اختيار مركب التغليف للإلكترونيات السيارات: متطلبات درجة الحرارة والرطوبة و AEC-Q

لا يتم اختيار مركب التغليف السيارات من ورقة بيانات بمعزل عن غيرها. يتم اختياره مقابل ملف تعريف الإجهاد: بدايات باردة عند -40 درجة مئوية، تسخين تحت غطاء المحرك عند 125 درجة مئوية أو 150 درجة مئوية، 85 درجة مئوية عند 85٪ رطوبة نسبية لمدة 1000 ساعة، آلاف الدورات الحرارية، اهتزاز مستمر، رذاذ الملح، وملامسة الوقود والزيت وسائل التبريد. يجب أن يتحمل الغلاف كل هذا مع الحفاظ على وصلات اللحام تحته سليمة - ودون إبطال تأهيل AEC-Q الذي اكتسبته المكونات بالفعل.

يربط هذا الدليل تلك المتطلبات بخصائص مادية ملموسة ويقدم مصفوفة اختيار حسب منطقة التطبيق السيارات.

سوء فهم شائع: مركبات التغليف نفسها ليست معتمدة من AEC-Q.ينطبق AEC-Q100 على الدوائر المتكاملة المعبأة، و AEC-Q101 على أشباه الموصلات المنفصلة، و AEC-Q200 على المكونات السلبية، و AEC-Q102 على الإلكترونيات الضوئية، و AEC-Q104 على وحدات متعددة الشرائح. يقوم مورد المكونات بتأهيل الشريحة والحزمة؛ يجب ألا يؤدي الغلاف إلى إبطال هذا التأهيل.

من الناحية العملية هذا يعني أن مادة التغليف يجب أن:

• تتحمل نفس اختبارات الإجهاد التي تم تأهيل الوحدة بها، دون تشقق أو انفصال أو انبعاث مواد ضارة.
• لا تُدخل تلوثًا أيونيًا (كلوريدات، صوديوم، بوتاسيوم) يسبب هجرة كهروكيميائية أو تآكلًا للمعادن الألومنيوم والفضة.
• تحافظ على عدم تطابق معامل التمدد الحراري بين السيليكون (حوالي 3 جزء في المليون/كلفن)، واللحام، والنحاس (حوالي 17 جزء في المليون/كلفن) والمركب نفسه من إجهاد وصلات اللحام.
• تحافظ على قوة العزل الكهربائي بعد التعرض للرطوبة - عادةً ما تحتفظ السيليكون المعالج بالكامل بأكثر من 18 كيلو فولت/مم؛ مركب ممتص للرطوبة أو به فراغات لا يفعل ذلك.

مركبات السيليكون للتغليف تفوز في الإلكترونيات السيارات بشكل أساسي بسبب معاملها المنخفض. يمتص السيليكون المعالج عند Shore A 20-40 أو الهلام عند Shore OO 20-40 مع استطالة 150-400٪ عدم تطابق معامل التمدد الحراري بدلاً من نقله إلى وصلات اللحام. بالنسبة لحزم BGA الكبيرة أو حزم الرقائق، عادة ما يكون المعامل المنخفض أكثر قيمة من الموصلية الحرارية العالية. الهدف: معامل أقل من ~ 5 ميجا باسكال للحزم الكبيرة، استطالة أعلى من 100٪.

السيليكون غير المعبأ يوصل حوالي 0.2 واط/متر·كلفن. تصل الدرجات المعبأة إلى 1.0-3.0 واط/متر·كلفن، لكن التعبئة تزيد المعامل، وتزيد عدم تطابق معامل التمدد الحراري مع الغلاف، وتزيد من تعقيد التوزيع. استخدم الدرجات الموصلة حراريًا حيث يجب أن تعبر الحرارة المركب فعليًا (وحدات الطاقة، OBC/DC-DC، مشغلات LED)، واحتفظ بالدرجات منخفضة المعامل غير المعبأة أو المعبأة قليلاً لألواح التحكم حيث يكون المركب طبقة واقية، وليس مسارًا حراريًا.

أنظمة المعالجة بالإضافة المحفزة بالبلاتين (1:1) هي الافتراضية للسيارات: لا توجد منتجات ثانوية، معالجة في الأقسام العميقة، عمر وعاء قابل للتحكم، معالجة مسرعة بالحرارة. ضعفها هو التثبيط بواسطة الكبريت والقصدير والأمين وبعض بقايا اليوريثان والإيبوكسي - خطر حقيقي في مصنع تلامس فيه نفس التركيبات كيميائيات مختلفة. أنظمة المعالجة بالتكثيف (10:1) أكثر تسامحًا مع الركائز ولكنها تطلق الكحول أو حمض الأسيتيك أثناء المعالجة، والتي يمكن أن تتآكل النحاس وتجهد الأغلفة المغلقة؛ كما أنها تعالج ببطء في الأقسام السميكة. بالنسبة للوحدات المغلقة في السيارات، فإن المعالجة بالإضافة 1:1 مع توافق مثبت للركيزة هو الخيار الأكثر أمانًا.

يمكن أن تتكثف السيلوكسانات المتطايرة على نقاط تلامس المرحلات، والأسطح البصرية، ونوافذ المستشعرات، مما يسبب انحراف مقاومة التلامس أو الضباب. حدد درجات منخفضة التطاير لأي شيء يحتوي على بصريات أو مرحلات، واطلب بيانات المحتوى الأيوني (Cl⁻، Na⁺، K⁺) للدوائر عالية المقاومة.

غالبًا ما يكون UL94 V-0 مطلوبًا داخل وحدات المركبات؛ تأكد أيضًا من الامتثال لـ RoHS/REACH، وبالنسبة لحزم بطاريات EV، توقعات مقاومة الحريق ذات الصلة لتصميم الحزمة.

• اختبار توافق الركيزةقبل الإنتاج: قم بتغليف عينة من مادة الغلاف الحقيقية وعالجها؛ تحقق من التثبيط والالتصاق والبقع.
• إزالة الغازاتعند ≤ 5 ملي بار؛ الفراغات هي السبب الأول لفشل HAST والصدمة الحرارية في الوحدات المغلفة.
• التحقق من ملف تعريف المعالجةبواسطة DSC أو تطور الصلابة، وليس باللمس السطحي. السطح اللزج فوق نواة معالجة شائع مع الأنظمة المثبطة.
• فحص الفراغاتبواسطة الأشعة السينية أو CT على أول قطعة وبعد أي تغيير في التوزيع؛ حدد نسبة مساحة فراغ مقبولة.
• المعالجة المسبقة قبل اختبارات الموثوقية:نقع الرطوبة بالإضافة إلى التعرض المكافئ لإعادة التدفق للوحدات التي تتعرض للحام التجميع.
• التحقق الكهربائي بعد الاختبار:مقاومة العزل، تحمل العزل الكهربائي، واختبار وظيفي بعد كل كتلة إجهاد.
• اختبار سحب الالتصاقعلى عينات الإنتاج لكل دفعة، خاصة بعد تغييرات البرايمر أو التنظيف.

• إجهاد وصلة اللحام تحت الصدمة الحرارية:معامل المركب مرتفع جدًا أو معامل التمدد الحراري بعيد جدًا عن النحاس - انتقل إلى معامل أقل، وليس إلى طبقة أسمك.
• انفصال عند جدار الغلاف:سطح ملوث، لا يوجد برايمر، أو تثبيط المعالجة؛ يتفاقم أيضًا بسبب السماكة المفرطة والمعامل العالي.
• زيادة تيار التسرب بعد الحرارة الرطبة:تلوث أيوني أو معالجة غير مكتملة - تحقق من المواد الواردة ونسبة الخلط.
• ضباب على الأسطح البصرية:محتوى متطاير مرتفع جدًا أو معالجة سريعة جدًا؛ حدد درجة منخفضة التطاير ومنحنى تسخين أبطأ.
• ترسب الحشو أثناء التخزين:الدرجات الموصلة المعبأة بكثافة تحتاج إلى تحريك قبل التوزيع؛ حدد فترة صلاحية وإجراء خلط.

هل مركب التغليف المذكور في ورقة البيانات معتمد من AEC-Q100 هو حقًا متوافق؟
تعامل مع هذه الادعاءات بحذر. AEC-Q100 يؤهل حزمة الدائرة المتكاملة، وليس الغلاف. اطلب بدلاً من ذلك بيانات اختبار تُظهر أن المركب اجتاز الصدمة الحرارية، و 85/85، و HAST على مستوى الوحدة.

هل يمكنني استخدام مركب تغليف واحد لجميع وحدات السيارات؟
عادة لا. متطلبات الموصلية الحرارية، والمعامل، و CTI، وانبعاث الغازات تختلف بشكل كبير بين مرحلة الطاقة وواجهة الرادار. قائمة قصيرة معتمدة من درجتين أو ثلاث درجات هي الأمثل عمليًا.

هل يعني المعامل المنخفض حماية ضعيفة؟
لا. يحسن المعامل المنخفض الحماية ضد الإجهاد الناتج عن معامل التمدد الحراري، والذي يهيمن على حالات فشل المجال في السيارات. تأتي الحماية من الصدمات الميكانيكية بشكل أساسي من الغلاف.

كم يستغرق التأهيل؟
عادة ما تستغرق كتل الصدمة الحرارية والحرارة الرطبة من 6 إلى 12 أسبوعًا. خطط لاختيار المواد قبل تجميد تصميم الوحدة، وليس بعده.

اختيار مركب تغليف للإلكترونيات السيارات هو تمرين تأهيل، وليس بحثًا في الكتالوج. ابدأ من ملف تعريف الإجهاد، واختر كيمياء المعالجة لمخاطر التلوث في مصنعك، وقرر ما إذا كان المركب طبقة واقية أو مسارًا حراريًا، وقم بالتحقق على مستوى الوحدة. هذا التسلسل هو ما يحول ورقة بيانات ناجحة إلى PPAP ناجح.

تغطي مجموعتنا من مركبات السيليكون RTV-2 والتغليف درجات الحماية منخفضة المعامل، والدرجات الموصلة حراريًا من 1.0 إلى 3.0 واط/متر·كلفن، وأنظمة مقاومة اللهب لتطبيقات EV. أرسل لنا رسم الوحدة وملف تعريف الاختبار الخاص بك وسنقترح قائمة مختصرة معتمدة بكميات عينات.