《膠粘劑用戶指南》之粘接工藝的評估三 | 胶●朋友—电子胶水学习

《膠粘劑用戶指南》之粘接工藝的評估三 | 胶●朋友—电子胶水学习

簡單搭接接頭粘接面尺寸的確定

簡單搭接粘接頭的剪切強度(圖 12)取決於金屬、膠粘劑特性、金屬的厚度以及搭接面積。

在給定所需的負載和要使用的金屬和膠粘劑的情況下,能夠預知:

1. 給定厚度的金屬的最佳搭接長度。

2. 給定搭接長度的最佳金屬厚度。

該搭接長度和厚度可根據一組試驗數據的結果圖迅速確定。

使用不同搭接長度 (l) 和金屬厚度 (t) 條件下搭接的接頭, 可測試出接頭的的剪切強度,足以畫出 t/l 與剪切強度的關系曲線。用這種方式得到的曲線如圖13 所示。

在得到的曲線上的任何特定點代表(對於用金屬和膠粘劑采用試驗方案中相同的技術要求制作的搭接接頭)該特定點的應力狀態,說明粘接面尺寸(水平軸)、膠粘劑的剪切應力(豎直軸)與金屬中的拉伸應力(從原點到該點的直線斜率)之間的關系。

最佳搭接長度 (l) 可用該圖和下式確定:τ = σ.t/l

該公式的推導 -

已知設計要求為:

P = 粘接面的單位寬度負載

t = 板厚度 (t= 如接頭由厚度不同的板材組成,采用較薄板材的厚度)

公式如下:

σ = 金屬中平均拉伸應力 =p/t

按定義:

τ = 粘接面內的平均剪切應力=p/I

替換 P 後得到:τ =σ. t/l

最佳搭接長度 (l) 按以下方法確定:

1. 由 P 和 t 計算 s。

2. 從 0 點開始在圖上畫出直線

從 σ.計出斜率用( τ/ t/ l)

3. 當直線與曲線相切時,讀出 [τ] 的值

4. 已經確定了[σ]和[τ],並且已知t,將數值代入下式:

τ = σ.t/l

並計算最佳搭接長度 l。

 

偏離最佳搭接長度會降低接頭的性能。搭接長度太小會造成接頭在低於要求的負載時便發生失效,而太大則表示接頭尺寸比需要過大。

 

最佳板厚 (t) 按以下方法確定:

1. 由 P 和 l 計算 τ。

2. 當 t 的數值與曲線相切時,讀出數值t/l

3. 已經確定t/l 並已知 l,算最佳厚度 t。

 

粘接工藝須知

要成功粘接,膠粘劑必要充分塗覆於待粘接材料表面,填滿表面之間的間隙並充分固化。

 

對於雙組分膠粘劑而言,要求樹脂和固化劑必須正確配比並充分混合。配制好適當量的膠粘劑,塗覆到粘接區域並攤均。這兩個步驟都可借助自動化設備實現。槍式包裝的膠粘劑可使用簡便的膠槍施膠(見圖 15)。圖 16 所示為可計量、混合和塗覆雙組分環氧樹脂膠粘劑的典型容積式配比設備。使用高粘度或觸變型化合物時,計量裝置可用特殊加注泵供膠。單組分環氧樹脂膠粘劑與此相似,也可采用手動或氣動注膠槍或塗覆工具。采用適當的設備有利於設定粘接工藝的質量保證體系。

 

連續生產粘接工藝還需要確保待粘接表面的狀況始終相同。必須清除表面上的雜質。為了提高膠粘劑的親和力,可采用特定的表面處理方法。表面處理可以是多步驟工藝。通常包括機械打磨,但為得到最佳效果 – 需要采用化學酸蝕方法。

 

有時,已知表面覆蓋物(如防護油)可在粘接過程中被膠粘劑吸收 – 特殊配方的容油型愛牢達環氧樹脂膠粘劑特有這種功能。這些情況下,已知覆蓋材料決定了表面狀況。

 

化學反應型膠粘劑的固化或固化需要一定時間,如果采用加熱的方法,固化時間可以縮短。此外,雖然用許多種雙組分環氧樹脂膠粘劑均可在室溫下得到高強度的粘接強度(2-24小時),提高固化溫度– 即使比室溫略高幾度 – 都會提高粘接強度。采用某些單組分環氧樹脂膠粘劑時,固化溫度可能需要達到攝氏 180 度才能獲得最佳的粘接性能。可采用以下方法提高固化溫度:

 

熱風烘箱:只有同時將大量部件放入烘箱或對於連續的生產線,這種方法才經濟可行。熱傳導較慢且受到部件類型和厚度的影響。也可采用紅外加熱爐。

 

熱壓機:可采用蒸汽或油加熱平板壓機,這種設備升溫快、易控制。該方法適用於生產大型平板件,如冷凍集中裝箱板材。

 

感應加熱固化:電磁場在導電型基材中可產生電流。對電流的電阻作用會產生熱量,從而加熱膠粘劑。該技術已用於需要迅速加熱和固化的場合。

 

組合接頭

膠粘劑可與其它連接方式結合使用,特別是與鉚接或點焊。沿粘接層分布的鉚釘或焊點不僅能在膠粘劑固化過程中起到定位和受力點的作用,而且還能增加接頭的抗剝離能力。

 

從其它觀點看來,與機械緊固結合後,膠粘劑可提高粘接面剛性、使應力均勻分布以及密封。膠粘劑粘接還能提高連接工藝的生產速度並降低總體噪聲。

 

 

 

 

 

 

 

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第六章 工艺良品率 | 胶●朋友—电子胶水学习

第六章 工艺良品率 | 胶●朋友—电子胶水学习

第六章 工艺良品率

1、维持及提高良品率(yield)对半导体工业至关重要,三个主要的良品率被用来监控整个半导体工艺制程:
晶圆生产部门-良品率=晶圆产出数/晶圆投入数;
晶圆电测-良品率=合格芯片数/晶圆上的芯片总数;
封装-良品率=终测合格的封装芯片数/投入封装生产线的合格芯片数;
2、累积晶圆生产良品率:在晶圆完成所有的生产工艺后,第一个主要良品率被计算出来,称之为FAB良品率、生产线良品率、累积晶圆厂良品率或CUM良品率。要得到CUMl良品率,需要首先计算各制程站良品率(station yield=离开制程站晶圆数/ 进入制程站晶圆数),将各制程站良品率相乘即得整体的晶圆生产CUM良品率(典型值50%-90%)。
3、晶圆生产良品率的制约因素:
a.工艺制程步骤的数量;
工艺步骤增加,良率下降;工艺步骤增加同时提高了后四个制约良品率因素对制程中晶圆产生影响的可能性—数量专治。(对于商用半导体,75%的晶圆厂CUM良品率是赚取利润的底线,自动化生产线则要达到90%或以上)
b.晶圆破碎和弯曲;
手工和自动的操作、对晶圆的多次热处理、晶圆表面的平整性要求。
c.工艺制程变异;
工艺工程和工艺控制程序的目标不仅仅是保持每一个工艺操作在控制界限内,更重要的是维持相应的工艺参数稳定不变的分布。正态分布(normal distribution)+中心极限分布(central theorem distribution)
d.工艺制程缺陷;
工艺制程缺陷被定义为晶圆表面受到污染或不规则的孤立区域(或点),这些缺陷经常被称为点缺陷(spot defect),导致整个电路失效的缺陷称为致命缺陷(killer defect)。主要来源于晶圆生产区域涉及到的不同液体、气体、洁净室空气、人员、工艺设备和水等等。
e.光刻掩膜版缺陷。
一般有三种掩膜版引起的缺陷:第一种是污染物、第二种是石英板基中的裂痕、第三种是在掩膜版制作过程发生的图案变形(点、空洞、包含、突出、断裂、桥)
4、晶圆电测良品率的制约要素:
晶圆直径、 芯片尺寸(面积)、工艺制程步骤的数量、电路密度、缺陷密度、晶圆晶体缺陷密度、工艺制程周期;
a.晶圆直径和边缘芯片:增大晶圆直径可减少边缘芯片比例,对晶圆电测良品率有正面影响
b.晶圆直径和芯片尺寸:增加芯片尺寸而不增大晶圆直径将会导致晶圆表面完整芯片的比例缩小,当芯片尺寸增加时需用增大晶圆直径以维持很好的晶圆电测良品率。
c.晶圆直径和晶体缺陷(晶圆直径和工艺制程变异):增大晶圆的直径使得晶圆中心保留更多的未受影响的芯片从而提高晶圆电测良品率;
d.芯片尺寸和缺陷密度:对于给定的缺陷密度,芯片尺寸越大,良品率越低;
e. 电路密度和缺陷密度:对于给定的缺陷密度,电路密度越大,良品率越低;
f.工艺制程步骤的数量:随着工艺制程步骤数量的增加,除非采取相应措施来降低由此带来的影响,晶圆背景缺陷密度将增加,增加的背景缺陷密度会影响更多的芯片,从而使晶圆电测良品率变低;
g.特征图形尺寸和缺陷尺寸:较小的特征工艺尺寸使提高晶圆电测良品率增加了难度;
h.工艺制程周期:较长的工艺制程周期也使提高晶圆电测良品率增加了难度;
i.晶圆电测良品率公式:指数函数模型、Seeds模型、Murphy模型、负二项式模型;
5、封装和最终测试良品率:
封装工艺完成后,封装好的芯片会经过一系列的物理、环境和电性测试,总称为最终测试(final test),最终测试后得出第三个主要良品率。
6、整体工艺良品率:
整体工艺良品率是三个主要良品率的乘积,给出了出货芯片数相对最初投入晶圆上完整芯片数的百分比,它是对整个工艺流程成功率的综合评测。由特定电路的集成度、生产工艺的成熟程度(三个良品率)等决定。总体而言晶圆电测良品率是其中最低的一个环节,也是有更大提升空间的环节。

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Hitachi Anisotropic Conductive Fi…

Hitachi Anisotropic Conductive Film AC-8955YW-23 | 胶●朋友—电子胶水学习

上周和一位网友探讨ACF的相关知识时,收到了他给我传的一份日立化成公司的型号为AC-8955YW-23的异向导电膜的TDS技术资料,这是我第一次完整的学习了一份关于ACF的TDS资料,与大家分享一下:

此份TDS的基本内容如下:

1. Standard specification, bonding condition, storage condition and characteristic;

2. Precautions in bonding;

3. Connection reliability;

4. Insulation reliability (In-situ bias test) ;

5. Particle counts on bump;

6. Physical properties;

7. Bonding appearance;

8. Reaction rate;

R&D Group   Goshomiya Production Center    Advanced Interconnect Material Business Unit Hitachi Chemical Co.,Ltd.,

几点收获如下:

1、其实  ACF膜严格意义上分为四层,分别是Cover film (Transparent PET 25um);Particle-filled layer;Non particle-filled layer;Separator (White PET 50um)。以前我一直以为只有三层,因为将导电粒子填充和未填充部分看成了一层(我以为粒子是分布在此一层中的),如果是有此区分的话就更容易理解其异向导电性了。存在的一点疑问是如果是异向导电胶的话应该就没法将这两层(含粒子和不含粒子)分离开了! 请参看下图:

2、此类ACF产品和一些单组分热固化的胶水类似,也是需要在-10度到5度之间保存的,而且在使用前也是需要进行回温的处理;

3、热压过程中上面的压头与IC芯片的大小接近,略大于IC芯片的尺寸,而且在热压时主要的压力和温度都是有芯片这一端来完成的,大家可以参看TDS里面的Bonding conditions:ACF lamination 和IC main bonding。而且在热压过程中温度的上升也是非常急剧的;请参看下图:

4、后面的几项就是针对可靠性方面的一些测试方法和结果,都是以日立化成公司自己内部设定的方法,相信这些方法也是和客户密切配合建立的。其中关于Particle counts on bump的测试实际上也是使用了一些统计学上的工具,因为其中Stdev其实就是“基于样本估算标准偏差。标准偏差反映数值相对于平均值 (mean) 的离散程度。”,这个工具在其他电子胶粘剂的TDS资料里面还真没见过。不过曾经在一些终端用户那里的试样报告中见过,记得有一次拿到英业达公司关于corner bonding胶水评估中似乎也用到了类似的工具。

5、最后通过此份材料又了解到一个测试玻璃化转变温度的设备—DVE—Dynamic Visco-Elastic Analyzer,翻译成中文应该是叫动态粘弹性分析仪吧,貌似在橡胶行业用得比较多,电子胶水行业用DSC或TMA做玻璃化转变温度的多一些。

大家可以下载附件的TDS学习一下,内容还是比较全面的,呵呵!这类资料似乎在官网上也是找不到的,日本公司对技术资料有时都是保密的,上次就应namics公司要求删除了博客里面的两份资料,不会这次又收到日立化成的删除要求把,呵呵!

应网友要求删除此下载链接,如确有需求请PM本人,谢谢!

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《膠粘劑用戶指南》之粘接工藝的評估一 | 胶●朋友—电子胶水学习

《膠粘劑用戶指南》之粘接工藝的評估一 | 胶●朋友—电子胶水学习

粘接工藝的優點

粘接是連續的:承受荷載方面,粘接區域的應力分布更均勻。避免了點焊或機械緊固連接中的應力集中問題。從而粘接的構件能夠在荷載下具有更長的使用壽命。

結構剛性更好:粘接 – 是連續的 – 產生剛性更高的結構。換句話說,如果不需要更高的剛性,則結構件的重量可以降低,同時保持所需的剛性。

改善外觀:采用粘接工藝可以獲得更為平滑的外觀設計。沒有凸出的緊固件如螺栓或鉚釘,也沒有點焊痕跡。

減少應力集中:粘接結構的安全性更高,因為減少了應力集中、降低了應力集中的嚴重度,且發生疲勞裂紋的可能性更低。粘接結構中疲勞裂紋的延伸速度比鉚接結構,甚至比機械加工表面都更為緩慢,因為粘接層有阻擋裂紋的作用。

連接敏感性材料:粘接工藝不需要高溫。適用於連接容易因銅焊或焊接所產生的熱量而發生變形或屬性變化的熱敏性材料。

復雜組裝件:無法用其它任何可行方法連接的復雜組裝件可用膠粘劑粘接。复材三明治合板就是一個典型實例。

粘合不同材料: 膠粘劑可以把各種材料連接在一起– 材料可在成分、模量、膨脹系統和厚度方面有所不同。

防腐保護:連續的粘接結合形成了密封作用。因而接頭具有防漏功能並降低了腐蝕傾向。

電絕緣:粘接結合能夠在接頭形成一個電絕緣層。

振動阻尼作用:膠粘劑粘接具有良好的阻尼特性。這有助於降低噪聲或振動。

簡便易行:粘接工藝可以一個接頭替代多個機械緊固件,或在一道工序中連接多個部件,顯著簡化了裝配過程。粘接工藝可與點焊或鉚接技術結合使用,從而改善整體結構性能。以上所有優點可轉化為經濟優勢:更佳的設計、裝配更容易、重量更輕(以較低能耗克服慣性)、使用壽命更長。

局限

耐熱性能:膠粘劑是用我們所熟知的“聚合物”、“塑料”或“合成樹脂”制成的。因此具有此類材料的局限。這些材料的強度不如金屬。(這種差距是通過增大粘接面積來彌補)。隨著溫度升高,粘接強度會降低,而且膠粘劑的應變屬性由彈性應變轉變為塑性應變。這種轉變通常發生在70 – 220°C 的溫度範圍:轉變溫度視具體膠粘劑而異。

化學穩定性:接頭對所處環境的耐受性取決於配制膠粘劑的聚合物的屬性。粘接結構如有可能接觸氧化劑、溶劑等,則選擇膠粘劑類型時必須注意。

固化時間:對於大多數膠粘劑來說,不可能像機械緊固或焊接那樣立即達到最大粘合強度。組裝好的接頭必須至少被緊固支撐一段時間,利用這段時間逐漸達到粘合強度。粘接過程中,粘接質量可能會因膠粘劑對粘合面潤濕不充分而受到影響。

工藝控制:要確保最終達到良好的效果,需要對不熟悉的工藝控制進行設定。粘接不良往往是無法糾正的。

維修:粘接好的部件在維修時不容易拆卸。

 

現代膠粘劑:種類與主要性能

現代膠粘劑是按使用方法或化學品類型分類的。強度最高的膠粘劑通過化學反應形成固化。強度較低的則以某種物理變化進行固化。當今工業領域所應用的主要類型如下。

厭氧型:厭氧型膠粘劑在接觸金屬並隔絕空氣時,例如螺栓擰緊時發生固化。通常稱作“鎖緊劑”或“密封劑”,用於緊固、密封和鎖定螺栓或類似的高精度部件。這種膠粘劑由被稱為丙烯酸樹脂的合成樹脂制成。在固化過程中,厭氧膠粘劑沒有填充縫隙的能力,但具有較快固化速度的優點。

氰基丙烯酸酯膠粘劑:一種特殊類型的丙烯酸樹脂- 氰基丙烯酸酯膠粘劑,它通過與待粘接

氰基丙烯酸酯膠粘劑:一種特殊類型的丙烯酸樹脂- 氰基丙烯酸酯膠粘劑,它通過與待粘接表面所含水分發生反應達到固化。這種膠粘劑需要配合高精度的接頭。這種膠粘劑能夠在數秒內固化,適用於小型塑料零件和橡膠。氰基丙烯酸酯膠粘劑具有較小的縫隙填充能力,但能夠以液體和觸變(非流動)的形式出現。

增韌丙烯酸樹脂/甲基丙烯酸膠粘劑:一種改性丙烯酸樹脂,這種膠粘劑屬快速固化型,具有較高的強度和韌性。這種雙組分(樹脂和催化劑)膠粘劑通常在塗覆前調配,但也有特種膠粘劑,兩種組分分開塗覆,樹脂塗覆到一個粘接面,催化劑塗覆到另一表面。這種膠粘劑對表面處理要求不高,並可粘接廣泛的材料。該產品系列有寬闊的固化速度,有液體和膏狀等形態,能夠填充最大 5 毫米的間隙。

紫外線固化膠粘劑:特殊改性的丙烯酸和環氧膠粘劑,可在紫外線照射下迅速固化。丙烯酸樹脂 UV膠粘劑在紫外線照射下以極快的速度固化,但基材要求可透射紫外線。紫外線引發的環氧膠粘劑可在閉合接頭前進行照射,在室溫幾小時內固化,也可加溫固化。

環氧樹脂膠粘劑:環氧樹脂類膠粘劑由環氧樹脂加固化劑組成。由於有許多種類的樹脂和固化劑,其配方是千變萬化的。這種膠粘劑可與大多數材料形成緊固耐久的粘接面。 環氧樹脂類膠粘劑有單組分、雙組分兩種形式,能夠以流動性液體、高觸變型產品(間隙填充能力達 25 毫米)或薄膜的形式供應。

聚氨酯膠粘劑:聚氨酯膠粘劑通常為單組分潮氣固化型,也可為雙組分。它可產生強回彈性接頭面,具抗衝擊性。該產品適用於粘接 GRP (玻璃鋼) 和一些熱塑性塑料,固化速度範圍較廣,能夠以液體/膏狀的形式供應,間隙填充性可高達 25 毫米。

改性酚醛膠粘劑:第一種用於金屬的膠粘劑,長久以來,改性酚醛樹脂膠粘劑成功用於金屬與金屬、金屬與木材以及金屬與剎車套的牢固連接。改性酚醛樹脂膠粘劑在固化過程中需要熱壓力。

上述膠粘劑是通過化學反應固化的。強度較低但工業上較為重要的是膠粘劑類型有

熱熔膠粘劑:與最古老的一種膠粘劑-密封蠟有關,當今工業用熱熔型膠粘劑是由現代聚合物制成的。熱熔型膠粘劑用於快速裝配及輕微負載的結構。

塑料溶膠:塑料熔膠膠粘劑是改性 PVC 分散體,需要加熱固化。形成的粘接面往往具有回彈性和韌性。

橡膠膠粘劑:橡膠膠粘劑用膠乳溶液漿制成,通過失去溶劑或水來實現固化。不適用於持續負載的結構。

聚乙酸乙烯酯膠粘劑(PVAs):乙酸乙烯酯是 PVA 乳膠的主要成分。適用於粘接多孔材料,如紙張或木材和一般包裝件。

壓敏膠粘劑:適用於粘接膠帶和標簽,壓敏膠粘劑並不固化,但往往能適應於惡劣環境。不適於持續負載的結構。

沒有一家公司能提供全部類型的膠粘劑。各家供應商專業化生產特定類型的膠粘劑。

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第五章 污染控制 | 胶●朋友—电子胶水学习

第五章 污染控制 | 胶●朋友—电子胶水学习

第五章 污染控制

1、半导体器件极易受到多种污染物的损害:微粒、金属离子、化学物质、细菌;

微粒:1cm=10000um, 人的头发直径约为100um,微粒的大小要小于器件上最小特征图形尺寸的1/10 倍;(1994年SIA将0.18um设计的光刻操作的缺陷密度定为0.06um下的135个)

金属离子:可移动离子污染物(MIC),Na是最常见之一;化学品:以氯为代表;

2、污染引起的问题:器件工艺良品率、器件性能、器件可靠性;

3、污染源:空气、厂务设备、洁净室工作人员、工艺使用水、工艺化学溶液、工艺化学气体、静电;

4、空气

a.空气洁净等级标准209E:区域中空气级别数是指在一立方英尺(0.0283立方米)中所含直径为0.5微米或更大的颗粒总数。一般城市空气为500万级;

b、净化空气的方法:洁净工作台、隧道型设计、完全洁净室、微局部环境

高效颗粒搜集过滤器(HEPA过滤器)、空气层流立式(VLF)工作台、空气层流平行式(HLF)工作台、标准机械接口装置(SMIF)、晶圆隔离技术(WIT)、晶圆盒(POD);

c、温度、湿度及烟雾

5、洁净室的建设:建筑材料-以不锈钢为主、洁净室要素-9种控制外界污染的技术

粘着地板垫、更衣区、空气压力、空气淋浴器、维修区、双层门进出通道、静电控制(静电放电电流ESD,防止静电堆积和防止放电)、净鞋器、手套清洗器

6、人员产生的污染:经过风淋的洁净室操作员,坐着时每分钟可释放10万到100万个颗粒、移动时会大幅增大。呼吸时也会排出大量水气和微粒;

7、工艺用水:城市系统中水包含的污染物有溶解的矿物、颗粒、细菌、有机物、溶解氧、二氧化碳。去除带电离子使水从导电介质变成阻抗,18MΩ水。清洁工艺用水至可接受的洁净水平所需的费用是制造厂的一个主要运营费用;

8、工艺化学品:一般溶剂、化学试剂、电子级和半导体级;

有几种技术可同时满足更洁净的化学品、更严格的工艺控制和较低的费用,其中一种是“点使用”(point-of-use POU)化学混合器(BCDS的另一个版本)。大量化学品传输系统(BCDS)、点使用化学品再生(POUCG), ppm-百万  ppb-十亿   ppt-万亿

9、化学气体:纯度、水汽含量、微粒、金属离子; 氧气钝化(OP)、晶圆舟(wafer boat)

10、设备:机械设备是最大的微粒污染源;每片晶圆每次通过设备后增加的颗粒个数(ppp)、每片晶圆每次通过的颗粒增加数(PWP)

11、洁净室的供给、洁净室的维护;

12、晶片表面清洗:颗粒、有机残留物、无机残留物、需要去除的氧化层;

前线(FEOL)清洗、后线(BEOL)清洗

颗粒去除(机械的)

通常的化学清洗(例如硫酸/氢气/氧气)

氧化物去除

有机物和金属去除(SC-1)

碱金属和氢氧化物的去除(SC-2)

水清洗步骤

芯片烘干

13、颗粒的去除:Vander Waals吸引力、z电势、Capillary引力;晶片刷洗器;高压水清洗;有机残留物、无机残留物、化学清洗方案(硫酸、硫酸和过氧化氢、臭氧)

14、氧化层的去除:RCA清洗, 标准清洗-1 SC-1、标准清洗-2 SC-2

15 、室温和氧化的化学物质:臭氧化的去离子水、氢氟酸/过氧化氢/水/表面活性剂+兆声波(MEGASONIC)、双氧水+兆声波、氢氟酸稀释液(1%)、去离子水清洗+兆声波,(喷洒清洗-干法清洗-低温清洗CO2);

16、水清洗:溢流式清洗器、喷洒式清洗、排放式清洗、超声波辅助进行的清洗和水冲洗、旋转淋洗烘干机(SRD);  20000-50000Hz为超声波、850KHz为兆声波;

17、烘干技术:旋转淋洗烘干机、异丙醇(IPA)蒸气烘干机法、表面张力/麦兰(marangoni)烘干法

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亨斯迈爱牢达AV119 TDS | 胶●朋友—电子胶水学习

亨斯迈爱牢达AV119 TDS | 胶●朋友—电子胶水学习

近日了解到亨斯迈旗下有一款爱牢达AV119产品,主要是单组分热固化环氧胶粘剂,产品TDS我大概看了一下,应该与目前的红胶体系有些类似,但是有两个比较特殊的地方,一个是粘接强度非常大,另外一个是具有一定的韧性,可以承受高频的震荡冲击。据了解市面的价格好像是五六百块一公斤,而且这个产品也是按公斤来销售的,估计用量也不小。有空让公司研发部门分析一下此款产品,顺便也去了解一下此类产品的应用点。闲话少说,先贴上TDS资料,需要看原版的请下载附件查看!:

ARALDITE® AV 119 EPOXY ADHESIVE PASTE DESCRIPTION: Araldite AV 119 epoxy adhesive is a one-component, multi-purpose paste that is thixotropic and is designed for heat curing at temperatures from 248°F to 356°F (120°C to 180°C). The adhesive will fill gaps to 0.12 in. (3mm). The tough, high-strength adhesive is well suited for metal bonding and joining materials including ceramics, glass, rubber and temperature-resistant plastics. APPLICATIONS: Metal- to-metal bonding. ADVANTAGES: • Good heat resistance to 248°F (120°C) • Good peel strength • Good chemical resistance TYPICAL Test Values(1) PROPERTIES: Property Test Method One Component Epoxy Color Visual Beige Specific Gravity ASTM D-792 1.15 - 1.20 Viscosity at 77°F (25°C), cP Thixotropic paste PROCESSING Pretreatment The strength and durability of a bonded joint are dependant on proper treatment of the surfaces to be bonded. At a minimum, joint surfaces should be cleaned with a good degreasing agent such as acetone or other proprietary degreasing agents in order to remove all traces of oil, grease and dirt. Low grade alcohol, gasoline or paint thinners should never be used. The strongest and most durable joints are obtained by either mechanically abrading or chemically etching (“pickling”) the degreased surfaces. Abrading should be followed by a second degreasing treatment Adhesive Application The resin/hardener mix is applied with a spatula, to the pretreated and dry joint surfaces. A layer of adhesive 0.002 to 0.004 in. (0.05 to 0.10mm thick) will normally impart the greatest lap shear strength to the joint. The joint components should be assembled and clamped as soon as the adhesive has been applied. An even contact pressure throughout the joint area will ensure optimum cure. Mechanical processing Specialist firms have developed metering, mixing and spreading equipment that enables the bulk processing of adhesive. Huntsman Advanced Materials will be pleased to advise customers on the choice of equipment for their particular needs. Equipment maintenance All tools should be cleaned with hot water and soap before adhesives residues have had time to cure. The removal of cured residues is a difficult and timeconsuming operation. If solvents such as acetone are used for cleaning, operators should take the appropriate safety precautions and, in addition, avoid skin and eye contact. Curing times Temperature ° F (°C) 248 (120) 284 (140) 302 (150) 320 (160) 356 (180) Cure time minutes 60 45 30 20 10 Lap shear strength at 74°F (23°C) psi (N/mm2) 2900 – 3,335 (20-23) 3,625 – 4,060 (25-28) 3,915 – 4,350 (27-30) 4,205 – 4,640 (29-32) 4,350 – 4,785 (30-33) Note: Temperatures below 248°F (120°C) will not give adequate cure even when cure time is prolonged. Cure temperatures above 302°F (150°C) should be avoided when joining materials with different coefficients of linear thermal expansion because stresses will be set up in the bond line upon cooling. This effect is particularly marked where the bond surfaces are large. Typical cured properties Unless otherwise stated, the figures given below were determined by testing standard specimens made by lap-jointing 6.6 x 1.0 x 0.06 in.(170 x 25 x 1.5mm) strips of aluminum alloy. The joint area was 0.5 x 1.0 in. (12.5 x 25mm) in each case. The figures were determined with typical production batches using standard testing methods. They are provided solely as technical information and do not constitute a product specification. Average lap shear strengths of typical metal-to-metal joints (ISO 4587) Cured for 30 mins at 302°F (150°C) and tested at 74°F (23°C) Pretreatment - Sand blasting 0 725 1,450 2,175 2,900 3,625 4,350 5,075 Aluminum Steel 37/11 Stainless steel V4A Galvanized steel Copper Brass psi** * * * *Failure stress close to elastic limit yield stress of the metal. ** 725 psi = 5 N/mm2; 1,450psi = 10 N/mm2; 2,175 psi = 15 N/mm2; 2,900 psi = 20 N/mm2; 3,625 psi = 25 N/mm2; 4,350 psi = 30 N/mm2; 5,075 psi = 35 N/mm2 Lap shear strength versus temperature (ISO 4587) (typical average values) Cure:45 mins at 302°F (150°C) 0 1,450 2,900 4,350 5,800 -76 -40 -4 32 68 104 140 176 212 248 °F* psi** *-76°F = -60°C; -40°F = -40°C; -4°F = -20°C; 32°F = 0°C; 68°F = 20°C; 104°F = 40°C; 140°F = 60°C; 176°F = 80°C; 212°F = 100°C; 248°F = 100°C **1,450psi = 10 N/mm2; 2,900 psi = 20 N/mm2; 4,350 psi = 30 N/mm2; 5,800 psi = 40 N/mm2 Roller peel test (ISO 4578) Cured 30 mins at 150°C, pli (N/mm) 45.7 - 57.1 (8 - 10) Coefficient of thermal expansion (VDE 304), at 68°F-140°F (20°C-60°C) in./in./ºC 57x10-6 at 68°F-212°F (20°C-100°C) in./in./°C 68x10-6 Electrolytic corrosion (DIN 53489) Grade A 1 Electrical Properties Thermal Conductivity, W/mK 0.26 Surface Resistivity, ohms 3.5 E+13 Dielectric Strength, volt/mil 450 Volume Resistivity, ohms-cm 6.2 E+16 Dielectric Constant, at 50Hz/1KHz/10KHz 4.0/4.0/3.8 Loss Tangent, % at 50Hz/1KHz/10KHz 1.0/1.1/1.5 Lap shear strength after 90 days immersion in various media at 74°F (23°C), Typical average values. 0 725 1450 2175 2900 3625 4350 As-made value Methanol Gasoline Ethyl acetate Acetic acid, 10% Acetone Trichloroethylene Water at 74°F (23°C) Water at 194°F (90°C) psi* Cure: 30 mins at 302°F (150°C) * 725 psi = 5 N/mm2; 1,450psi = 10 N/mm2; 2,175 psi = 15 N/mm2; 2,900 psi = 20 N/mm2; 3,625 psi = 25 N/mm2; 4,350 psi = 30 N/mm2; Lap shear strength versus tropical weathering (40/92, DIN 50015; typical average values) Cured: 30 min at 302°F (150°C); Tested at 74°F (23°C) 0 725 1450 2175 2900 3625 4350 As made value After 30 days After 60 days After 90 days psi* * 725 psi = 5 N/mm2; 1,450psi = 10 N/mm2; 2,175 psi = 15 N/mm2; 2,900 psi = 20 N/mm2; 3,625 psi = 25 N/mm2; 4,350 psi = 30 N/mm2; Shear modulus (DIN 53445) Cure:30 min/302°F (150°C), Ksi (GPa) 77°F (25°C) 122°F (50°C) 167°F (75°C) 212°F (100°C) 257°F (125°C) 302°F (150°C) 203 (1.4) 188 (1.3) 160 (1.1) 102 (0.7) 44 (0.3) 2,175 psi (15 MPa) CAUTION: Huntsman Advanced Materials Americas Inc. maintains up–to-date Material Safety Data Sheets (MSDS) on all of its products. These sheets contain pertinent information that you may need to protect your employees and customers against any known health or safety hazards associated with our products. Users should review the latest MSDS to determine possible health hazards and appropriate precautions to implement prior to using this material. Copies of the latest MSDS may be requested by calling our customer service group at 800-367-8793 or emailing your request to adhesives_group@huntsman.com. FIRST AID! Eyes and skin: Flush eyes with water for 15 minutes. Contact a physician if irritation persists. Wash skin thoroughly with soap and water. Remove and wash contaminated clothing before reuse. Inhalation: Remove subject to fresh air. Swallowing: Dilute by giving water to drink and contact a physician promptly. Never give anything to drink to an unconscious person. KEEP OUT OF REACH OF CHILDREN FOR PROFESSIONAL AND INDUSTRIAL USE ONLY IMPORTANT LEGAL NOTICE: Sales of a referenced product (“Product”) are subject to the general terms and conditions of sale of Huntsman Advanced Materials Americas Inc. (“Huntsman”). WARRANTY: Huntsman warrants to the Buyer that the Product will conform to the published specifications for that Product at the time of manufacture, and that the Product will be free from defects in material and workmanship in normal use. DISCLAIMER AND LIMITATION OF LIABILITY: EXCEPT AS SET FORTH ABOVE, SELLER MAKES NO WARRANTY OR REPRESENTATION, EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. Huntsman cannot control Buyer’s application and use of the Product and accepts no responsibility therefore. No statement or recommendation contained in any Product literature may be construed as a representation about the suitability of a Product for the particular application of Buyer or user or as an inducement to infringe any relevant patent. Buyer is responsible to ensure that its intended use of the Product does not infringe any thirdparty’s intellectual property rights. Seller neither assumes, nor authorizes any representative or other person to assume for it, any obligation or liability other than as is expressly set forth herein. UNDER NO CIRCUMSTANCES SHALL HUNTSMAN BE LIABLE FOR INCIDENTAL, CONSEQUENTIAL, SPECIAL OR OTHER INDIRECT DAMAGES AS A RESULT OF A BREACH OF ANY WARRANTY OR THE FAILURE OF A PRODUCT OR ANY CLAIM THAT IS ESSENTIALLY BASED UPON SUCH BREACH OR FAILURE. Any claim by Buyer, whether arising in contract, tort, negligence, breach of warranty, strict liability, or otherwise, related to a Product shall be limited to, and the sole liability of Seller and the sole remedy of Buyer for any claims shall be for, the purchase price of the Product in respect of which such claim is made. The foregoing DISCLAIMER and LIMITATION OF LIABILITY supercedes Buyer’s documents. WARNING: Technical data and results are based upon tests under controlled laboratory conditions and must be confirmed by Buyer by testing for its intended conditions of use. The Product has not been tested for, and therefore is not recommended or suitable for, uses for which prolonged contact with mucous membranes, abraded skin, or blood is intended or likely, or for uses for which implantation within the human body is intended, and Huntsman assumes no liability for any such uses. © 2004 Huntsman Advanced Materials Americas Inc. Araldite is a registered trademark of Huntsman LLC or an affiliate thereof in one or more, but not all, countries.

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  TDS-A119(US).pdf (159.6 KB, 0 次)
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来源: http://www.g4e.cn/wordpress/archives/huntsman-araldite-av-119-tds/

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《膠粘劑用戶指南》目录及前言 | 胶●朋友—电子胶水学习

《膠粘劑用戶指南》目录及前言 | 胶●朋友—电子胶水学习

此《膠粘劑用戶指南》系在网上找到的由HUNTSMAN公司撰写的一篇指南,文章较为详尽的阐述了胶粘剂使用的相关知识,当然并不是针对某一两个特殊的领域,而是泛指所有可能应用到胶粘剂的场合。 连载完毕后我会将整个指南的附件上传供大家学习探讨!

 

 

 

目录:

 

第一部分 粘接工藝的評估

• 粘接工藝的優點

• 局限

• 現代膠粘劑種類與主要性能

• 粘接接頭設計

• 簡單搭接尺寸的確定

• 粘接工藝須知

• 組合粘接面

第二部分 預處理工藝的基本步驟

• 表面處理

• 除油

• 打磨

• 特定材料的預處理

• 獲得最佳粘接性能所需的特殊預處理

• 化學預處理須知

• 金屬

 

前言

 

幾乎所有工業產品均具有多種零部件,這些零部件必須固定在一起。常用的連接方式是機械連接,如螺栓連接、鉚接或點焊。但工程師們現在經常選用粘接工藝。這種連接技術已經相當成熟,能夠取代或填補機械連接的不足且具有以下優點:

• 降低零部件以及裝配成本

• 提高產品性能和耐久性

• 設計的自由度更高

• 減少精加工工序

 

本指南通過詳細說明,消除工程師對使用膠粘劑的某些顧慮。其中包括對現代膠粘劑的調查,說明了應如何設粘接接頭以及如何進行預處理,從而實現粘接技術的最佳運用。

 

本指南由金屬材料的膠粘劑發明人起草。

 

關於膠粘劑

 

我們尋求采用膠粘劑時要做哪些事情呢?這已經不是什么新問題了。人類自有史以來就已經使用膠粘劑或膠水了。古埃及人用膠水把飾物粘貼到家俱上。這些早期的膠水都是天然物質。現代我們采用的是合成樹脂和聚合物。

 

我們把零部件粘接在一起時,先將膠粘劑充分塗覆在表面並充滿之間的縫隙。然後待其固化。固化結束時,接頭能夠承受應力。強度最高的膠粘劑通過化學反應形成固化,對粘接面具有顯著的附著力。與機械連接技術相比,粘接技術有時又稱為化學連接。

 

按粘接要求優化設計

 

為取得粘接面的最佳性能,針對粘接工藝進行部件設計是非常重要的,而不是直接照搬用於機械裝配的設計。

 

在設計階段一定要考慮膠粘劑的塗覆方法和零部件的裝配,同時還要考慮實際固化條件,這些條件將影響到選用何種膠粘劑。

 

當在設計和生產過程的所有階段都考慮到粘接質量時,便能得到上佳的粘接效果。

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第四章 芯片制造概述 | 胶●朋友—电子胶水学习

第四章 芯片制造概述 | 胶●朋友—电子胶水学习

第四章 芯片制造概述

 

1、芯片制造的四个阶段:原料制作-单晶生长-晶圆制造、集成电路晶圆的生产(wafer fabrication)-集成电路的封装;

2、晶圆术语:

器件或叫芯片-Chip、die、device、circuit、microchip、bar

街区或锯切线-Scribe lines、saw lines、streets、avenues

工程试验芯片-Engineering die、test die

边缘芯片-Edge die

晶圆的晶面-Wafer Crystal Plane

晶圆切面/凹槽-Wafer flats/notche

3、晶圆生产的基础工艺:增层-光刻-掺杂-热处理

4、电路设计:功能电路图(逻辑功能图)-示意图-电路版面设计(复合图composite)

5、光刻母版(reticle)和掩膜版:光刻母版是在玻璃或石英板的镀薄膜铬层上生成分层设计电路图的复制图。

6、晶圆测试:又称芯片测试(die sort)或晶圆电测(electrical sort)

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第三章 晶圆制备 | 胶●朋友—电子胶水学习

第三章 晶圆制备 | 胶●朋友—电子胶水学习

第三章 晶圆制备
1、晶圆制备阶段:矿石到高纯气体(四氯化硅或者三氯硅烷)的转变-气体到多晶的转变-多晶(polysilicon)到单晶、掺杂晶棒的转变-晶棒到晶圆的制备;

2、原子在整个材料里重复排列成非常固定的结构,这种材料称为晶体(crystal);原子没有固定的周期性排列的材料称为非晶体或者无定形(amorphous);

3、晶体里的原子排列为晶胞(unit cell)结构-晶体结构的第一个级别;晶格(lattice);

硅晶胞具有16个原子排列成金刚石结构,砷化镓晶体具有18个原子的晶胞结构称为闪锌矿结构;

4、当晶胞间整洁而有规则地排列时,第二个级别地结构发生了,这样排列的材料具有单晶结构。单晶材料比多晶材料具有更一致和更可预测的特性,单晶结构允许在半导体里一致和可预测的电子流动;

5、晶向(crystal orientation),晶面通过一系列称为密勒指数的三个数字组合来表示,晶向的晶圆用来制造MOS器件和电路,而晶向的晶圆用来制造双极型器件和电路。

6、把多晶块转变成一个大单晶,給予正确的定向和适量的N型或P型掺杂,叫做晶体生长。

直拉法CZ:籽晶放肩形成一薄层头部-等径生长-收尾,可形成几英寸长和直径大到12英寸或更多的晶体,200毫米晶圆晶体重约204kg,三天时间生长。高氧含量晶体;

液体掩盖直拉法LEC:用来生长砷化镓晶体,由于砷有有挥发性,一是通过给单晶炉加压来抑制砷的挥发,另一个是用一层氧化硼漂浮在熔融物上来抑制砷的挥发;

区熔法:不能像直拉法那样生长大直径的单晶,并且晶体有较高的位错密度,但不需要石英坩埚便会生长出低氧含量的高纯晶体。低氧晶体可用在高功率的晶闸管和整流器上;

7、晶体缺陷:点缺陷(空位)、位错、原生缺陷(滑移、孪晶)

8、晶体准备:

截断:用锯子截掉头尾;

直径滚磨:在一个无中心的滚磨机上进行的机械操作;

晶体定向、电导率和电阻率检查;

滚磨定向指示:主参考面、第二个参考面;

切片;

晶圆划号:使用激光点;

磨片:主要目的是去除切片工艺残留的表面损伤;

化学机械抛光CMP:制造大直径晶圆的技术之一,化学机械平面化(planarization);

背处理:背损伤、吸杂、背面喷沙、背面多晶层或氮化硅的淀积;

双面抛光;

边缘倒角和抛光:边缘倒角是使晶圆边缘圆滑的机械工艺;

晶圆评估:直径及公差、厚度、晶体定向、电阻率、Res梯度、氧含量、氧化度、碳含量;

氧化;

包装;

晶圆外延。

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第二章 半导体材料和工艺化学品 | 胶●朋友—电子胶水学习

第二章 半导体材料和工艺化学品 | 胶●朋友—电子胶水学习

第二章 半导体材料和工艺化学品

1、原子结构:电子 质子 中子 空穴(未填充电子的位置)

任何原子中都有数量相等的质子和电子;任何元素都包括特定数目的质子,没有任何两种元素有相同数目的质子;有相同最外层电子数的元素有着相似的性质;最外层被填满或者拥有8个电子的元素是稳定的;原子会试图与其他原子结合而形成稳定的条件。

2、导电率 C=1/ρ    ρ为电阻率,单位为欧姆·厘米  Ω·cm

3、电容:把一层绝缘材料夹在两个导体之间就形成的一种电子元件,电容的实际效应就是储存电荷  C=kEA/t   C-电容 k-材料的绝缘常数 E-自由空间的介电常数(自由空间有最高的电容)  A-电容的面积 t-绝缘材料的厚度。

4、电阻 R=ρL/WD  ρ为材料电阻率 L为长度  W为宽度  D为高度

5、导体半导体相关特性:材料的电分类和掺杂半导体的性质  空穴流(hole flow)

6、载流子迁移率:在电路中,我们对载流子(空穴和电子)移动所需能量和其移动的速度都感兴趣。移动的速度叫做载流子迁移率,空穴比电子迁移率低,在为电路选择特定半导体材料时,这是个非常值得考虑的重要因素。

7、半导体产品材料:

锗(熔点937度)-表面缺少自然发生的氧化物,从而容易漏电;  硅(熔点1415度)

半导体化合物:砷化镓(GaAs)、磷砷化镓(GaAsP)、磷化铟(InP)、砷铝化镓(GaAlAs)、磷镓化铟(InGaP)。其中砷化镓(GaAs)、磷砷化镓(GaAsP)可用于发光二极管LED制造。

8、砷化镓(GaAs)有诸多优势:载流子的高迁移率、对辐射造成的漏电具有抵抗性、其半绝缘性使邻近器件的漏电最小化,允许更高的封装密度。即便如此砷化镓也不可能替代硅成为主流的半导体材料,因为其性能和制造难度之间的权衡。另外砷对人类使很危险的。

9、锗化硅:器件和集成电路的结构特色是用超高真空/化学气相沉积法(UHV/CVD)来淀积锗层。异质结构(hetrostructure)、异质结(heterojunciton)

10、铁电材料:PZT&SBT,并入SiCOMS存储电路,叫做铁电随机存储器(FeRAM)

11、工艺化学品:当把芯片的制造成本加在一起时,其中化学品占总制造成本的40%

分子、化合物、混合物、离子(ion)、离子的(ionic); 固体、液体、气体、等离子体

12、物质的性质:(摄氏温标中改变一度比华氏温标中需要更多的能量)

温度: 华氏温标(-491.4、32、212)、摄氏温标(-273、0、100)、开氏温标(0、273、373)

华氏温标时德国物理学家Gabriel Fahrenheit用盐和水溶液开发的,盐溶液的冰点温度定为华氏零度。但由于纯水的冰点温度更有用,所以在华氏温标中水的冰点温度为32F,沸点温度为212F,两者相差180F。

密度(dense)、比重(specific gravity)蒸气密度(vapor density)

气压表示为英镑每平方英寸(psia),大气压或托(torr);真空(vacuum);毫米汞柱(manometer)

酸、碱、溶剂:酸中含有氢离子(hydrogen ion),碱中含有氢氧离子(hydroxide ion)

材料安全数据表(MSDS)-美国联邦职业、安全和健康法案(OSHA)的规定

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