Katika mchakato sahihi na tata wa utengenezaji wa semiconductor wa ufungashaji wa wafer, mkazo wa joto ni kama "mwangamizi" aliyefichwa gizani, akihatarisha ubora wa ufungashaji na utendaji wa chipsi kila mara. Kuanzia tofauti katika mgawo wa upanuzi wa joto kati ya chipsi na vifaa vya ufungashaji hadi mabadiliko makubwa ya halijoto wakati wa mchakato wa ufungashaji, njia za uzalishaji wa mkazo wa joto ni tofauti, lakini zote zinaashiria matokeo ya kupunguza kiwango cha mavuno na kuathiri uaminifu wa muda mrefu wa chipsi. Msingi wa granite, pamoja na sifa zake za kipekee za nyenzo, unakuwa kimya kimya "msaidizi" mwenye nguvu katika kushughulikia tatizo la mkazo wa joto.
Tatizo la msongo wa joto katika vifungashio vya wafer
Ufungashaji wa kaki unahusisha kazi ya ushirikiano wa vifaa vingi. Chipsi kwa kawaida huundwa na vifaa vya nusu-semiconductor kama vile silikoni, huku vifaa vya ufungashaji kama vile vifaa vya ufungashaji vya plastiki na substrates vinatofautiana katika ubora. Wakati halijoto inabadilika wakati wa mchakato wa ufungashaji, vifaa tofauti hutofautiana sana katika kiwango cha upanuzi wa joto na mgandamizo kutokana na tofauti kubwa katika mgawo wa upanuzi wa joto (CTE). Kwa mfano, mgawo wa upanuzi wa joto wa chipsi za silikoni ni takriban 2.6×10⁻⁶/℃, huku mgawo wa upanuzi wa joto wa vifaa vya kawaida vya ukingo wa resini ya epoksi ni juu kama 15-20 ×10⁻⁶/℃. Pengo hili kubwa husababisha kiwango cha kupungua kwa chipsi na nyenzo za ufungashaji kuwa kisicholingana wakati wa hatua ya kupoa baada ya ufungashaji, na kusababisha mkazo mkubwa wa joto kwenye kiolesura kati ya hivyo viwili. Chini ya athari inayoendelea ya mkazo wa joto, kaki inaweza kupinda na kuharibika. Katika hali mbaya, inaweza hata kusababisha kasoro mbaya kama vile nyufa za chipsi, fractures za viungo vya solder, na mgawanyiko wa kiolesura, na kusababisha uharibifu wa utendaji wa umeme wa chipsi na kupungua kwa kiasi kikubwa kwa maisha yake ya huduma. Kulingana na takwimu za tasnia, kiwango cha kasoro cha vifungashio vya wafer kinachosababishwa na matatizo ya msongo wa joto kinaweza kuwa juu hadi 10% hadi 15%, na kuwa jambo muhimu linalozuia maendeleo bora na ya ubora wa juu ya tasnia ya semiconductor.
Faida za sifa za besi za granite
Mgawo mdogo wa upanuzi wa joto: Granite imeundwa zaidi na fuwele za madini kama vile quartz na feldspar, na mgawo wake wa upanuzi wa joto ni mdogo sana, kwa ujumla kuanzia 0.6 hadi 5×10⁻⁶/℃, ambayo ni karibu na ile ya chipsi za silikoni. Sifa hii huwezesha kwamba wakati wa uendeshaji wa vifaa vya kufungashia wafer, hata wakati wa kukabiliwa na mabadiliko ya halijoto, tofauti katika upanuzi wa joto kati ya msingi wa granite na chip na vifaa vya kufungashia hupunguzwa sana. Kwa mfano, wakati halijoto inabadilika kwa 10℃, tofauti ya ukubwa wa jukwaa la kufungashia lililojengwa kwenye msingi wa granite inaweza kupunguzwa kwa zaidi ya 80% ikilinganishwa na msingi wa jadi wa chuma, ambao hupunguza sana mkazo wa joto unaosababishwa na upanuzi na mkazo wa joto usio na mpangilio, na hutoa mazingira thabiti zaidi ya usaidizi kwa wafer.
Utulivu bora wa joto: Itale ina utulivu bora wa joto. Muundo wake wa ndani ni mnene, na fuwele zimeunganishwa kwa karibu kupitia vifungo vya ioni na kovalenti, na kuruhusu upitishaji wa joto polepole ndani. Wakati vifaa vya ufungashaji vinapitia mizunguko tata ya joto, msingi wa granite unaweza kukandamiza kwa ufanisi ushawishi wa mabadiliko ya halijoto juu yake na kudumisha uwanja thabiti wa halijoto. Majaribio husika yanaonyesha kuwa chini ya kiwango cha kawaida cha mabadiliko ya halijoto cha vifaa vya ufungashaji (kama vile ± 5℃ kwa dakika), kupotoka kwa usawa wa halijoto ya uso wa msingi wa granite kunaweza kudhibitiwa ndani ya ± 0.1℃, kuepuka hali ya mkusanyiko wa mkazo wa joto unaosababishwa na tofauti za halijoto za ndani, kuhakikisha kwamba wafer iko katika mazingira sawa na thabiti ya joto katika mchakato mzima wa ufungashaji, na kupunguza chanzo cha uzalishaji wa mkazo wa joto.
Ugumu wa hali ya juu na upunguzaji wa mtetemo: Wakati wa uendeshaji wa vifaa vya kufungashia vya wafer, sehemu za mitambo zinazosogea ndani (kama vile mota, vifaa vya kupitisha, n.k.) zitazalisha mitetemo. Ikiwa mitetemo hii itapitishwa kwenye wafer, itaongeza uharibifu unaosababishwa na mkazo wa joto kwenye wafer. Misingi ya granite ina ugumu wa hali ya juu na ugumu wa hali ya juu kuliko ule wa vifaa vingi vya chuma, ambavyo vinaweza kupinga kwa ufanisi kuingiliwa kwa mitetemo ya nje. Wakati huo huo, muundo wake wa kipekee wa ndani huipa utendaji bora wa kuzuia mtetemo na kuiwezesha kuondoa nishati ya mtetemo haraka. Data ya utafiti inaonyesha kwamba msingi wa granite unaweza kupunguza mtetemo wa masafa ya juu (100-1000Hz) unaotokana na uendeshaji wa vifaa vya kufungashia kwa 60% hadi 80%, na kupunguza kwa kiasi kikubwa athari ya kuunganisha ya mtetemo na mkazo wa joto, na kuhakikisha zaidi usahihi wa hali ya juu na uaminifu wa hali ya juu wa ufungaji wa wafer.
Athari ya matumizi ya vitendo
Katika mstari wa uzalishaji wa vifungashio vya wafer wa biashara maarufu ya utengenezaji wa semiconductor, baada ya kuanzisha vifaa vya vifungashio vyenye besi za granite, mafanikio makubwa yamepatikana. Kulingana na uchambuzi wa data ya ukaguzi wa wafers 10,000 baada ya vifungashio, kabla ya kutumia msingi wa granite, kiwango cha kasoro cha kupotoka kwa wafer kinachosababishwa na msongo wa joto kilikuwa 12%. Hata hivyo, baada ya kubadili hadi msingi wa granite, kiwango cha kasoro kilishuka kwa kasi hadi ndani ya 3%, na kiwango cha mavuno kiliboreka kwa kiasi kikubwa. Zaidi ya hayo, majaribio ya uaminifu wa muda mrefu yameonyesha kuwa baada ya mizunguko 1,000 ya halijoto ya juu (125℃) na halijoto ya chini (-55℃), idadi ya hitilafu za viungo vya solder za chip kulingana na kifurushi cha msingi wa granite imepunguzwa kwa 70% ikilinganishwa na kifurushi cha msingi cha jadi, na utulivu wa utendaji wa chip umeboreshwa sana.
Kadri teknolojia ya semiconductor inavyoendelea kusonga mbele kuelekea usahihi wa juu na ukubwa mdogo, mahitaji ya udhibiti wa msongo wa joto katika vifungashio vya wafer yanazidi kuwa magumu. Besi za granite, pamoja na faida zake kamili katika mgawo mdogo wa upanuzi wa joto, utulivu wa joto na kupunguza mtetemo, zimekuwa chaguo muhimu kwa kuboresha ubora wa vifungashio vya wafer na kupunguza athari za msongo wa joto. Zinacheza jukumu muhimu zaidi katika kuhakikisha maendeleo endelevu ya tasnia ya semiconductor.
Muda wa chapisho: Mei-15-2025