वेफर प्याकेजिङको सटीक र जटिल अर्धचालक निर्माण प्रक्रियामा, थर्मल तनाव अँध्यारोमा लुकेको "विनाशक" जस्तै हो, जसले प्याकेजिङको गुणस्तर र चिप्सको कार्यसम्पादनलाई निरन्तर खतरामा पार्छ। चिप्स र प्याकेजिङ सामग्रीहरू बीचको थर्मल विस्तार गुणांकमा भिन्नतादेखि प्याकेजिङ प्रक्रियाको क्रममा तीव्र तापमान परिवर्तनहरूसम्म, थर्मल तनावको उत्पादन मार्गहरू विविध छन्, तर सबैले उत्पादन दर घटाउने र चिप्सको दीर्घकालीन विश्वसनीयतालाई असर गर्ने परिणामलाई औंल्याउँछन्। ग्रेनाइट आधार, यसको अद्वितीय सामग्री गुणहरू सहित, चुपचाप थर्मल तनावको समस्यासँग व्यवहार गर्न एक शक्तिशाली "सहायक" बन्दैछ।
वेफर प्याकेजिङमा थर्मल तनावको दुविधा
वेफर प्याकेजिङमा धेरै सामग्रीहरूको सहयोगी कार्य समावेश हुन्छ। चिप्स सामान्यतया सिलिकन जस्ता अर्धचालक सामग्रीहरूबाट बनेका हुन्छन्, जबकि प्लास्टिक प्याकेजिङ सामग्री र सब्सट्रेटहरू जस्ता प्याकेजिङ सामग्रीहरू गुणस्तरमा भिन्न हुन्छन्। प्याकेजिङ प्रक्रियाको क्रममा तापक्रम परिवर्तन हुँदा, थर्मल विस्तारको गुणांक (CTE) मा उल्लेखनीय भिन्नताका कारण विभिन्न सामग्रीहरू थर्मल विस्तार र संकुचन डिग्रीमा धेरै भिन्न हुन्छन्। उदाहरणका लागि, सिलिकन चिप्सको थर्मल विस्तारको गुणांक लगभग 2.6×10⁻⁶/℃ छ, जबकि सामान्य इपोक्सी राल मोल्डिङ सामग्रीहरूको थर्मल विस्तारको गुणांक 15-20 ×10⁻⁶/℃ जति उच्च छ। यो विशाल अन्तरले प्याकेजिङ पछि चिप र प्याकेजिङ सामग्रीको संकुचन डिग्रीलाई अतुल्यकालिक बनाउँछ, जसले गर्दा दुई बीचको इन्टरफेसमा बलियो थर्मल तनाव उत्पन्न हुन्छ। थर्मल तनावको निरन्तर प्रभाव अन्तर्गत, वेफर ताना र विकृत हुन सक्छ। गम्भीर अवस्थामा, यसले चिप क्र्याक, सोल्डर जोइन्ट फ्र्याक्चर, र इन्टरफेस डिलेमिनेशन जस्ता घातक दोषहरू पनि निम्त्याउन सक्छ, जसको परिणामस्वरूप चिपको विद्युतीय कार्यसम्पादनमा क्षति हुन्छ र यसको सेवा जीवनमा उल्लेखनीय कमी आउँछ। उद्योग तथ्याङ्कका अनुसार, थर्मल तनावको समस्याका कारण वेफर प्याकेजिङको दोषपूर्ण दर १०% देखि १५% सम्म उच्च हुन सक्छ, जुन अर्धचालक उद्योगको कुशल र उच्च-गुणस्तरको विकासलाई सीमित गर्ने प्रमुख कारक बन्न सक्छ।
ग्रेनाइट आधारहरूको विशेषता फाइदाहरू
थर्मल विस्तारको कम गुणांक: ग्रेनाइट मुख्यतया क्वार्ट्ज र फेल्डस्पार जस्ता खनिज क्रिस्टलहरू मिलेर बनेको हुन्छ, र यसको थर्मल विस्तारको गुणांक अत्यन्तै कम हुन्छ, सामान्यतया ०.६ देखि ५×१०⁻⁶/℃ सम्म, जुन सिलिकन चिप्सको नजिक हुन्छ। यो विशेषताले वेफर प्याकेजिङ उपकरणहरूको सञ्चालनको क्रममा, तापक्रम उतारचढावको सामना गर्दा पनि, ग्रेनाइट आधार र चिप र प्याकेजिङ सामग्रीहरू बीचको थर्मल विस्तारमा भिन्नता उल्लेखनीय रूपमा कम हुन्छ। उदाहरणका लागि, जब तापमान १०℃ ले परिवर्तन हुन्छ, ग्रेनाइट आधारमा निर्मित प्याकेजिङ प्लेटफर्मको आकार भिन्नता परम्परागत धातु आधारको तुलनामा ८०% भन्दा बढीले घटाउन सकिन्छ, जसले एसिन्क्रोनस थर्मल विस्तार र संकुचनबाट हुने थर्मल तनावलाई धेरै कम गर्छ, र वेफरको लागि थप स्थिर समर्थन वातावरण प्रदान गर्दछ।
उत्कृष्ट थर्मल स्थिरता: ग्रेनाइटमा उत्कृष्ट थर्मल स्थिरता छ। यसको आन्तरिक संरचना घना छ, र क्रिस्टलहरू आयनिक र सहसंयोजक बन्धनहरू मार्फत नजिकबाट बाँधिएका छन्, जसले गर्दा भित्र ढिलो ताप प्रवाह हुन्छ। जब प्याकेजिङ उपकरणहरू जटिल ताप चक्रहरूबाट गुज्रिन्छन्, ग्रेनाइट आधारले प्रभावकारी रूपमा तापक्रम परिवर्तनहरूको प्रभावलाई दबाउन सक्छ र स्थिर तापक्रम क्षेत्र कायम राख्न सक्छ। सान्दर्भिक प्रयोगहरूले देखाउँछन् कि प्याकेजिङ उपकरणहरूको सामान्य तापक्रम परिवर्तन दर (जस्तै ±5℃ प्रति मिनेट) अन्तर्गत, ग्रेनाइट आधारको सतह तापक्रम एकरूपता विचलन ±0.1℃ भित्र नियन्त्रण गर्न सकिन्छ, स्थानीय तापक्रम भिन्नताहरूले गर्दा हुने थर्मल तनाव एकाग्रताको घटनालाई बेवास्ता गर्दै, वेफर प्याकेजिङ प्रक्रियाभरि एकसमान र स्थिर थर्मल वातावरणमा छ भनी सुनिश्चित गर्दै, र थर्मल तनाव उत्पादनको स्रोतलाई कम गर्दछ।
उच्च कठोरता र कम्पन ड्याम्पिङ: वेफर प्याकेजिङ उपकरणको सञ्चालनको क्रममा, भित्रका मेकानिकल चल्ने भागहरू (जस्तै मोटरहरू, ट्रान्समिशन उपकरणहरू, आदि) ले कम्पनहरू उत्पन्न गर्नेछन्। यदि यी कम्पनहरू वेफरमा प्रसारित भएमा, तिनीहरूले वेफरमा थर्मल तनावबाट हुने क्षतिलाई तीव्र बनाउनेछन्। ग्रेनाइट आधारहरूमा धेरै धातु सामग्रीहरू भन्दा उच्च कठोरता र कठोरता बढी हुन्छ, जसले बाह्य कम्पनहरूको हस्तक्षेपलाई प्रभावकारी रूपमा प्रतिरोध गर्न सक्छ। यसैबीच, यसको अद्वितीय आन्तरिक संरचनाले यसलाई उत्कृष्ट कम्पन ड्याम्पिङ प्रदर्शन प्रदान गर्दछ र यसलाई कम्पन ऊर्जालाई द्रुत रूपमा नष्ट गर्न सक्षम बनाउँछ। अनुसन्धान डेटाले देखाउँछ कि ग्रेनाइट आधारले प्याकेजिङ उपकरणको सञ्चालनबाट उत्पन्न हुने उच्च-फ्रिक्वेन्सी कम्पन (१००-१००० हर्ट्ज) लाई ६०% देखि ८०% सम्म घटाउन सक्छ, कम्पन र थर्मल तनावको युग्मन प्रभावलाई उल्लेखनीय रूपमा घटाउँछ, र वेफर प्याकेजिङको उच्च परिशुद्धता र उच्च विश्वसनीयता सुनिश्चित गर्दछ।
व्यावहारिक प्रयोग प्रभाव
एक प्रसिद्ध अर्धचालक उत्पादन उद्यमको वेफर प्याकेजिङ उत्पादन लाइनमा, ग्रेनाइट आधारहरू सहितको प्याकेजिङ उपकरणहरू परिचय गरेपछि, उल्लेखनीय उपलब्धिहरू हासिल भएका छन्। प्याकेजिङ पछि १०,००० वेफरहरूको निरीक्षण डेटाको विश्लेषणको आधारमा, ग्रेनाइट आधार अपनाउनु अघि, थर्मल तनावको कारणले हुने वेफर वार्पिङको दोष दर १२% थियो। यद्यपि, ग्रेनाइट आधारमा स्विच गरेपछि, दोष दर तीव्र रूपमा ३% भित्र घट्यो, र उपज दरमा उल्लेखनीय सुधार भयो। यसबाहेक, दीर्घकालीन विश्वसनीयता परीक्षणहरूले देखाएको छ कि उच्च तापक्रम (१२५℃) र कम तापक्रम (-५५℃) को १,००० चक्र पछि, ग्रेनाइट आधार प्याकेजमा आधारित चिपको सोल्डर जोइन्ट विफलताको संख्या परम्परागत आधार प्याकेजको तुलनामा ७०% ले घटाइएको छ, र चिपको प्रदर्शन स्थिरता धेरै सुधार भएको छ।
अर्धचालक प्रविधि उच्च परिशुद्धता र सानो आकारतर्फ अगाडि बढ्दै जाँदा, वेफर प्याकेजिङमा थर्मल तनाव नियन्त्रणको आवश्यकताहरू बढ्दो रूपमा कडा हुँदै गइरहेका छन्। कम थर्मल विस्तार गुणांक, थर्मल स्थिरता र कम्पन न्यूनीकरणमा यसको व्यापक फाइदाहरू सहित, ग्रेनाइट आधारहरू वेफर प्याकेजिङको गुणस्तर सुधार गर्न र थर्मल तनावको प्रभाव कम गर्न एक प्रमुख विकल्प बनेका छन्। तिनीहरूले अर्धचालक उद्योगको दिगो विकास सुनिश्चित गर्न बढ्दो रूपमा महत्त्वपूर्ण भूमिका खेलिरहेका छन्।
पोस्ट समय: मे-१५-२०२५