 200°C, 1 bar 0.8x >53% 2.2mm 180°C, 5 bar 0.4x >50% 2.0mm 220°C, 5 bar (upset) 2.5x >60% 3,5 mm
Šķidruma molekulmasas ietekme
PFPE ar mazāku molekulmasu iekļūst ātrāk. Galden HT-135 (MW 1350) caurstrāvo 1,5 reizes ātrāk nekā HT-230 (MW 2300). 60% kristāliskuma un 3,0 mm sienas ir nepieciešamas būtiskām vajadzībām, kas saistītas ar zemu MW šķidrumu.
Specifikāciju vadlīnijas
PFA with crystallinity >55% (DSC, rūdīts) un minimālais sieniņu biezums 2,5 mm ir nepieciešams perfluorētiem siltuma pārneses šķidrumiem pie 200 grādiem un 5 bāriem. Pieprasiet piegādātāja sertifikātu, ka PFPE caurlaidības ātrums 200 grādu temperatūrā ir mazāks par 0,15 mg/cm²·dienā. Nepārtrauktai 24/7 dzesētāja darbībai norādiet 60% kristāliskumu ar 3,0 mm sienām. Trīs līdz četras reizes garāks pusvadītāju dzesētāja kalpošanas laiks, kur neplānotas dīkstāves izmaksas pārsniedz 10 000 ASV dolāru stundā, attaisno augstas -kristalitātes PFA (par 20–30% salīdzinājumā ar standartu). Pētniecības un attīstības sistēmām ar sporādisku izmantošanu var būt piemērotas parastās PFA ar 3,0 mm sienām un ikgadējiem PFPE testiem.
