การเลือกสารเคลือบสำหรับอิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์: ข้อกำหนดด้านอุณหภูมิ ความชื้น และ AEC-Q

สารเคลือบหลุมอากาศยานยนต์ไม่ได้ถูกเลือกจากเอกสารข้อมูลเพียงอย่างเดียว แต่ถูกเลือกตามโปรไฟล์ความเค้น: การสตาร์ทเย็นที่อุณหภูมิ -40 °C, การแช่ภายใต้ฝากระโปรงที่อุณหภูมิ 125 °C หรือ 150 °C, อุณหภูมิ 85 °C ที่ความชื้นสัมพัทธ์ 85% เป็นเวลา 1000 ชั่วโมง, วงจรความร้อนหลายพันครั้ง, การสั่นสะเทือนอย่างต่อเนื่อง, การพ่นเกลือ และการสัมผัสกับเชื้อเพลิง น้ำมัน และสารหล่อเย็น สารห่อหุ้มต้องทนทานต่อสิ่งเหล่านี้ทั้งหมด ในขณะที่ยังคงรักษาข้อต่อบัดกรีไว้ข้างใต้ให้สมบูรณ์ และในขณะที่ไม่ทำให้คุณสมบัติ AEC-Q ที่ส่วนประกอบได้รับมาก่อนหน้านี้เป็นโมฆะ

คู่มือนี้จะจับคู่ข้อกำหนดเหล่านั้นกับคุณสมบัติวัสดุที่เป็นรูปธรรม และให้เมทริกซ์การเลือกตามพื้นที่การใช้งานยานยนต์

ความเข้าใจผิดทั่วไป: สารเคลือบหลุมอากาศไม่ได้ผ่านการรับรอง AEC-Q ด้วยตนเอง AEC-Q100 ใช้กับวงจรรวมที่บรรจุหีบห่อ, AEC-Q101 สำหรับสารกึ่งตัวนำแบบไม่ต่อเนื่อง, AEC-Q200 สำหรับส่วนประกอบแบบพาสซีฟ, AEC-Q102 สำหรับออปโตอิเล็กทรอนิกส์ และ AEC-Q104 สำหรับโมดูลหลายชิป ผู้จำหน่ายส่วนประกอบจะรับรองเวเฟอร์และแพ็คเกจ สารห่อหุ้มต้องไม่ทำให้การรับรองนั้นเสื่อมเสีย

ในทางปฏิบัติ หมายความว่าวัสดุเคลือบหลุมอากาศต้อง:

• ทนทานต่อการทดสอบความเค้นเดียวกันกับที่โมดูลได้รับการรับรอง โดยไม่แตกร้าว ลอกออก หรือปล่อยก๊าซที่เป็นอันตราย
• ไม่ก่อให้เกิดการปนเปื้อนไอออนิก (คลอไรด์, โซเดียม, โพแทสเซียม) ที่ทำให้เกิดการอพยพทางเคมีไฟฟ้า หรือการกัดกร่อนของโลหะอะลูมิเนียมและเงิน
• รักษาความแตกต่างของ CTE ระหว่างซิลิคอน (ประมาณ 3 ppm/K), บัดกรี, ทองแดง (ประมาณ 17 ppm/K) และสารเคลือบหลุมอากาศเอง จากการล้าของข้อต่อบัดกรี
• รักษาความแข็งแรงของฉนวนหลังจากการสัมผัสความชื้น โดยทั่วไปซิลิโคนบ่มตัวเต็มที่จะคงความแข็งแรง > 18 kV/mm ในขณะที่สารที่ดูดซับความชื้นหรือมีช่องว่างจะไม่มี

ซิลิโคนเคลือบหลุมอากาศชนะในอิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ส่วนใหญ่เนื่องจากโมดูลัสต่ำ ซิลิโคนบ่มตัวที่ Shore A 20–40 หรือเจลที่ Shore OO 20–40 พร้อมการยืดตัว 150–400% จะดูดซับความแตกต่างของ CTE แทนที่จะส่งผ่านไปยังข้อต่อบัดกรี สำหรับแพ็คเกจ BGA หรือชิปสเกลขนาดใหญ่ โมดูลัสต่ำมักมีค่ามากกว่าการนำความร้อนสูง เป้าหมาย: โมดูลัสต่ำกว่าประมาณ 5 MPa สำหรับแพ็คเกจขนาดใหญ่ การยืดตัวสูงกว่า 100%

ซิลิโคนที่ไม่เติมนำความร้อนประมาณ 0.2 W/m·K เกรดที่เติมถึง 1.0–3.0 W/m·K แต่การเติมจะเพิ่มโมดูลัส เพิ่มความแตกต่างของ CTE กับตัวเรือน และทำให้การจ่ายยากขึ้น ใช้เกรดนำความร้อนในกรณีที่ความร้อนต้องไหลผ่านสารเคลือบหลุมอากาศ (โมดูลกำลัง, OBC/DC-DC, ไดรเวอร์ LED) และใช้เกรดโมดูลัสต่ำที่ไม่เติมหรือเติมเล็กน้อยสำหรับบอร์ดควบคุมที่สารเคลือบหลุมอากาศเป็นชั้นป้องกัน ไม่ใช่เส้นทางความร้อน

ระบบการบ่มแบบเติมที่เร่งด้วยแพลทินัม (1:1) เป็นค่าเริ่มต้นสำหรับยานยนต์: ไม่มีผลพลอยได้, การบ่มในส่วนลึก, อายุการใช้งานที่ควบคุมได้, การบ่มที่เร่งด้วยความร้อน จุดอ่อนคือการยับยั้งโดยซัลเฟอร์, ดีบุก, เอมีน และสารตกค้างจากยูรีเทนและอีพอกซีบางชนิด — ความเสี่ยงที่แท้จริงในโรงงานที่อุปกรณ์เดียวกันสัมผัสกับเคมีที่แตกต่างกัน ระบบการบ่มแบบควบแน่น (10:1) ทนทานต่อพื้นผิวมากกว่า แต่จะปล่อยแอลกอฮอล์หรือกรดอะซิติกระหว่างการบ่ม ซึ่งอาจกัดกร่อนทองแดงและทำให้ตู้ปิดผนึกเสียหาย นอกจากนี้ยังบ่มช้าในส่วนหนา สำหรับโมดูลยานยนต์แบบปิดผนึก การบ่มแบบเติม 1:1 พร้อมความเข้ากันได้ของพื้นผิวที่ได้รับการยืนยันเป็นทางเลือกที่ปลอดภัยกว่า

ซิโลเซนระเหยง่ายสามารถควบแน่นบนหน้าสัมผัสรีเลย์ พื้นผิวออปติคัล และหน้าต่างเซ็นเซอร์ ทำให้ความต้านทานหน้าสัมผัสเปลี่ยนแปลงหรือเกิดฝ้า ระบุเกรดที่มีสารระเหยต่ำสำหรับทุกสิ่งที่เกี่ยวข้องกับออปติกหรือรีเลย์ และขอข้อมูลปริมาณไอออนิก (Cl⁻, Na⁺, K⁺) สำหรับวงจรที่มีความต้านทานสูง

UL94 V-0 มักเป็นที่ต้องการภายในโมดูลยานพาหนะ นอกจากนี้ ให้ยืนยันการปฏิบัติตาม RoHS/REACH และสำหรับชุดแบตเตอรี่ EV ความคาดหวังด้านความต้านทานไฟที่เกี่ยวข้องของการออกแบบชุดแบตเตอรี่

• การทดสอบความเข้ากันได้ของพื้นผิวก่อนการผลิต: เคลือบตัวอย่างวัสดุตัวเรือนจริงและบ่ม ตรวจสอบการยับยั้ง การยึดเกาะ และการเปลี่ยนสี
• การไล่ก๊าซที่ ≤ 5 mbar; ช่องว่างเป็นสาเหตุอันดับหนึ่งของความล้มเหลว HAST และความร้อนช็อกในโมดูลที่เคลือบหลุมอากาศ
• การตรวจสอบโปรไฟล์การบ่มโดย DSC หรือการพัฒนาความแข็ง ไม่ใช่โดยการสัมผัสพื้นผิว พื้นผิวเหนียวเหนอะหนะเหนือแกนที่บ่มแล้วเป็นเรื่องปกติในระบบที่มีการยับยั้ง
• การตรวจสอบช่องว่างโดย X-ray หรือ CT ในชิ้นงานแรกและหลังการเปลี่ยนแปลงการจ่ายสารกำหนดอัตราส่วนช่องว่างที่ยอมรับได้
• การปรับสภาพก่อนการทดสอบความน่าเชื่อถือ:การแช่ความชื้นและการสัมผัสเทียบเท่าการบัดกรีใหม่สำหรับโมดูลที่ผ่านการบัดกรีในสายการผลิต
• การตรวจสอบทางไฟฟ้าหลังการทดสอบ:ความต้านทานฉนวน, การทนต่อแรงดันไฟฟ้า และการทดสอบการทำงานหลังการทดสอบแต่ละช่วง
• การทดสอบแรงดึงการยึดเกาะบนตัวอย่างการผลิตต่อชุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากการเปลี่ยนแปลงไพรเมอร์หรือการทำความสะอาด

• ความล้าของข้อต่อบัดกรีภายใต้ความร้อนช็อก:โมดูลัสสารเคลือบหลุมอากาศสูงเกินไปหรือ CTE ห่างจากทองแดงเกินไป — เปลี่ยนไปใช้โมดูลัสต่ำลง ไม่ใช่ชั้นที่หนาขึ้น
• การลอกชั้นที่ผนังตัวเรือน:พื้นผิวปนเปื้อน, ไม่มีไพรเมอร์, หรือการยับยั้งการบ่ม; ยังแย่ลงด้วยความหนาที่มากเกินไปและโมดูลัสสูง
• การเพิ่มขึ้นของกระแสไฟรั่วหลังความร้อนชื้น:การปนเปื้อนไอออนิกหรือการบ่มไม่สมบูรณ์ — ตรวจสอบวัสดุขาเข้าและอัตราส่วนผสม
• ฝ้าบนพื้นผิวออปติคัล:ปริมาณสารระเหยสูงเกินไปหรือการบ่มเร็วเกินไป; ระบุเกรดสารระเหยต่ำและการเพิ่มอุณหภูมิที่ช้าลง
• การตกตะกอนของฟิลเลอร์ระหว่างการจัดเก็บ:เกรดนำไฟฟ้าที่เติมมากต้องการการกวนก่อนการจ่ายสาร; กำหนดอายุการเก็บรักษาและขั้นตอนการผสม

สารเคลือบหลุมอากาศที่มี AEC-Q100 ระบุในเอกสารข้อมูลนั้นสอดคล้องจริงหรือไม่?
ปฏิบัติต่อข้อกล่าวอ้างดังกล่าวอย่างระมัดระวัง AEC-Q100 รับรองแพ็คเกจ IC ไม่ใช่สารห่อหุ้ม ให้ขอข้อมูลการทดสอบที่แสดงว่าสารเคลือบหลุมอากาศผ่านการทดสอบความร้อนช็อก, 85/85 และ HAST ในระดับโมดูลแทน

ฉันสามารถใช้สารเคลือบหลุมอากาศชนิดเดียวกับโมดูลยานยนต์ทั้งหมดได้หรือไม่?
โดยทั่วไปไม่ การนำความร้อน, โมดูลัส, CTI และข้อกำหนดการปล่อยก๊าซแตกต่างกันอย่างมากระหว่างสเตจกำลังและเรดาร์หน้าสุด รายการเกรดที่ผ่านการรับรองสั้นๆ สองหรือสามเกรดเป็นค่าที่เหมาะสมในทางปฏิบัติ

โมดูลัสต่ำหมายถึงการป้องกันที่ไม่ดีหรือไม่?
ไม่ โมดูลัสต่ำช่วยเพิ่มการป้องกันความล้าที่เกิดจาก CTE ซึ่งเป็นสาเหตุหลักของความล้มเหลวในสนามยานยนต์ การป้องกันการกระแทกทางกลมาจากตัวเรือนเป็นหลัก

การรับรองใช้เวลานานเท่าใด?
บล็อกความร้อนช็อกและความร้อนชื้นมักใช้เวลา 6–12 สัปดาห์ วางแผนการเลือกวัสดุล่วงหน้าก่อนการออกแบบโมดูลจะเสร็จสิ้น ไม่ใช่หลังจากนั้น

การเลือกสารเคลือบหลุมอากาศสำหรับอิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์เป็นการออกกำลังกายเพื่อการรับรอง ไม่ใช่การค้นหาจากแคตตาล็อก เริ่มต้นจากโปรไฟล์ความเค้น เลือกเคมีบ่มสำหรับความเสี่ยงการปนเปื้อนในโรงงานของคุณ ตัดสินใจว่าสารเคลือบหลุมอากาศเป็นชั้นป้องกันหรือเส้นทางความร้อน และตรวจสอบในระดับโมดูล ลำดับนั้นคือสิ่งที่เปลี่ยนเอกสารข้อมูลที่ผ่านให้เป็น PPAP ที่ผ่าน

กลุ่มผลิตภัณฑ์ซิลิโคนและสารเคลือบหลุมอากาศ RTV-2 ของเราครอบคลุมเกรดป้องกันโมดูลัสต่ำ, เกรดนำความร้อนตั้งแต่ 1.0 ถึง 3.0 W/m·K และระบบหน่วงไฟสำหรับการใช้งาน EV ส่งแบบวาดโมดูลและโปรไฟล์การทดสอบของคุณมาให้เรา แล้วเราจะเสนอรายชื่อสั้นๆ ที่ผ่านการตรวจสอบพร้อมปริมาณตัวอย่าง