Вафли таңгагынын так жана татаал жарым өткөргүч өндүрүш процессинде термикалык стресс караңгыда катылган "кыйратуучу" сыяктуу, таңгактын сапатына жана чиптердин иштешине дайыма коркунуч келтирет. Чиптердин жана таңгактоочу материалдардын ортосундагы жылуулук кеңейүү коэффициенттериндеги айырмадан таңгактоо процессиндеги температуранын кескин өзгөрүшүнө чейин, жылуулук стресстин пайда болуу жолдору ар түрдүү, бирок мунун баары кирешелүүлүктүн төмөндөшүнүн жана микросхемалардын узак мөөнөттүү ишенимдүүлүгүнө таасиринин натыйжасын көрсөтөт. Гранит базасы, анын уникалдуу материалдык касиеттери менен, жылуулук стресс проблемасын чечүүдө күчтүү "жардамчы" болуп жатат.
Вафли таңгагындагы термикалык стресс дилеммасы
Wafer кутулоо 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. Таңгактоо процессинде температура өзгөргөндө, ар кандай материалдар жылуулук кеңейүү жана жыйрылуу даражасында термикалык кеңейүү коэффициентинин (CTE) олуттуу айырмачылыктарына байланыштуу абдан айырмаланат. Мисалы, кремний микросхемаларынын жылуулук кеңейүү коэффициенти болжол менен 2,6×10⁻⁶/℃, ал эми жалпы эпоксиддүү чайырдан жасалган формалоочу материалдардын жылуулук кеңейүү коэффициенти 15-20 ×10⁻⁶/℃ жогору. Бул чоң ажырым чиптин жана таңгактоочу материалдын кичирейүү даражасын таңгактан кийин муздатуу стадиясында асинхрондуу кылып, экөөнүн ортосундагы интерфейсте күчтүү жылуулук стрессти жаратат. Термикалык стресстин үзгүлтүксүз таасири астында пластинка кыйшайып, деформацияланышы мүмкүн. Оор учурларда, ал чиптин жаракалары, ширетүүчү муундардын сынышы жана интерфейстин деламинациясы сыяктуу өлүмгө алып келе турган кемчиликтерди жаратышы мүмкүн, натыйжада чиптин электрдик иштешине зыян келтирип, анын иштөө мөөнөтүн олуттуу кыскартат. Өнөр жай статистикасына ылайык, термикалык стресстен улам келип чыккан вафли таңгагынын дефектиси 10% дан 15% га чейин болушу мүмкүн, бул жарым өткөргүч өнөр жайынын натыйжалуу жана сапаттуу өнүгүшүн чектөөчү негизги факторго айланат.
Гранит негиздеринин мүнөздүү артыкчылыктары
Төмөн жылуулук кеңейүү коэффициенти: 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 өзгөрөт, бул кремний чиптерине жакын. Бул мүнөздөмөсү вафли таңгактоочу жабдууларды иштетүүдө, температуранын өзгөрүшүнө туш болгондо да, гранит базасы менен чиптин жана таңгактоочу материалдардын ортосундагы термикалык кеңейүүдөгү айырмачылыкты бир кыйла азайтууга мүмкүндүк берет. Мисалы, температура 10 ℃ ге өзгөргөндө, гранит негизине курулган таңгак платформасынын өлчөмүнүн өзгөрүшү салттуу металл базага салыштырмалуу 80% га кыскарышы мүмкүн, бул асинхрондук жылуулук кеңейүү жана жыйрылышы менен шартталган жылуулук стрессти бир топ жеңилдетет жана пластинка үчүн туруктуу колдоо чөйрөсүн камсыз кылат.
Мыкты жылуулук туруктуулугу: Гранит мыкты жылуулук туруктуулугуна ээ. Анын ички түзүлүшү тыгыз, ал эми кристаллдар иондук жана коваленттик байланыштар аркылуу тыгыз байланышта болуп, ичинде жай жылуулук өткөрүүнү камсыз кылат. Таңгактоочу жабдуулар татаал температура циклдарынан өткөндө, гранит базасы температуранын өзгөрүшүнө таасирин натыйжалуу басаңдатып, туруктуу температура талаасын сактай алат. Тиешелүү эксперименттер таңгактоочу жабдуулардын температуранын өзгөрүшүнүн жалпы ылдамдыгы астында (мисалы, мүнөтүнө ± 5 ℃) гранит базасынын бетинин температурасынын бирдейлигин четтөө ± 0,1 ℃ чегинде көзөмөлдөнүшү мүмкүн экенин көрсөтүп турат, бул жергиликтүү температуранын айырмасынан келип чыккан термикалык стресс концентрациясынын көрүнүшүн болтурбоо, пластинанын бирдиктүү формада болушун камсыз кылуу жана таңгактоо процессинин бүтүндөй булагында жана кайра таңгактоо процессинде. жылуулук стрессти түзүү.
Жогорку катуулугу жана титирөөнү басаңдатуу: Вафли таңгактоочу жабдууларды иштетүүдө ичиндеги механикалык кыймылдуу бөлүктөрү (мисалы, моторлор, өткөргүч түзүлүштөр ж.б.) титирөөнү жаратат. Эгерде бул термелүүлөр пластинкага берилсе, алар пластинкага болгон термикалык стресстен келип чыккан зыянды күчөтөт. Гранит негиздери жогорку катуулугуна жана тышкы титирөөнүн кийлигишүүсүнө натыйжалуу туруштук бере ала турган көптөгөн металл материалдарынан жогору катуулукка ээ. Ошол эле учурда, анын уникалдуу ички түзүлүшү ага термелүүнү басаңдатуучу мыкты көрсөткүчтөрдү берет жана термелүү энергиясын тез таркатууга мүмкүндүк берет. Изилдөөлөр көрсөткөндөй, гранит базасы таңгактоочу жабдуулардын иштешинен улам пайда болгон жогорку жыштыктагы титирөөнү (100-1000 Гц) 60% дан 80% га чейин азайтып, титирөөнүн жана термикалык стресстин кошкуч эффектин олуттуу төмөндөтөт жана андан ары жогорку тактыкты жана пластинанын жогорку ишенимдүүлүгүн камсыз кылат.
Практикалык колдонуу эффектиси
Белгилүү жарым өткөргүчтөрдү чыгаруучу ишкананын пластинкаларын таңгактоочу линиясында гранит негиздери менен таңгактоочу жабдууларды ишке киргизгенден кийин эң сонун жетишкендиктерге жетишилди. Таңгакталгандан кийин 10 000 пластинанын текшерүү маалыматтарын талдоонун негизинде, гранит базасын кабыл алганга чейин, термикалык стресстен улам пайда болгон пластинанын бузулуусунун дефектинин деңгээли 12% түздү. Бирок, гранит базасына өткөндөн кийин, кемчилик көрсөткүчү 3% чегинде кескин төмөндөп, түшүмдүүлүк көрсөткүчү бир топ жакшырды. Андан тышкары, ишенимдүүлүктүн узак мөөнөттүү сыноолору көрсөткөндөй, 1000 цикл жогорку температура (125℃) жана төмөнкү температура (-55℃) кийин, гранит базалык пакетинин негизинде чиптин ширетүүчү муундарынын бузулууларынын саны салттуу базалык пакетке салыштырмалуу 70% га кыскарган жана чиптин иштөө туруктуулугу кыйла жакшырган.
Жарым өткөргүч технологиясы жогорку тактыкка жана кичирээк өлчөмдөргө карай илгерилей берген сайын, вафли таңгагындагы жылуулук стрессти көзөмөлдөө талаптары барган сайын катуу болуп баратат. Гранит негиздери, алардын төмөнкү жылуулук кеңейүү коэффициенти, термикалык туруктуулугу жана титирөөнү азайтуу боюнча ар тараптуу артыкчылыктары менен, вафли таңгагынын сапатын жакшыртуу жана жылуулук стресстин таасирин азайтуу үчүн негизги тандоо болуп калды. Алар жарым өткөргүч өнөр жайын туруктуу өнүктүрүүнү камсыз кылууда барган сайын чоң роль ойноп жатышат.
Посттун убактысы: 15-май-2025