Nan pwosesis fabrikasyon semi-kondiktè presi ak konplèks pou anbalaj wafer, estrès tèmik la tankou yon "destriktè" kache nan fènwa, ki toujou ap menase kalite anbalaj la ak pèfòmans chip yo. Soti nan diferans nan koyefisyan ekspansyon tèmik ant chip yo ak materyèl anbalaj yo rive nan chanjman tanperati radikal yo pandan pwosesis anbalaj la, chemen jenerasyon estrès tèmik yo divès, men yo tout montre rezilta rediksyon to sede a epi afekte fyab chip yo alontèm. Baz granit la, ak pwopriyete materyèl inik li yo, ap vin tou dousman yon "asistan" pwisan nan fè fas ak pwoblèm estrès tèmik la.
Dilèm estrès tèmik nan anbalaj wafer la
Anbalaj wafer enplike travay kolaboratif plizyè materyèl. Chip yo tipikman konpoze de materyèl semi-kondiktè tankou Silisyòm, alòske materyèl anbalaj tankou materyèl anbalaj plastik ak substrats yo varye nan kalite. Lè tanperati a chanje pandan pwosesis anbalaj la, diferan materyèl yo varye anpil nan degre ekspansyon ak kontraksyon tèmik akòz diferans enpòtan nan koyefisyan ekspansyon tèmik (CTE). Pa egzanp, koyefisyan ekspansyon tèmik chip Silisyòm yo se apeprè 2.6 × 10⁻⁶/℃, alòske koyefisyan ekspansyon tèmik materyèl bòdi résine epoksidik komen yo rive jiska 15-20 × 10⁻⁶/℃. Gwo espas sa a lakòz degre kontraksyon chip la ak materyèl anbalaj la vin asenkron pandan etap refwadisman an apre anbalaj, sa ki jenere yon gwo estrès tèmik nan koòdone ant de yo. Anba efè kontinyèl estrès tèmik la, wafer la ka defòme. Nan ka grav, li ka menm lakòz domaj fatal tankou fant chip, ka zo kase jwenti soude, ak delaminasyon koòdone, sa ki lakòz domaj nan pèfòmans elektrik chip la ak yon rediksyon enpòtan nan lavi sèvis li. Selon estatistik endistri yo, to defo nan anbalaj wafer ki koze pa pwoblèm estrès tèmik ka rive jiska 10% a 15%, sa ki vin tounen yon faktè kle ki limite devlopman efikas ak kalite siperyè nan endistri semi-kondiktè a.
Avantaj karakteristik baz granit yo
Koyefisyan ekspansyon tèmik ki ba: Granit la konpoze sitou ak kristal mineral tankou kwatz ak fèlspa, epi koyefisyan ekspansyon tèmik li trè ba, jeneralman soti nan 0.6 a 5 × 10⁻⁶/℃, ki pi pre koyefisyan chip silikon yo. Karakteristik sa a pèmèt ke pandan operasyon ekipman anbalaj wafer la, menm lè yo rankontre varyasyon tanperati, diferans nan ekspansyon tèmik ant baz granit la ak materyèl chip la ak anbalaj la redwi anpil. Pa egzanp, lè tanperati a chanje pa 10 ℃, varyasyon gwosè platfòm anbalaj ki bati sou baz granit la ka redwi pa plis pase 80% konpare ak baz metal tradisyonèl la, ki soulaje anpil estrès tèmik ki koze pa ekspansyon ak kontraksyon tèmik asenkron, epi bay yon anviwònman sipò ki pi estab pou wafer la.
Ekselan estabilite tèmik: Granit la gen yon estabilite tèmik eksepsyonèl. Estrikti entèn li dans, epi kristal yo byen lye atravè lyezon iyonik ak kovalan, sa ki pèmèt yon kondiksyon chalè ralanti anndan an. Lè ekipman anbalaj la sibi sik tanperati konplèks, baz granit la ka efektivman siprime enfliyans chanjman tanperati yo sou li menm epi kenbe yon chan tanperati ki estab. Eksperyans enpòtan yo montre ke anba yon to chanjman tanperati komen nan ekipman anbalaj (tankou ±5 ℃ pa minit), devyasyon inifòmite tanperati sifas baz granit la ka kontwole nan ±0.1 ℃, evite fenomèn konsantrasyon estrès tèmik ki koze pa diferans tanperati lokal yo, asire ke waf la nan yon anviwònman tèmik inifòm ak estab pandan tout pwosesis anbalaj la, epi diminye sous jenerasyon estrès tèmik la.
Gwo rijidite ak amortisman Vibration: Pandan operasyon ekipman anbalaj wafer la, pati mekanik k ap deplase anndan yo (tankou motè, aparèy transmisyon, elatriye) pral jenere vibrasyon. Si vibrasyon sa yo transmèt nan wafer la, y ap entansifye domaj ki koze pa estrès tèmik sou wafer la. Baz granit yo gen yon gwo rijidite ak yon dite ki pi wo pase anpil materyèl metal, ki ka efektivman reziste entèferans vibrasyon ekstèn yo. Pandansetan, estrikti entèn inik li ba li yon pèfòmans ekselan nan amortisman Vibration epi li pèmèt li disipe enèji Vibration rapidman. Done rechèch yo montre ke baz granit la ka diminye vibrasyon wo frekans (100-1000Hz) ki pwodui pa operasyon ekipman anbalaj la pa 60% a 80%, sa ki diminye anpil efè kouplaj Vibration ak estrès tèmik, epi plis asire gwo presizyon ak gwo fyab anbalaj wafer la.
Efè aplikasyon pratik
Nan liy pwodiksyon anbalaj wafer yon antrepriz fabrikasyon semi-kondiktè byen koni, apre yo fin entwodui ekipman anbalaj ak baz granit, yo te fè reyalizasyon remakab. Baze sou analiz done enspeksyon 10,000 wafer apre anbalaj, anvan yo te adopte baz granit la, to domaj defòmasyon wafer ki te koze pa estrès tèmik te 12%. Sepandan, apre yo te chanje pou baz granit la, to domaj la te bese sevèman rive nan 3%, epi to sede a te amelyore anpil. Anplis de sa, tès fyab alontèm yo te montre ke apre 1,000 sik tanperati ki wo (125℃) ak tanperati ki ba (-55℃), kantite echèk jwenti soudi chip ki baze sou anbalaj baz granit la te redwi pa 70% konpare ak anbalaj baz tradisyonèl la, epi estabilite pèfòmans chip la te amelyore anpil.
Pandan teknoloji semi-kondiktè yo ap kontinye avanse nan direksyon pi gwo presizyon ak pi piti gwosè, egzijans pou kontwòl estrès tèmik nan anbalaj wafer yo ap vin pi strik. Baz granit yo, ak avantaj konplè yo nan koyefisyan ekspansyon tèmik ki ba, estabilite tèmik ak rediksyon Vibration, vin tounen yon chwa kle pou amelyore kalite anbalaj wafer yo epi diminye enpak estrès tèmik la. Yo ap jwe yon wòl de pli zan pli enpòtan nan asire devlopman dirab endistri semi-kondiktè a.
Dat piblikasyon: 15 Me 2025