Vafli qablaşdırmanın dəqiq və mürəkkəb yarımkeçirici istehsalı prosesində istilik gərginliyi qaranlıqda gizlənmiş, qablaşdırma keyfiyyətini və çiplərin işini daim təhdid edən “məhvedici” kimidir. Çiplər və qablaşdırma materialları arasında istilik genişlənmə əmsallarının fərqindən tutmuş qablaşdırma prosesi zamanı kəskin temperatur dəyişikliklərinə qədər, istilik gərginliyinin yaranma yolları müxtəlifdir, lakin hamısı məhsuldarlığın azaldılması və çiplərin uzunmüddətli etibarlılığına təsir göstərməsinin nəticəsini göstərir. Qranit bazası, unikal maddi xüsusiyyətləri ilə, istilik gərginliyi problemi ilə mübarizədə sakitcə güclü bir "köməkçiyə" çevrilir.
Gofret qablaşdırmasında termal gərginlik dilemması
Gofret qablaşdırması çoxsaylı materialların birgə işini nəzərdə tutur. Çiplər adətən silikon kimi yarımkeçirici materiallardan ibarətdir, plastik qablaşdırma materialları və substratlar kimi qablaşdırma materialları isə keyfiyyət baxımından dəyişir. Qablaşdırma prosesində temperatur dəyişdikdə, müxtəlif materiallar istilik genişlənmə əmsalında (CTE) əhəmiyyətli fərqlər səbəbindən istilik genişlənməsi və büzülmə dərəcələrində çox dəyişir. Məsələn, silikon çiplərin istilik genişlənmə əmsalı təxminən 2,6 × 10⁻⁶/℃, adi epoksi qatran qəlibləmə materiallarının istilik genişlənmə əmsalı isə 15-20 ×10⁻⁶/℃ qədər yüksəkdir. Bu böyük boşluq, qablaşdırmadan sonra soyutma mərhələsində çipin və qablaşdırma materialının büzülmə dərəcəsinin asinxron olmasına səbəb olur və ikisi arasındakı interfeysdə güclü istilik gərginliyi yaradır. Termal gərginliyin davamlı təsiri altında vafli əyilə və deformasiya ola bilər. Ağır hallarda, o, hətta çip çatlaqları, lehim birləşmələrinin qırılması və interfeysin delaminasiyası kimi ölümcül qüsurlara səbəb ola bilər ki, bu da çipin elektrik göstəricilərinin zədələnməsinə və xidmət müddətinin əhəmiyyətli dərəcədə azalmasına səbəb olur. Sənaye statistikasına görə, termal gərginlik problemlərindən qaynaqlanan vafli qablaşdırmanın qüsurlu dərəcəsi 10% -dən 15% -ə qədər ola bilər ki, bu da yarımkeçiricilər sənayesinin səmərəli və yüksək keyfiyyətli inkişafını məhdudlaşdıran əsas amilə çevrilir.
Qranit əsasların xarakterik üstünlükləri
Aşağı istilik genişlənmə əmsalı: Qranit əsasən kvars və feldispat kimi mineral kristallardan ibarətdir və onun istilik genişlənmə əmsalı olduqca aşağıdır, ümumiyyətlə 0,6 ilə 5×10⁻⁶/℃ arasında dəyişir, bu da silikon çiplərinə yaxındır. Bu xüsusiyyət, vafli qablaşdırma avadanlığının istismarı zamanı, hətta temperatur dəyişkənliyi ilə qarşılaşdıqda, qranit bazası ilə çip və qablaşdırma materialları arasındakı istilik genişlənmə fərqini əhəmiyyətli dərəcədə azaltmağa imkan verir. Məsələn, temperatur 10 ℃ dəyişdikdə, qranit bazası üzərində qurulmuş qablaşdırma platformasının ölçü dəyişikliyi ənənəvi metal baza ilə müqayisədə 80% -dən çox azalda bilər ki, bu da asinxron termal genişlənmə və büzülmə nəticəsində yaranan termal stressi xeyli yüngülləşdirir və vafli üçün daha sabit dəstək mühiti təmin edir.
Əla istilik sabitliyi: Qranit əla istilik sabitliyinə malikdir. Onun daxili strukturu sıxdır və kristallar ion və kovalent bağlar vasitəsilə sıx birləşərək içəridə yavaş istilik keçirməyə imkan verir. Qablaşdırma avadanlığı mürəkkəb temperatur dövrlərindən keçdikdə, qranit bazası temperatur dəyişikliklərinin özünə təsirini effektiv şəkildə yatıra və sabit temperatur sahəsini saxlaya bilər. Müvafiq təcrübələr göstərir ki, qablaşdırma avadanlığının ümumi temperatur dəyişmə sürəti (məsələn, dəqiqədə ± 5 ℃) altında qranit əsasının səth temperaturu vahidliyindən sapma ± 0.1 ℃ daxilində idarə oluna bilər, yerli temperatur fərqlərinin yaratdığı termal stres konsentrasiyası fenomenindən qaçınmaq, vaflinin vahid formada olmasını təmin etmək və qablaşdırma prosesi boyunca qaynaq və yenidən qablaşdırma. termal gərginliyin yaranması.
Yüksək sərtlik və vibrasiya sönümləmə: Vafli qablaşdırma avadanlığının istismarı zamanı içərisindəki mexaniki hərəkət edən hissələr (məsələn, mühərriklər, ötürücü qurğular və s.) vibrasiya yaradacaq. Əgər bu titrəmələr vafliyə ötürülürsə, termal gərginliyin vaflidə vurduğu zərəri gücləndirəcək. Qranit əsasları yüksək sərtliyə və bir çox metal materialdan daha yüksək sərtliyə malikdir, bu da xarici vibrasiyaların müdaxiləsinə təsirli şəkildə müqavimət göstərə bilər. Eyni zamanda, onun unikal daxili quruluşu ona əla vibrasiya sönümləmə performansı bəxş edir və vibrasiya enerjisini sürətlə dağıtmağa imkan verir. Tədqiqat məlumatları göstərir ki, qranit bazası qablaşdırma avadanlığının işləməsi nəticəsində yaranan yüksək tezlikli vibrasiyanı (100-1000Hz) 60% -dən 80% -ə qədər azalda bilər, vibrasiya və istilik stressinin birləşmə təsirini əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər və daha da yüksək dəqiqliyi və vafli qablaşdırmanın yüksək etibarlılığını təmin edir.
Praktik tətbiq effekti
Tanınmış yarımkeçiricilər istehsalı müəssisəsinin vafli qablaşdırma istehsalat xəttində qranit əsaslı qablaşdırma avadanlığı istifadəyə verildikdən sonra diqqətəlayiq nailiyyətlər əldə edilmişdir. Qablaşdırmadan sonra 10.000 vaflinin yoxlama məlumatlarının təhlilinə əsasən, qranit bazası qəbul edilməzdən əvvəl, termal stress nəticəsində yaranan vafli bükülmə qüsuru nisbəti 12% idi. Bununla belə, qranit bazaya keçdikdən sonra qüsur dərəcəsi kəskin şəkildə 3% daxilində azaldı və məhsuldarlıq əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdı. Bundan əlavə, uzunmüddətli etibarlılıq testləri göstərdi ki, 1000 yüksək temperatur (125 ℃) və aşağı temperatur (-55 ℃) dövründən sonra, qranit baza paketinə əsaslanan çipin lehim birləşmələrində nasazlıqların sayı ənənəvi baza paketi ilə müqayisədə 70% azaldı və çipin performans sabitliyi əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırıldı.
Yarımkeçirici texnologiyası daha yüksək dəqiqliyə və daha kiçik ölçülərə doğru irəliləməyə davam etdikcə, vafli qablaşdırmada istilik gərginliyinə nəzarət tələbləri getdikcə daha sərt olur. Qranit əsasları, aşağı istilik genişlənmə əmsalı, istilik sabitliyi və vibrasiyanın azaldılması ilə bağlı hərtərəfli üstünlükləri ilə vafli qablaşdırma keyfiyyətinin yaxşılaşdırılması və istilik stresinin təsirini azaltmaq üçün əsas seçimə çevrilmişdir. Onlar yarımkeçirici sənayenin davamlı inkişafının təmin edilməsində getdikcə daha mühüm rol oynayırlar.
Göndərmə vaxtı: 15 may 2025-ci il