تھرمل توسیع-چپ پیکیجنگ کے لیے ملاوٹ والے مرکب: کووار (4J29) اور مرکب 42 (4J42)
Sep 22, 2026
ایک پیغام چھوڑیں۔
مائیکرو الیکٹرانکس، آپٹو الیکٹرانکس، اور انٹیگریٹڈ سرکٹ (IC) پیکیجنگ میں، چپس (جیسے سیلیکون یا GaAs) آپریشن کے دوران حرارت پیدا کرتے ہیں۔ پیکیجنگ ڈھانچے میں عام طور پر مختلف قسم کے مواد کو شامل کیا جاتا ہے-بشمول خود چپ، سیرامکس، شیشہ اور دھاتیں-اور ان مواد کے درمیان تھرمل توسیع میں فرق پیکیجنگ کے عمل اور حقیقی استعمال دونوں کے دوران تھرمل تناؤ پیدا کر سکتا ہے۔ اگر پیکیجنگ میٹریل کے تھرمل ایکسپینشن (CTE) اور چپ کے گتانک کے درمیان مماثلت بہت زیادہ ہے، تو یہ شدید تھرمل اسٹریس کریکنگ، سولڈر جوائنٹ فیل ہونے، یا ہرمیٹیسٹی کے نقصان کا باعث بن سکتا ہے۔
ہم اعلیٰ-پاکیزہ درستگی والے مرکبات پیش کرتے ہیں-خاص طور پر Kovar (4J29) اور Alloy 42 (4J42)-چپ پیکیجنگ اور جانچ کے لیے موزوں اور جدید سیمی کنڈکٹر پیکیجنگ میں وسیع پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں:
ایک کلاسک آئرن-نکل-کوبالٹ (Fe-Ni-Co) ٹرنری مرکب اس میں ایک توسیعی وکر ہے جو سخت شیشے (جیسے پائریکس) اور ایلومینا سیرامکس کے ساتھ غیر معمولی طور پر میل کھاتا ہے۔2O3) 20 ڈگری سے 450 ڈگری کی حد کے اندر، یہ اعلی- بھروسہ مند فوجی، ایرو اسپیس، اور آپٹیکل مواصلاتی ایپلی کیشنز میں ہرمیٹک پیکیجنگ کے لیے ترجیحی انتخاب ہے۔
ایک لوہے کا-نکل (Fe-Ni) بائنری کنٹرول شدہ-توسیع مرکب۔ اس کا تھرمل توسیع کا گتانک 300 ڈگری سے کم درجہ حرارت پر سنگل-کرسٹل سلکان چپس سے قریب سے ملتا ہے۔ بہترین سٹیمپنگ اور موڑنے والی خصوصیات کے ساتھ اعلی تھرمل چالکتا کا امتزاج، یہ روایتی IC چپ لیڈ فریموں اور پلاسٹک کی پیکیجنگ (PDIP، SOIC، QFP) کے لیے لاگت-موثر بنیادی مواد کے طور پر کام کرتا ہے۔
چپ پیکجوں کو کیوں کم-توسیع مرکب دھاتوں کی ضرورت ہوتی ہے؟
چپ پیکنگ کے عمل کے دوران، دھاتی اجزاء کو شیشے، سیرامکس، یا دیگر پیکیجنگ مواد کے ساتھ جوڑا جانا چاہیے۔ اس عمل میں عام طور پر درجہ حرارت کے اتار چڑھاؤ شامل ہوتے ہیں-جیسے ہیٹنگ اور کولنگ-پھر بھی ان مختلف مواد کے تھرمل ایکسپینشن (CTE) کے گتانک مختلف ہوتے ہیں۔
اگر مواد کے درمیان تھرمل توسیع میں فرق ضرورت سے زیادہ ہے، تو درجہ حرارت میں تبدیلیاں نمایاں انٹرفیشل تناؤ پیدا کر سکتی ہیں۔ مزید برآں، طویل-ٹرمل سائیکلنگ پیکیجنگ ڈھانچے کی وشوسنییتا سے سمجھوتہ کر سکتی ہے۔
Kovar اور Alloy 42 کا بنیادی کام دھاتی پیکیجنگ مواد اور شیشے یا سیرامکس جیسے مخصوص درجہ حرارت کی حد کے اندر بہتر توسیعی مماثلت حاصل کرنے کے لیے تھرمل توسیع کے ان کے کم گتانکوں کو استعمال کرنا ہے۔
لہذا، اعلی-قابل اعتماد الیکٹرانک پیکیجنگ کے تناظر میں، کم-توسیع مرکب مرکبات کے استعمال کا مقصد صرف مادی طاقت کو بڑھانا نہیں ہے، بلکہ پیکیجنگ ڈھانچے کے اندر تھرمل دباؤ اور جہتی تبدیلیوں کو کنٹرول کرنا ہے۔
کلیدی کارکردگی کے پیرامیٹرز کا موازنہ
| موازنہ کا طول و عرض | کووار مرکب (4J29) | الائے 42 (4J42) |
| کھوٹ کا نظام | فی-نی-کو (ٹرنری) | فی-نی (بائنری) |
| تھرمل توسیع کا گتانک | 4.6~5.2x10-6/K(20-400 ڈگری) | 4.0~4.7x10-6/K (300 ڈگری سے نیچے) |
| کیوری کا درجہ حرارت | 435 ڈگری | 380 ڈگری |
| تھرمل چالکتا | 17.3 W/m·K | 12.1 W/m·K |
| ہم آہنگ مواد | بوروسیلیکیٹ سخت گلاس، ایلومینا سیرامکس | نرم گلاس، سلکان |
| ہرمیٹیسٹی کی سطح | 1×10⁻⁹ Pa·m³/s تک | سگ ماہی کے عمل پر منحصر ہے |
| لاگت کی سطح | اعلی (کوبالٹ پر مشتمل ہے) | لوئر (کوبالٹ-مفت) |
| تجویز کردہ پیکیج کی قسم | سرامک سبسٹریٹ بیس، ٹوپیاں، TO-کین، اور آپٹو الیکٹرانک ماڈیولز کے لیے ہرمیٹک ہاؤسنگ۔ | IC چپ لیڈ فریمز اور ٹیپ-کی بنیاد پر پیکیجنگ |
کیمیکل کمپوزیشن اور الائے ڈیزائن لاجک
کوور الائے: نکل اور کوبالٹ کا ایک درست مرکب
کووار مرکب عام طور پر 28.5–29.5٪ نکل، 16.8–17.8٪ کوبالٹ، اور بیلنس آئرن پر مشتمل ہوتا ہے۔ یہ مرکب صوابدیدی نہیں ہے: نکل کا مواد مرکب کے کیوری درجہ حرارت اور اس کے پھیلاؤ کے منحنی خطوط کا تعین کرتا ہے، جب کہ کوبالٹ سخت بوروسیلیٹ شیشوں سے ملنے کے لیے تھرمل ایکسپینشن (CTE) کے گتانک کو ایڈجسٹ کرتا ہے۔ کوبالٹ کیوری کا درجہ حرارت بھی بڑھاتا ہے، جس سے کھوٹ زیادہ درجہ حرارت پر اپنی کم-توسیع خصوصیات کو برقرار رکھ سکتا ہے۔
ناپاکی پر قابو پانا بھی اتنا ہی اہم ہے۔ کاربائیڈ کی تشکیل کو روکنے کے لیے کاربن کا مواد 0.03% سے کم رکھا جانا چاہیے جو سگ ماہی کی کارکردگی پر سمجھوتہ کر سکتا ہے۔ مینگنیج اور سلکان جیسے عناصر کی سطح کو بھی سختی سے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ یہ قطعی ساختی کنٹرول وہ بنیاد ہے جو کووار کو "تخصیص توسیع" خصوصیات حاصل کرنے کے قابل بناتی ہے۔
الائے 42: ایک سادہ لیکن غیر معمولی بائنری سسٹم
الائے 42 میں 42% نکل اور آئرن کا توازن ہوتا ہے، جس میں کوبالٹ کا مواد نہیں ہوتا۔ 42% نکل کا مواد 4.0–5.0 × 10⁻⁶/ ڈگری پر 20–300 ڈگری رینج کے اندر تھرمل ایکسپینشن گتانک کو مستحکم کرتا ہے، نرم شیشے اور سلکان کے ساتھ اچھے میچ کو یقینی بناتا ہے۔ اس کا کیوری درجہ حرارت تقریباً 330–360 ڈگری ہے اور اینیل شدہ حالت میں تقریباً 450–550 MPa کی تناؤ کی طاقت ہے۔ اس کی اچھی لچک اسے کولڈ سٹیمپنگ اور اینچنگ کے عمل کے لیے موزوں بناتی ہے۔
اگرچہ الائے 42 کی ایک سادہ ساخت ہے، لیکن نکل کے مواد کا قطعی کنٹرول ضروری ہے۔ نکل کے مواد میں صرف 1% کا انحراف تھرمل ایکسپینشن گتانک کو 0.3–0.5 × 10⁻⁶/ ڈگری - سے تبدیل کر سکتا ہے جو مہر کی وشوسنییتا کو متاثر کرنے کے لیے کافی اہم ہے۔
درخواست کے منظرناموں کا تجزیہ
کوور: ہرمیٹک پیکیجنگ کے لیے "گولڈ اسٹینڈرڈ"
Kovar بنیادی طور پر اعلی - بھروسہ مند ہرمیٹک پیکیجنگ ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتا ہے۔ اجزاء جیسے آپٹیکل کمیونیکیشن ڈیوائسز (لیزر اور ڈیٹیکٹر ہیڈرز)، MEMS سینسر ہاؤسنگز، مائکروویو ڈیوائس پیکجز، اور ویکیوم الیکٹرانک ڈیوائسز کے لیے الیکٹروڈ لیڈز، سبھی کووار اور ہارڈ بوروسیلیٹ گلاس کے درمیان مماثل سیلنگ پر انحصار کرتے ہیں تاکہ طویل مدتی ہرمیٹیسٹی کو یقینی بنایا جا سکے۔
سگ ماہی کے عمل کے دوران، کووار کی سطح پہلے سے-آکسیڈیشن سے گزرتی ہے تاکہ ایک گھنی آکسائیڈ پرت بنتی ہے جو کیمیاوی طور پر گیلی ہو جاتی ہے اور پگھلے ہوئے شیشے کے ساتھ جڑ جاتی ہے۔ یہ اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ درجہ حرارت میں تیزی سے اتار چڑھاو کے دوران سیلنگ انٹرفیس کو تفریق تھرمل توسیع کی وجہ سے ضرورت سے زیادہ تناؤ کا سامنا نہیں کرنا پڑتا ہے۔ سگ ماہی کے پختہ عمل اور کئی دہائیوں کی انجینئرنگ ایپلی کیشن سے ثابت ہونے والی وشوسنییتا کے ساتھ، Kovar ہرمیٹک پیکیجنگ کے میدان میں ناقابل تبدیلی "گولڈ اسٹینڈرڈ" مواد کے طور پر کھڑا ہے۔
الائے 42: لیڈ فریم اور نرم شیشے کی سگ ماہی۔
الائے 42 مختلف علاقوں میں ایپلی کیشن تلاش کرتا ہے۔ لیڈ فریموں کے میدان میں، اس کا تھرمل توسیع کا گتانک سلکان سے قریب سے میل کھاتا ہے، جو چپ لگانے کے بعد بقایا تناؤ کو مؤثر طریقے سے کم کرتا ہے-اسے بڑی-ڈائی پیکیجنگ کے لیے خاص طور پر موزوں بناتا ہے۔ نرم-گلاس سیلنگ میں، الائے 42 نرم شیشوں جیسے سوڈا-چونے کا گلاس، سرونگ لاگت-حساس پیکیجنگ ایپلی کیشنز کے ساتھ مطابقت رکھتا ہے جن کو سخت شیشے سے ملنے کی ضرورت نہیں ہے۔ مزید برآں، الائے 42 کو ان ایپلی کیشنز میں استعمال کیا جاتا ہے جن کے لیے تھرمل توسیع کے عین مطابق کنٹرول کی ضرورت ہوتی ہے، جیسے کہ تھرموسٹیٹ کے لیے بائی میٹالک سٹرپس۔
مواد کے انتخاب کے فیصلوں کے لیے گائیڈ
کووار مرکب کے حق میں منظرنامے:
- بوروسیلیکیٹ سخت شیشے یا ایلومینا سیرامکس کے ساتھ اعلی-ہرمیٹیسٹی سیل کی ضرورت والی ایپلی کیشنز
- آپٹیکل کمیونیکیشن ڈیوائسز، ایم ای ایم ایس سینسرز، مائیکرو ویو کے اجزاء، اور ویکیوم الیکٹرانک ڈیوائسز
- ایپلی کیشنز جو انتہائی زیادہ سگ ماہی کی وشوسنییتا اور عمل کی پختگی کا مطالبہ کرتی ہیں، جہاں لاگت کی حساسیت نسبتاً کم ہوتی ہے
الائے 42 کی حمایت کرنے والے منظرنامے:
- پیکیجنگ ایپلی کیشنز جس میں نرم شیشے کے ساتھ سیل شامل ہیں۔
- لیڈ فریم سبسٹریٹ کے طور پر استعمال کریں، خاص طور پر بڑے-فارمیٹ چپس یا ایپلی کیشنز کے لیے جن کو کم-توسیع کی رکاوٹوں کی ضرورت ہوتی ہے۔
- لاگت-حساس پیکیجنگ ایپلی کیشنز جن کے لیے سخت شیشے کے ساتھ مماثلت کی ضرورت نہیں ہے۔
- ایپلی کیشنز جن میں تھرمل توسیع کے عین مطابق کنٹرول کی ضرورت ہوتی ہے، جیسے کہ تھرموسٹیٹ کے لیے بائی میٹالک سٹرپس
خلاصہ تجویز: کووار ان ایپلی کیشنز کے لیے ایک پختہ اور قابل اعتماد انتخاب ہے جو سخت شیشے کے ساتھ اعلی ہرمیٹی اور مطابقت کا مطالبہ کرتے ہیں۔ ایلائے 42 لیڈ فریموں یا نرم-گلاس سیلنگ ایپلی کیشنز کے لیے اعلی قیمت-مؤثریت پیش کرتا ہے جہاں قیمت ایک بنیادی تشویش ہے۔ دونوں مواد سیمی کنڈکٹر پیکیجنگ ماحولیاتی نظام کے اندر ناگزیر مقامات پر قابض ہیں۔
لورک گروپ
مارکیٹنگ آپریشنز ڈیپارٹمنٹ
ای میل:claire@lorkgroup.com
واٹس ایپ:+86 19937075488
انکوائری بھیجنے