وزن مولکولی رزین فنولیک درجه الکترونیکی چقدر است؟

در منابع الکترونیکی مواد و ارزیابی فنی،"وزن مولکولی چیست؟رزین فنولی درجه الکترونیکی?" یک سوال متداول است که به راحتی پاسخ آن اشتباه است.پاسخ دقیق این است:هیچ استاندارد وزن مولکولی واحدی وجود ندارد که تمام کاربردهای الکترونیکی را پوشش دهد.سطح وزن مولکولی باید به نقشی که رزین در محصول نهایی ایفا می کند، وابسته باشدپهنای توزیع و سازگاری دسته به دسته اغلب از نظر مهندسی بیشتر از خود مقدار متوسط ​​است.اختلاط یک مجموعه از معیارهای وزن مولکولی در لایه‌های لایه‌ای با روکش مسی (CCL)، کپسوله‌سازی نیمه‌رسانا، و کاربردهای مقاوم در برابر نور منبع رایج خطای انتخاب درجه است.

1. ویندوز با وزن مولکولی بر اساس کاربرد متفاوت است

1.1 سیستم های لمینیت اپوکسی CCL - عامل پخت، Mw رده متوسط، MWD ≤ ~ 2.4

در لمینیت اپوکسی CCL، یک نوولاک فنلی به عنوان لمینیت عمل می کندعامل پخت، نه به عنوان ماتریس ساختاری. به عنوان یک مثال عینی،یک درجه عامل پخت خطی بیسفنول-آ نوولاک (BPAN) که به صورت تجاری در دسترس است، وزن مولکولی GPC 800-2800 با توزیع وزن مولکولی (MWD) 1.2-2.4 را مشخص می کند.; این یک مشخصات درجه تامین کننده است تا یک استاندارد در سطح صنعت [1]. منطق مهندسی این پنجره این است که در هنگام اشباع لاک، رزین باید به اندازه کافی مرطوب و به پارچه شیشه ای نفوذ کند، در حالی که لمینت پخته شده باید الزامات قابلیت اطمینان حرارتی لحیم کاری بدون سرب را برآورده کند.اگر دم با وزن مولکولی کم بیش از حد باشد، ورقه ورقه ممکن است در آزمایش زودپز (PCT) شکست زودهنگام را نشان دهد. محدود کردن MWD یک مسیر قابل قبول برای بهبود قابلیت اطمینان PCT است.

1.2 کپسوله سازی نیمه هادی - عامل پخت، Mw کم، توزیع باریک

نمرات کپسولاسیون در یک پنجره به طور قابل توجهی پایین تر قرار می گیرند.ایالات متحده 2008/0097010 A1آشکار می کند که سخت کننده های فنولیک نوولاک (فنول یا کرزول نوولاک) برای ترکیبات کپسوله سازی ترجیحاً دارایMw 400-600، شاخص چند پراکندگی (PDI) ≤ 1.4، و نقطه نرم شدن 60-70 درجه سانتی گراد. در همان پتنت نیز آمده است کهزیر Mw 400، تاب خوردگی و عملکرد پخت بدتر می شود. بالاتر از Mw 600، ویسکوزیته افزایش می یابد. و PDI بالای 1.4 نشان دهنده یک توزیع گسترده با رفتار ویسکوزیته بالقوه نامطلوب است[2]. به عبارت دیگر، ترکیب «کم Mw + توزیع باریک» در کپسوله‌سازی، جریان‌پذیری را فراهم می‌کند و در عین حال تاب خوردگی را سرکوب می‌کند - هدفی که با تأکید بر مقاومت حرارتی لایه‌برداری CCL متفاوت است.

1.3 Photoresist - ستون فقرات تشکیل دهنده فیلم، مرتبه ای از قدر Mw بالاتر

رزین‌های نوولاک برای مقاوم‌کننده‌های نوری مثبت g-/i-line به‌عنوان نقش مهمی در این زمینه عمل می‌کنندرزین تشکیل فیلم، نقشی اساساً متفاوت. ادبیات بررسی شده گزارش می دهد کهبرای رزین های متداول g-/i-line DNQ novolak مقاوم به نور، منگنز ≈ 1,500-2,500، Mw ≈ 3,500-12,000 و PDI ≈ 1.5-3 معمولاً به عنوان محدوده متعادل عملکرد استفاده می شود.[3]. فراتر از مقدار متوسط،کار IBM بر روی نوولاک‌های تقریباً تک پراکنده نشان داده است که عرض خود توزیع وزن مولکولی - نه صرفاً میانگین Mw - مستقیماً بر رفتار انحلال، کنتراست، باقی‌مانده و سرعت نوری در مقاومت i-line حاکم است.: رزین های تکه تکه شده به سمت MWD ≈ 1.0 اثرات وزن مولکولی اغراق آمیز و بسیار قابل کنترل را نشان می دهند، که مقاومت نمونه اولیه را با ترکیب رزولوشن 0.35 میکرومتر با سرعت نوری سریع ممکن می سازد [4].بنابراین توزیع‌های باریک‌تر در جایی که وضوح و کنترل پهنای خط غالب است دنبال می‌شوند، اما هیچ آستانه جهانی PDI در همه پلتفرم‌های مقاومت اعمال نمی‌شود.

تحت برچسب "رزین فنولیک درجه الکترونیکی"، طول وزن مولکولی از چند صد تا بیش از ده هزار متغیر است، بسته به اینکه آیا رزین به عنوان یک عامل لمینیت، یک عامل پخت کپسوله، یا یک ستون فقرات تشکیل دهنده فیلم مقاوم به نور عمل می کند.

جدول خلاصه

2. کنترل توزیع ارزش منبع یابی بیشتری نسبت به بیانیه بازه ای دارد

برای خریداران، ادعای یک تامین کننده مبنی بر "محصولات موجود بین 500-5000 گرم در مول" به خودی خود یک تعهد کیفیت معنی دار را تشکیل نمی دهد.آنچه در واقع بازده خط را تعیین می کند، درجه همپوشانی بین منحنی های GPC از دسته ای به دسته دیگر است.MWD بیش از حد گسترده به این معنی است که سیستم به طور همزمان دارای اجزای با وزن مولکولی کم (فرار، انقباض با پخت بیشتر) و یک دم با وزن مولکولی بالا (جریان محدود) است - که به صورت حفره‌ها و جریان ناهموار رزین در لایه‌بندی، و به‌عنوان تاب خوردگی یا پرکردگی ضعیف در پوشش ظاهر می‌شود.حق ثبت اختراع کپسوله سازی ذکر شده در بالا، PDI ≤ 1.4 را به عنوان یک شرط ترجیحی تعیین می کند، دقیقاً زیرا کنترل توزیع بر قضاوت میانگین تک اولویت دارد.در ارزیابی تامین کننده، نیاز استداده های منگنز، مگاوات و PDI GPC در هر دستهو همپوشانی منحنی های توزیع دسته ای تاریخی را به جای بررسی یک بازه اسمی به تنهایی تأیید کنید.

یک هشدار قابل مقایسه برای همه ارقام متقاطع در این مقاله اعمال می شود:مقادیر Mw گزارش شده به سیستم حلال GPC و اساس کالیبراسیون (به عنوان مثال، روش های معادل پلی استایرن در مقابل روش مطلق) بستگی دارد.پنجره‌های بخش 1 نباید به گونه‌ای که گویی در یک مقیاس مشترک اندازه‌گیری می‌شوند در مقابل یکدیگر قرار گیرند.[6]

3. مشخصات خلوص باید موازی با وزن مولکولی تأیید شود

وزن مولکولی تنها معیار برای یک نیسترزین فنولی درجه الکترونیکی. فنل آزاد باقیمانده، فرمالدئید آزاد و محتوای یونی قابل استخراج به همان اندازه پایایی را پشتیبانی می کنند.IPC-4101مشخصات اصلی مواد پایه تخته چاپی سفت و سخت و چندلایه است که الزامات صلاحیت و عملکرد سیستم های مواد پایه را پوشش می دهد [5].مرز باید به وضوح بیان شود: IPC-4101 بر ویژگی ها و صلاحیت های سطح لمینت حاکم است (به عنوان مثال، Tg، استحکام لایه برداری، مقاومت در برابر CAF). به طور مستقیم محدودیت های فنل آزاد یا یون فلزی را برای خود ماده خام رزین تعیین نمی کند.این مشخصات خلوص موارد کنترلی مستقل از طرف تامین کننده هستند. به عنوان مثال، یک خط تولید رزین فنولیک درجه الکترونیکی مشخص می کندفنل باقیمانده کمتر از 200 پی پی ام، بدون فرمالدئید آزاد، عناصر فلزی در سطح ppb و هالوژن کل کمتر از 1 پی پی ام، همراه با توزیع های وزن مولکولی دسته به دسته بسیار همپوشانی دارند [7].یک مشخصات خرید باید پارامترهای وزن مولکولی و محدودیت‌های مونومر آزاد/محتوای یونی را در یک سطح کنترل قرار دهد، نه اینکه مورد دوم را به عنوان «افزونه‌ها» تلقی کند.

4. توصیه های عملی برای تصمیم گیری منبع

هنگام غربالگری یا جایگزینیرزین فنولی درجه الکترونیکی، اولنقش عملکردی محصول نهایی را تعریف کنید: عامل پخت ورقه ورقه CCL، عامل پخت با ترکیب کپسوله، یا رزین تشکیل دهنده فیلم مقاوم به نور.پنجره وزن مولکولی و هدف PDI به طور قابل ملاحظه ای در این نقش ها متفاوت است. بحث در مورد "اینکه آیا وزن مولکولی مناسب است" خارج از یک زمینه کاربردی هیچ معنای مهندسی ندارد. دوم،از منحنی های توزیع GPC به عنوان مبنایی برای انتشار دسته ای و مقایسه تامین کننده استفاده کنیدو نیاز به داده های تأیید فرآیند تحت برنامه مورد نظر (به عنوان مثال، حداقل ویسکوزیته مذاب، زمان ژل، سرعت خالی بودن لایه لایه، یا غربالگری تاب برداشتن کپسوله) به جای گواهی وزن مولکولی ایزوله دارد. سوم،محتوای فنل آزاد، فرمالدئید و یون قابل استخراج را به طور همزمان بررسی کنید، تأیید می کند که مشخصات خلوص در همان سطح با مشخصات وزن مولکولی کنترل می شود.

ارزش مهندسی وزن مولکولی در فاصله زمانی روی یک دیتاشیت نیست، بلکه در این است که آیا یک تامین کننده می تواند یکمشخصات قابل تایید و تکرار پذیر مجموعه ای از سطح وزن مولکولی، عرض توزیع، قوام دسته ای و کنترل خلوصدر اطراف پنجره فرآیند خاص شما. اگر در حال ارزیابی گزینه های رزین فنلی برای یک برنامه الکترونیکی خاص هستید،به اشتراک گذاشتن شرایط فرآیند هدف و کلاس قابلیت اطمینان نقطه شروع برای یک توصیه درجه موثر است.

مراجع

1. مشخصات فنی محصول برای نمرات عامل پخت بیسفنول-A فرمالدئید خطی نوولاک (BPAN) (Mw 800-2800، GPC؛ MWD 1.2-2.4)، داده های فنی تامین کننده منتشر شده از طریق ادبیات فنی صنعت CCL چین. ذکر شده به عنوان یکمشخصات درجه تجاری، یک استاندارد صنعتی نیست.
2. ایالات متحده 2008/0097010 A1،ترکیب رزین برای کپسولاسیون نیمه هادی و دستگاه نیمه هادی(سخت کننده فنلی Mw 400-600 ترجیح داده می شود، PDI ≤ 1.4، نقطه نرم شدن 60-70 درجه سانتی گراد، با مبادله تاب/ویسکوزیته آشکار).https://patents.google.com/patent/US20080097010A1/fa
3. "سنتز و پخت رزین فنولیک چهار جزئی"مواد(MDPI) - گزارش می دهد که منگنز ≈ 1500-2500، Mw ≈ 3500-12000 و پراکندگی ≈ 1.5-3 معمولاً به عنوان محدوده عملکرد متعادل برای رزین های معمولی g-/i-line DNQ novolac مقاوم به نور استفاده می شود.https://www.mdpi.com/1996-1944/19/20/4295
4. Ito, H., Breyta, G., et al., "ویژگی های عملکردی رزین های نوولاک نزدیک به تک پراکندگی"SPIE Proceedings Vol. 2438(Microlithography, 1995); سابقه انتشار تحقیقات IBM.https://research.ibm.com/publications/performance-properties-of-near-monodisperse-novolak-resins
5. IPC-4101F،مشخصات مواد پایه برای تخته های چاپی سخت و چندلایه، انجمن بین المللی صنایع الکترونیک IPC. دامنه: ویژگی های سطح لمینت و روش های صلاحیت. به طور مستقیم محدودیت های فنل آزاد مواد خام رزین یا یون فلز را تنظیم نمی کند. فهرست مطالب:https://www.electronics.org/TOC/IPC-4101F-toc.pdf
6. Gardziella، A.، Pilato، L. A.، و Knop، A. (2000).رزین های فنولیک: شیمی، کاربردها، استانداردسازی، ایمنی و اکولوژی(ویرایش دوم). اسپرینگر. (برای تعیین خصوصیات فنلی-رزین و استانداردسازی، از جمله وابستگی روش اندازه گیری وزن مولکولی ذکر شده است.)
7. گروه Shengquan، اطلاعات فنی محصول "رزین فنولیک درجه الکترونیک": فنل باقیمانده < 200 پی پی ام، بدون فرمالدئید آزاد، عناصر فلزی در سطح ppb، هالوژن کل < 1 پی پی ام، توزیع وزن مولکولی دسته به دسته بسیار همپوشانی دارند.https://www.shengquan.com/product/15.html
8. پیلاتس، ال (ویرایش). (2010).رزین های فنولیک: یک قرن پیشرفت. اسپرینگر. (به دلیل نقش نوولاک های فنولی به عنوان عوامل پخت در CCL و کاربردهای الکترونیکی ذکر شده است.)