Plastinka qadoqlashning aniq va murakkab yarimo'tkazgich ishlab chiqarish jarayonida termal stress qorong'ida yashiringan "buzg'unchi"ga o'xshaydi, u qadoqlash sifati va chiplarning ishlashiga doimiy ravishda tahdid soladi. Chiplar va qadoqlash materiallari o'rtasidagi termal kengayish koeffitsientlaridagi farqdan tortib, qadoqlash jarayonidagi keskin harorat o'zgarishlarigacha, termal stressning paydo bo'lish yo'llari xilma-xil, ammo barchasi hosildorlik darajasining pasayishi va chiplarning uzoq muddatli ishonchliligiga ta'sir qilish natijasiga ishora qiladi. O'zining noyob material xususiyatlariga ega granit asosi jimgina termal stress muammosini hal qilishda kuchli "yordamchi"ga aylanib bormoqda.
Gofret qadoqlashdagi termal stress muammosi
Plastinka qadoqlash ko'plab materiallarning hamkorlikdagi ishini o'z ichiga oladi. Chiplar odatda kremniy kabi yarimo'tkazgichli materiallardan iborat bo'lib, plastik qadoqlash materiallari va substratlar kabi qadoqlash materiallari sifati jihatidan har xil bo'ladi. Qadoqlash jarayonida harorat o'zgarganda, turli materiallar issiqlik kengayish koeffitsientidagi (CTE) sezilarli farqlar tufayli issiqlik kengayish va qisqarish darajasida juda katta farq qiladi. Masalan, kremniy chiplarining issiqlik kengayish koeffitsienti taxminan 2,6 × 10⁻⁶/℃ ni tashkil qiladi, oddiy epoksi qatronlar qoliplash materiallarining issiqlik kengayish koeffitsienti esa 15-20 × 10⁻⁶/℃ gacha. Bu ulkan bo'shliq chip va qadoqlash materialining qisqarish darajasini qadoqlashdan keyin sovutish bosqichida asinxron bo'lishiga olib keladi, bu ikkalasi orasidagi chegarada kuchli issiqlik kuchlanishini hosil qiladi. Termal kuchlanishning doimiy ta'siri ostida plastina egilib, deformatsiyalanishi mumkin. Og'ir holatlarda, u hatto chip yorilishlari, lehim birikmasining sinishi va chegara delaminatsiyasi kabi halokatli nuqsonlarga olib kelishi mumkin, bu esa chipning elektr ishlashiga zarar yetkazadi va uning xizmat muddatini sezilarli darajada qisqartiradi. Sanoat statistikasiga ko'ra, issiqlik stressi muammolari tufayli gofret qadoqlashning nuqsonli darajasi 10% dan 15% gacha bo'lishi mumkin, bu yarimo'tkazgichlar sanoatining samarali va yuqori sifatli rivojlanishini cheklovchi asosiy omilga aylanib bormoqda.
Granit asoslarining o'ziga xos afzalliklari
Issiqlik kengayishining past koeffitsienti: Granit asosan kvarts va dala shpati kabi mineral kristallardan iborat bo'lib, uning issiqlik kengayish koeffitsienti juda past, odatda 0,6 dan 5 × 10⁻⁶/℃ gacha, bu kremniy chiplarinikiga yaqinroq. Bu xususiyat gofret qadoqlash uskunalarining ishlashi paytida, hatto harorat o'zgarishiga duch kelganda ham, granit asosi va chip va qadoqlash materiallari o'rtasidagi issiqlik kengayishidagi farq sezilarli darajada kamayishiga imkon beradi. Masalan, harorat 10 ℃ ga o'zgarganda, granit asosga qurilgan qadoqlash platformasining o'lcham o'zgarishi an'anaviy metall asosga nisbatan 80% dan ko'proqqa kamayishi mumkin, bu esa asinxron issiqlik kengayishi va qisqarishi natijasida yuzaga keladigan issiqlik stressini sezilarli darajada engillashtiradi va gofret uchun yanada barqaror qo'llab-quvvatlash muhitini yaratadi.
Ajoyib issiqlik barqarorligi: Granit ajoyib issiqlik barqarorligiga ega. Uning ichki tuzilishi zich va kristallar ion va kovalent bog'lanishlar orqali chambarchas bog'langan bo'lib, ichidagi issiqlikning sekin o'tkazilishini ta'minlaydi. Qadoqlash uskunalari murakkab harorat sikllaridan o'tganda, granit asos harorat o'zgarishining o'ziga ta'sirini samarali ravishda bostirishi va barqaror harorat maydonini saqlab turishi mumkin. Tegishli tajribalar shuni ko'rsatadiki, qadoqlash uskunalarining umumiy harorat o'zgarishi tezligida (masalan, daqiqada ±5℃), granit asosining sirt harorati bir xilligi og'ishini ±0,1℃ ichida boshqarish mumkin, bu mahalliy harorat farqlari tufayli yuzaga keladigan issiqlik kuchlanish konsentratsiyasi hodisasidan qochadi, plastinkaning qadoqlash jarayonida bir xil va barqaror issiqlik muhitida bo'lishini ta'minlaydi va issiqlik kuchlanishining hosil bo'lish manbasini kamaytiradi.
Yuqori qattiqlik va tebranishning pasayishi: Plitalarni qadoqlash uskunalarining ishlashi paytida ichidagi mexanik harakatlanuvchi qismlar (masalan, motorlar, uzatish moslamalari va boshqalar) tebranishlarni hosil qiladi. Agar bu tebranishlar plitaga uzatilsa, ular plitaga termal stress tufayli yetkazilgan zararni kuchaytiradi. Granit asoslari yuqori qattiqlikka va ko'plab metall materiallarga qaraganda yuqori qattiqlikka ega, bu esa tashqi tebranishlarning aralashuviga samarali qarshilik ko'rsatishi mumkin. Shu bilan birga, uning noyob ichki tuzilishi unga ajoyib tebranishning pasayishi samaradorligini beradi va tebranish energiyasini tezda tarqatish imkonini beradi. Tadqiqot ma'lumotlari shuni ko'rsatadiki, granit asosi qadoqlash uskunalarining ishlashi natijasida hosil bo'lgan yuqori chastotali tebranishni (100-1000Hz) 60% dan 80% gacha kamaytirishi mumkin, bu tebranish va termal stressning bog'lanish ta'sirini sezilarli darajada kamaytiradi va plitani qadoqlashning yuqori aniqligi va yuqori ishonchliligini yanada ta'minlaydi.
Amaliy qo'llanilish effekti
Taniqli yarimo'tkazgich ishlab chiqarish korxonasining plastinka qadoqlash ishlab chiqarish liniyasida granit asosli qadoqlash uskunalarini joriy etgandan so'ng, sezilarli yutuqlarga erishildi. Granit asosini qabul qilishdan oldin, qadoqlashdan keyin 10 000 ta plastinkaning tekshirish ma'lumotlarini tahlil qilish asosida, termal stress tufayli plastinkaning egilish nuqson darajasi 12% ni tashkil etdi. Biroq, granit asosga o'tgandan so'ng, nuqson darajasi keskin pasayib, 3% gacha tushdi va hosildorlik darajasi sezilarli darajada yaxshilandi. Bundan tashqari, uzoq muddatli ishonchlilik sinovlari shuni ko'rsatdiki, yuqori harorat (125℃) va past harorat (-55℃) ning 1000 tsiklidan so'ng, granit asosli paketga asoslangan chipning lehim birikmalarining nosozliklari soni an'anaviy asosli paketga nisbatan 70% ga kamaydi va chipning ishlash barqarorligi sezilarli darajada yaxshilandi.
Yarimo'tkazgichlar texnologiyasi yuqori aniqlik va kichikroq o'lchamlarga qarab rivojlanishda davom etar ekan, plastinka qadoqlashda termal stressni boshqarish talablari tobora qattiqlashib bormoqda. Past issiqlik kengayish koeffitsienti, termal barqarorlik va tebranishlarni kamaytirish kabi keng qamrovli afzalliklariga ega bo'lgan granit asoslari plastinka qadoqlash sifatini yaxshilash va termal stress ta'sirini kamaytirish uchun asosiy tanlovga aylandi. Ular yarimo'tkazgichlar sanoatining barqaror rivojlanishini ta'minlashda tobora muhim rol o'ynamoqda.
Nashr vaqti: 2025-yil 15-may