1.Jaké jsou základní požadavky na desku nosiče čipů?
Vynikající elektrická izolace: Substrát obsahuje extrémně přesné obvody (šířka vedení/rozteč může být menší než 10 mikrometrů), které vyžadují izolaci mezi každým vedením. Ocel jako dobrý vodič je pro tento požadavek izolace zcela nevhodná.
Řiditelná dielektrická konstanta a nízký ztrátový faktor: Ty ovlivňují kvalitu vysokorychlostního přenosu signálu. Elektrické vlastnosti oceli jsou zcela nevhodné.
Přizpůsobení koeficientu tepelné roztažnosti čipu: Čipy jsou materiály na bázi křemíku- s velmi nízkým koeficientem tepelné roztažnosti. Koeficient tepelné roztažnosti oceli je mnohem vyšší než u křemíku a běžných materiálů PCB, což generuje enormní napětí během teplotních změn, což vede k poškození čipu nebo praskání pájeného spoje.
Extrémně vysoká rozměrová stabilita a rovinnost: Nedeformuje se během opakovaných vysokoteplotních{0}}procesů (jako je svařování a laminování). Zatímco ocel válcovaná za studena- je plochá, její tepelná stabilita v mikrometrovém měřítku je mnohem horší než u speciálních substrátových materiálů.
Vhodné pro mikro-opracování děr a galvanické pokovování: K dosažení vodivosti mezi vrstvami je nutné laserové vrtání extrémně malých průchozích-děr s následným galvanickým pokovováním mědí. U oceli je obtížné dosáhnout stabilních procesů pokovování mikro-děr.
Lehký: Čipové substráty upřednostňují lehkost a tenkost. Ocel má mnohem vyšší hustotu než běžně používané materiály.
2. Jaké jsou základní vlastnosti ultra-tenkých za studena{2}}válcovaných svitků (jako je „trhatelná ocel“)?
Vynikající kovová pevnost a houževnatost: zachovává si dobré mechanické vlastnosti i v extrémně tenkých stavech.
Vysoká rovinnost a povrchová úprava.
Dobrá elektrická vodivost a elektromagnetické stínění.
Určitý stupeň odolnosti proti korozi (dosažitelný povlakem).
3. Jaké jsou typické špičkové-aplikace ultra-tenkých svitků válcovaných za studena-?
Konstrukční komponenty spotřební elektroniky: jako jsou rámy smartphonů, zadní desky baterií a nosné desky pro sklopné panty obrazovky.
Přesné součásti: jako jsou stínící kryty pro přesné přístroje v letectví, litografické části strojů a vysoce přesné pružinové plechy.
Nové energetické pole: jako jsou kovové substráty pro flexibilní solární články a bipolární desky pro palivové články.
4. Proč říkáme „ne“?
Izolace vs. vodivost: Toto je nejzásadnější rozpor. Substrát desky nosiče třísek musí být izolant (jako je BT pryskyřice, ABF fólie, keramika nebo speciální technické plasty), zatímco ocel je vodič.
Porovnání tepelné roztažnosti vs. vysoká tepelná roztažnost: CTE oceli je přibližně 11-13 ppm/stupeň, zatímco křemíku je přibližně 2,6 ppm/stupeň. Tento závažný nesoulad znamená, že přímé použití v balení povede k tepelnému selhání.
Kompatibilita výroby mikroobvodů: Nosné desky čipů využívají procesy litografie, leptání a galvanického pokovování používané v průmyslu polovodičů/PCB. Tyto procesy mají extrémně špatnou kompatibilitu s ocelovými substráty.
5.Jaká je potenciální relevance a technologické důsledky?
Komponenty pro výrobní zařízení: Lze je použít k výrobě přesných dílů v zařízeních na výrobu polovodičů nebo substrátů, jako jsou stínící kryty, součásti ve vakuových komorách a ramena dopravníků.
Obvod obalu a odvod tepla: V pokročilém balení (jako je 2,5D/3D balení) lze použít kovové rámy nebo výztužné plechy ke zlepšení celkové struktury nebo napomáhání odvodu tepla. Ultra-tenká vysokopevnostní-ocel může najít uplatnění v těchto součástech „ne-jádrových obvodů“.
Olověné rámečky: Tradiční pouzdra čipů (jako je QFN) používají olověné rámečky na bázi mědi -nebo železo-niklové slitiny. Ultra-tenké přesné ocelové pásy by teoreticky mohly na tomto trhu konkurovat, ale je třeba vyřešit problémy související s galvanickým pokovováním, leptáním a tepelným přizpůsobením. V současnosti zůstává hlavním proudem měď a slitina 42 (slitina železa-niklu).