מהו מקדם ההתפשטות התרמית של מצע גרניט? עד כמה זה חשוב עבור התקני מוליכים למחצה?

גרניט הוא בחירה פופולרית למצע של התקני מוליכים למחצה בשל יציבותו התרמית והחוזק המכני המעולים שלו. מקדם ההתפשטות התרמית (TEC) של גרניט הוא תכונה פיזיקלית חשובה הקובעת את התאמתו לשימוש ביישומים אלה.

מקדם ההתפשטות התרמית של גרניט הוא בקירוב בין 4.5 ל-6.5 x 10^-6/K. משמעות הדבר היא שעל כל עלייה של מעלה צלזיוס בטמפרטורה, מצע הגרניט יתרחב בכמות זו. אמנם זה אולי נראה כשינוי קטן, אך הוא יכול לגרום לבעיות משמעותיות בהתקני מוליכים למחצה אם לא מתחשבים בו כראוי.

התקני מוליכים למחצה רגישים ביותר לשינויי טמפרטורה, וכל שינוי קל בטמפרטורה יכול להשפיע על ביצועיהם. לכן, חיוני שה-TEC של החומרים המשמשים בהתקנים אלה יהיה נמוך וצפוי. ה-TEC הנמוך של Granite מאפשר פיזור חום יציב ועקבי מההתקן, ומבטיח שהטמפרטורה תישאר בטווח הרצוי. זה קריטי מכיוון שחום מוגזם יכול לפגוע בחומר המוליך למחצה ולקצר את תוחלת החיים שלו.

היבט נוסף שהופך גרניט לחומר אטרקטיבי למצע של התקני מוליכים למחצה הוא חוזקו המכני. יכולתו של מצע הגרניט לעמוד בכמויות גדולות של מאמץ ולהישאר יציבה חשובה משום שהתקני מוליכים למחצה נתונים לעתים קרובות לתנודות פיזיות וזעזועים. ההתפשטות וההתכווצות המשתנות של חומרים עקב תנודות טמפרטורה יכולות גם הן לגרום למאמץ בתוך ההתקן, ויכולתו של הגרניט לשמור על צורתו בתנאים אלה מפחיתה את הסיכון לנזק ולכשל.

לסיכום, מקדם ההתפשטות התרמית של מצע גרניט ממלא תפקיד קריטי בביצועי התקני מוליכים למחצה. על ידי בחירת חומר בעל TEC נמוך, כמו גרניט, יצרני ציוד לייצור שבבים יכולים להבטיח ביצועים תרמיים יציבים ותפעול אמין של התקנים אלה. זו הסיבה שגרניט נמצא בשימוש נרחב כחומר מצע בתעשיית המוליכים למחצה, וחשיבותו אינה ניתנת להפריז בכל הנוגע להבטחת האיכות ואורך החיים של התקנים אלה.