Fil-proċess preċiż u kumpless tal-manifattura tas-semikondutturi tal-ippakkjar tal-wejfers, l-istress termali huwa bħal "qerda" moħbija fid-dlam, li thedded kontinwament il-kwalità tal-ippakkjar u l-prestazzjoni taċ-ċipep. Mid-differenza fil-koeffiċjenti tal-espansjoni termali bejn iċ-ċipep u l-materjali tal-ippakkjar sal-bidliet drastiċi fit-temperatura matul il-proċess tal-ippakkjar, il-mogħdijiet tal-ġenerazzjoni tal-istress termali huma diversi, iżda kollha jindikaw ir-riżultat tat-tnaqqis tar-rata tar-rendiment u li jaffettwaw l-affidabbiltà fit-tul taċ-ċipep. Il-bażi tal-granit, bil-proprjetajiet uniċi tal-materjal tagħha, qed issir bil-kwiet "assistent" qawwi fl-indirizzar tal-problema tal-istress termali.
Id-dilemma tal-istress termali fl-ippakkjar tal-wejfers
L-ippakkjar tal-wejfers jinvolvi x-xogħol kollaborattiv ta' bosta materjali. Iċ-ċipep huma tipikament magħmula minn materjali semikondutturi bħas-silikon, filwaqt li l-materjali tal-ippakkjar bħal materjali tal-ippakkjar tal-plastik u sottostrati jvarjaw fil-kwalità. Meta t-temperatura tinbidel matul il-proċess tal-ippakkjar, materjali differenti jvarjaw ħafna fil-grad ta' espansjoni u kontrazzjoni termali minħabba differenzi sinifikanti fil-koeffiċjent tal-espansjoni termali (CTE). Pereżempju, il-koeffiċjent tal-espansjoni termali taċ-ċipep tas-silikon huwa ta' madwar 2.6×10⁻⁶/℃, filwaqt li l-koeffiċjent tal-espansjoni termali tal-materjali komuni tal-iffurmar tar-reżina epossidika huwa għoli daqs 15-20 ×10⁻⁶/℃. Din id-differenza enormi tikkawża li l-grad ta' jinxtorob taċ-ċippa u l-materjal tal-ippakkjar ikun asinkronu matul l-istadju tat-tkessiħ wara l-ippakkjar, u jiġġenera stress termali qawwi fl-interfaċċja bejn it-tnejn. Taħt l-effett kontinwu tal-istress termali, il-wejfer jista' jitgħawweġ u jiddeforma. F'każijiet severi, jista' saħansitra jikkawża difetti fatali bħal xquq fiċ-ċippa, ksur tal-ġonot tal-istann, u delaminazzjoni tal-interfaċċja, li jirriżulta fi ħsara lill-prestazzjoni elettrika taċ-ċippa u tnaqqis sinifikanti fil-ħajja tas-servizz tagħha. Skont l-istatistika tal-industrija, ir-rata difettuża tal-ippakkjar tal-wejfer ikkawżata minn kwistjonijiet ta' stress termali tista' tkun għolja daqs 10% sa 15%, u ssir fattur ewlieni li jirrestrinġi l-iżvilupp effiċjenti u ta' kwalità għolja tal-industrija tas-semikondutturi.
Il-vantaġġi karatteristiċi tal-bażijiet tal-granit
Koeffiċjent baxx ta' espansjoni termali: Il-granit huwa magħmul prinċipalment minn kristalli minerali bħal kwarz u feldspar, u l-koeffiċjent ta' espansjoni termali tiegħu huwa estremament baxx, ġeneralment ivarja minn 0.6 sa 5×10⁻⁶/℃, li huwa eqreb lejn dak taċ-ċipep tas-silikon. Din il-karatteristika tippermetti li waqt it-tħaddim tat-tagħmir tal-ippakkjar tal-wejfers, anke meta jiltaqa' ma' varjazzjonijiet fit-temperatura, id-differenza fl-espansjoni termali bejn il-bażi tal-granit u ċ-ċippa u l-materjali tal-ippakkjar titnaqqas b'mod sinifikanti. Pereżempju, meta t-temperatura tinbidel b'10℃, il-varjazzjoni fid-daqs tal-pjattaforma tal-ippakkjar mibnija fuq il-bażi tal-granit tista' titnaqqas b'aktar minn 80% meta mqabbla mal-bażi tradizzjonali tal-metall, li ttaffi ħafna l-istress termali kkawżat mill-espansjoni u l-kontrazzjoni termali asinkrona, u tipprovdi ambjent ta' appoġġ aktar stabbli għall-wejfer.
Stabbiltà termali eċċellenti: Il-granit għandu stabbiltà termali eċċellenti. L-istruttura interna tiegħu hija densa, u l-kristalli huma magħqudin mill-qrib permezz ta' rabtiet joniċi u kovalenti, li jippermettu konduzzjoni tas-sħana bil-mod ġewwa. Meta t-tagħmir tal-ippakkjar jgħaddi minn ċikli kumplessi ta' temperatura, il-bażi tal-granit tista' trażżan b'mod effettiv l-influwenza tal-bidliet fit-temperatura fuqha nnifisha u żżomm kamp ta' temperatura stabbli. Esperimenti rilevanti juru li taħt ir-rata komuni ta' bidla fit-temperatura tat-tagħmir tal-ippakkjar (bħal ±5℃ kull minuta), id-devjazzjoni tal-uniformità tat-temperatura tal-wiċċ tal-bażi tal-granit tista' tiġi kkontrollata fi ħdan ±0.1℃, tevita l-fenomenu tal-konċentrazzjoni tal-istress termali kkawżata minn differenzi lokali fit-temperatura, tiżgura li l-wejfer ikun f'ambjent termali uniformi u stabbli matul il-proċess tal-ippakkjar, u tnaqqas is-sors tal-ġenerazzjoni tal-istress termali.
Riġidità għolja u damping tal-vibrazzjoni: Matul it-tħaddim tat-tagħmir tal-ippakkjar tal-wejfers, il-partijiet mekkaniċi li jiċċaqalqu ġewwa (bħal muturi, apparati ta' trasmissjoni, eċċ.) se jiġġeneraw vibrazzjonijiet. Jekk dawn il-vibrazzjonijiet jiġu trasmessi lill-wejfer, se jintensifikaw il-ħsara kkawżata mill-istress termali lill-wejfer. Il-bażijiet tal-granit għandhom riġidità għolja u ebusija ogħla minn dik ta' ħafna materjali tal-metall, li jistgħu jirreżistu b'mod effettiv l-interferenza ta' vibrazzjonijiet esterni. Sadanittant, l-istruttura interna unika tagħha tagħtiha prestazzjoni eċċellenti ta' damping tal-vibrazzjoni u tippermettilha li tneħħi l-enerġija tal-vibrazzjoni malajr. Id-dejta tar-riċerka turi li l-bażi tal-granit tista' tnaqqas il-vibrazzjoni ta' frekwenza għolja (100-1000Hz) iġġenerata mit-tħaddim tat-tagħmir tal-ippakkjar b'60% sa 80%, tnaqqas b'mod sinifikanti l-effett ta' akkoppjar tal-vibrazzjoni u l-istress termali, u tiżgura aktar il-preċiżjoni għolja u l-affidabbiltà għolja tal-ippakkjar tal-wejfers.
Effett ta' applikazzjoni prattika
Fil-linja tal-produzzjoni tal-ippakkjar tal-wejfers ta' intrapriża magħrufa sew tal-manifattura tas-semikondutturi, wara l-introduzzjoni ta' tagħmir tal-ippakkjar b'bażijiet tal-granit, saru kisbiet notevoli. Abbażi tal-analiżi tad-dejta tal-ispezzjoni ta' 10,000 wejfer wara l-ippakkjar, qabel ma ġiet adottata l-bażi tal-granit, ir-rata ta' difetti tat-tgħawwiġ tal-wejfers ikkawżata minn stress termali kienet ta' 12%. Madankollu, wara li nbidlet għall-bażi tal-granit, ir-rata ta' difetti niżlet sew għal 3%, u r-rata tar-rendiment tjiebet b'mod sinifikanti. Barra minn hekk, testijiet tal-affidabbiltà fit-tul urew li wara 1,000 ċiklu ta' temperatura għolja (125℃) u temperatura baxxa (-55℃), l-għadd ta' ħsarat fil-ġonta tal-istann taċ-ċippa bbażata fuq il-pakkett bażi tal-granit tnaqqas b'70% meta mqabbel mal-pakkett bażi tradizzjonali, u l-istabbiltà tal-prestazzjoni taċ-ċippa tjiebet ħafna.
Hekk kif it-teknoloġija tas-semikondutturi tkompli tavvanza lejn preċiżjoni ogħla u daqs iżgħar, ir-rekwiżiti għall-kontroll tal-istress termali fl-ippakkjar tal-wejfers qed isiru dejjem aktar stretti. Il-bażijiet tal-granit, bil-vantaġġi komprensivi tagħhom f'koeffiċjent baxx ta' espansjoni termali, stabbiltà termali u tnaqqis tal-vibrazzjoni, saru għażla ewlenija għat-titjib tal-kwalità tal-ippakkjar tal-wejfers u t-tnaqqis tal-impatt tal-istress termali. Qed ikollhom rwol dejjem aktar importanti fl-iżgurar tal-iżvilupp sostenibbli tal-industrija tas-semikondutturi.
Ħin tal-posta: 15 ta' Mejju 2025