Пластиналык таңгактоону так жана татаал жарым өткөргүчтөрдү өндүрүү процессинде жылуулук стресси караңгыда жашырылган "кыйратуучуга" окшош, ал таңгактын сапатына жана чиптердин иштешине дайыма коркунуч келтирет. Чиптер менен таңгактоочу материалдардын ортосундагы жылуулук кеңейүү коэффициенттеринин айырмасынан баштап, таңгактоо процессиндеги температуранын кескин өзгөрүшүнө чейин, жылуулук стрессинин пайда болуу жолдору ар түрдүү, бирок баары чиптердин түшүмдүүлүк ылдамдыгынын төмөндөшүнүн жана узак мөөнөттүү ишенимдүүлүгүнө таасир этүүсүнүн натыйжасын көрсөтүп турат. Уникалдуу материалдык касиеттери менен гранит негизи жылуулук стресси көйгөйүн чечүүдө тымызын күчтүү "жардамчыга" айланып баратат.
Вафли таңгактоодогу жылуулук стресс дилеммасы
Пластиналык таңгактоо көптөгөн материалдардын биргелешкен ишин камтыйт. Чиптер, адатта, кремний сыяктуу жарым өткөргүч материалдардан турат, ал эми пластикалык таңгактоочу материалдар жана субстраттар сыяктуу таңгактоочу материалдар сапаты боюнча ар кандай болот. Таңгактоо процессинде температура өзгөргөндө, ар кандай материалдар жылуулук кеңейүү жана кысылуу даражасы боюнча бир топ айырмаланат, анткени жылуулук кеңейүү коэффициентиндеги (CTE) олуттуу айырмачылыктар бар. Мисалы, кремний чиптеринин жылуулук кеңейүү коэффициенти болжол менен 2,6 × 10⁻⁶/℃, ал эми кадимки эпоксиддик чайыр калыптоочу материалдардын жылуулук кеңейүү коэффициенти 15-20 × 10⁻⁶/℃ чейин жетет. Бул чоң ажырым таңгактоодон кийинки муздатуу этабында чиптин жана таңгактоочу материалдын кичирейүү даражасын асинхрондуу кылып, экөөнүн ортосундагы интерфейсте күчтүү жылуулук чыңалуусун пайда кылат. Термикалык чыңалуунун үзгүлтүксүз таасири астында пластина кыйшайып, деформацияланышы мүмкүн. Оор учурларда, ал тургай, чиптердин жаракалары, ширетүүчү муундардын сыныктары жана интерфейстин деламинациясы сыяктуу өлүмгө алып келүүчү кемчиликтерди жаратышы мүмкүн, бул чиптин электрдик иштешине зыян келтирип, анын иштөө мөөнөтүн бир топ кыскартат. Тармактык статистикага ылайык, жылуулук стрессинен улам келип чыккан пластина таңгагынын кемчиликтеринин деңгээли 10% дан 15% га чейин жетиши мүмкүн, бул жарым өткөргүчтөр тармагынын натыйжалуу жана жогорку сапаттагы өнүгүшүн чектөөчү негизги факторго айланууда.
Гранит негиздеринин мүнөздүү артыкчылыктары
Температуранын кеңейүү коэффициентинин төмөндүгү: Гранит негизинен кварц жана талаа шпаты сыяктуу минералдык кристаллдардан турат жана анын жылуулук кеңейүү коэффициенти өтө төмөн, жалпысынан 0,6дан 5×10⁻⁶/℃ге чейин, бул кремний чиптерине жакын. Бул мүнөздөмө пластина таңгактоочу жабдууларды иштетүү учурунда, температуранын өзгөрүшүнө туш болгондо да, гранит негизи менен чиптин жана таңгактоочу материалдардын ортосундагы жылуулук кеңейүүсүндөгү айырмачылыкты бир кыйла азайтууга мүмкүндүк берет. Мисалы, температура 10℃ өзгөргөндө, гранит негизине курулган таңгактоочу платформанын өлчөмүнүн өзгөрүшү салттуу металл негизге салыштырмалуу 80% дан ашыкка азайтылышы мүмкүн, бул асинхрондук жылуулук кеңейүү жана кысылуудан келип чыккан жылуулук чыңалуусун бир топ жеңилдетет жана пластина үчүн туруктуураак колдоо чөйрөсүн камсыз кылат.
Эң сонун жылуулук туруктуулугу: Граниттин жылуулук туруктуулугу эң сонун. Анын ички түзүлүшү тыгыз жана кристаллдары иондук жана коваленттик байланыштар аркылуу тыгыз байланышкан, бул жылуулуктун жай өтүшүнө шарт түзөт. Таңгактоочу жабдуулар татаал температура циклдеринен өткөндө, гранит негизи температуранын өзгөрүшүнүн өзүнө тийгизген таасирин натыйжалуу басаңдатып, туруктуу температура талаасын сактай алат. Тиешелүү эксперименттер таңгактоочу жабдуулардын жалпы температуранын өзгөрүш ылдамдыгында (мисалы, мүнөтүнө ±5℃) гранит негизинин беттик температурасынын бирдейлик четтөөсүн ±0,1℃ чегинде көзөмөлдөөгө болорун, жергиликтүү температуранын айырмачылыктарынан келип чыккан жылуулук чыңалуусунун концентрациясынын кубулушун болтурбоого, пластинанын таңгактоо процессинде бирдей жана туруктуу жылуулук чөйрөсүндө болушун камсыз кылууга жана жылуулук чыңалуусунун пайда болуу булагын азайтууга болорун көрсөтүп турат.
Жогорку катуулук жана титирөөнү басуу: Пластиналык таңгактоочу жабдууларды иштетүү учурунда ичиндеги механикалык кыймылдаткыч бөлүктөр (мисалы, моторлор, трансмиссиялык түзүлүштөр ж.б.) титирөөлөрдү пайда кылат. Эгерде бул титирөөлөр пластинага берилсе, алар пластинага жылуулук чыңалуусунан келтирилген зыянды күчөтөт. Гранит негиздери жогорку катуулукка жана көптөгөн металл материалдарына караганда катуураак, бул тышкы титирөөлөрдүн кийлигишүүсүнө натыйжалуу туруштук бере алат. Ошол эле учурда, анын уникалдуу ички түзүлүшү ага эң сонун титирөөнү басуу көрсөткүчүн берет жана титирөө энергиясын тез таркатууга мүмкүндүк берет. Изилдөө маалыматтары көрсөткөндөй, гранит негизи таңгактоочу жабдууларды иштетүүдөн пайда болгон жогорку жыштыктагы титирөөнү (100-1000Гц) 60% дан 80% га чейин азайта алат, бул титирөөнүн жана жылуулук чыңалуусунун байланыш таасирин бир кыйла азайтат жана пластиналык таңгактоолордун жогорку тактыгын жана жогорку ишенимдүүлүгүн камсыз кылат.
Практикалык колдонуунун таасири
Белгилүү жарым өткөргүчтөрдү чыгаруучу ишкананын пластина таңгактоочу өндүрүш линиясында гранит негиздүү таңгактоочу жабдууларды киргизгенден кийин, көрүнүктүү жетишкендиктерге жетишилди. Гранит негизин кабыл алганга чейин, таңгакталгандан кийин 10 000 пластинаны текшерүү маалыматтарын талдоо боюнча, жылуулук стрессинен улам пластинанын деформациясынын көрсөткүчү 12% түзгөн. Бирок, гранит негизине өткөндөн кийин, деформациянын көрсөткүчү кескин төмөндөп, 3% чегиндеги көрсөткүчкө чейин төмөндөп, кирешелүүлүк көрсөткүчү бир топ жакшырган. Андан тышкары, узак мөөнөттүү ишенимдүүлүк сыноолору көрсөткөндөй, жогорку температуранын (125℃) жана төмөнкү температуранын (-55℃) 1000 циклинен кийин, гранит негиздүү таңгактын негизиндеги чиптин ширетүүчү муундарынын бузулууларынын саны салттуу негиздүү таңгакка салыштырмалуу 70% га азайган жана чиптин иштөө туруктуулугу бир топ жакшырган.
Жарым өткөргүч технологиясы жогорку тактыкка жана кичирээк өлчөмгө карай өнүгүп жаткандыктан, пластина таңгактоодогу жылуулук чыңалуусун көзөмөлдөө талаптары барган сайын катаалдашууда. Төмөнкү жылуулук кеңейүү коэффициенти, жылуулук туруктуулугу жана титирөөнү азайтуу сыяктуу комплекстүү артыкчылыктары менен гранит негиздери пластина таңгактоосунун сапатын жакшыртуу жана жылуулук чыңалуусунун таасирин азайтуу үчүн негизги тандоо болуп калды. Алар жарым өткөргүч өнөр жайынын туруктуу өнүгүшүн камсыз кылууда барган сайын маанилүү ролду ойноп жатышат.
Жарыяланган убактысы: 2025-жылдын 15-майы