integrerade kretsar är hjärnorna av nästan varje modern apparat , från mobiltelefon till bärbar dator till rymdstationen . En integrerad krets , storleken på ett frimärke , kan innehålla mer än en miljard transistorer . Denna extrema miniatyrisering kräver temperaturlikformighet över kiselskivor som kretsarna är byggda . Termisk konduktivitet ( representerad som " k " ) är ett mått på hur snabbt ett material leder värme . Det är en kritisk parameter för att bestämma och designa för temperaturutjämning . Fakta
Termisk konduktivitet är en av många termiska egenskaper hos materialet kisel . Andra egenskaper inkluderar specifika värme ( 0.70 Joule per gram grad Kelvin ) som bidrar till att avgöra effekt som krävs för att höja temperaturen på skivan , kokpunkt ( 2,628 grader Kelvin ) , smältpunkt ( 1683 K ) , kritisk temperatur ( 5159 K ) , termisk diffusivitet ( 0,9 cm2 per sekund ) , linjär termisk expansion eller termisk utvidgningskoefficient ( 2,6 • 10-6 C - 1 ) , Debye temperaturen ( 640 K ) och andra .
Värden
förändringar i värmeledning som temperaturförändringar . " Du måste hålla den önskade driftstemperaturen i åtanke när du använder termisk ledningsförmåga för att bestämma temperatur fördelning över skivan , " varnar Michael Klebig , ett Silicon Valley ingenjör specialiserad på tillämpningen av värme i halvledarwafer bearbetning . " Fel värmeledningsförmåga innebär att du inte kommer att uppnå temperaturjämnhet du behöver och prestanda för enheterna kommer att äventyras . Om det är illa nog , kommer du inte att kunna fortsätta till nästa steg i halvledarbehandling sekvensen . Den wafer kommer att vara värdelös . "
föroreningar
p Det finns två typer av föroreningar i kiselchip tillverkningsprocessen . Först , är orenheter inneboende i den ursprungliga kisel götet. Den andra typen av förorening är känd som ett dopningsmedel , en förorening avsiktligt införts i tillverkningsprocessen för att ändra de elektriska egenskaperna hos kisel i specifika och exponerade områden på en skiva . Eftersom graden av föroreningar ökar, minskar värmeledningsförmåga. " Vid utformningen för temperatur enhetlighet , måste du göra justeringar som svar på lägre ledningsförmåga värdet av dopad kisel , " säger Klebig . " Dopad kisel över 100 grader Kelvin har försumbar inverkan på värmeledningsförmåga . " Addera Expert Insight
Bestämma temperaturjämnhet genom användning av termisk konduktivitet och andra termiska egenskaper är extremt komplex uppgift . " Som ett resultat , " säger Klebig , " ska du använda bästa kända metoder vid konstruktion för temperatur enhetlighet , såsom 3D termisk finita element analys ( FEA ) datormodellering . Stora tekniska organisationer vanligtvis har sina egna FEA modellering grupper . Om du don ' t har tillgång till en sådan resurs i ditt företag , kontakta en FEA ingenjörsfirma . "
Varning
Var medveten om att värmeledningsförmåga egenskaper är olika för kisel i flytande formulär . Flytande silikon har tre gånger värmeledningsförmågan av fast kisel .
