Ing proses manufaktur semikonduktor kemasan wafer sing tepat lan rumit, stres termal kaya "perusak" sing ndhelik ing peteng, terus-terusan ngancam kualitas kemasan lan kinerja chip. Saka bedane koefisien ekspansi termal antarane chip lan bahan kemasan nganti owah-owahan suhu sing drastis sajrone proses kemasan, jalur generasi stres termal maneka warna, nanging kabeh nuduhake asil nyuda tingkat asil lan mengaruhi keandalan chip jangka panjang. Basis granit, kanthi sifat bahan sing unik, kanthi meneng-meneng dadi "asisten" sing kuat kanggo ngatasi masalah stres termal.
Dilema stres termal ing kemasan wafer
Kemasan wafer nglibatake karya kolaboratif saka pirang-pirang bahan. Chip biasane digawe saka bahan semikonduktor kayata silikon, dene bahan kemasan kaya bahan kemasan plastik lan substrat beda-beda kualitase. Nalika suhu owah sajrone proses kemasan, bahan sing beda-beda beda-beda banget ing tingkat ekspansi lan kontraksi termal amarga beda sing signifikan ing koefisien ekspansi termal (CTE). Contone, koefisien ekspansi termal chip silikon kira-kira 2,6 × 10⁻⁶/℃, dene koefisien ekspansi termal bahan cetakan resin epoksi umum dhuwure 15-20 × 10⁻⁶/℃. Celah gedhe iki nyebabake tingkat penyusutan chip lan bahan kemasan dadi asinkron sajrone tahap pendinginan sawise kemasan, ngasilake stres termal sing kuwat ing antarmuka antarane loro kasebut. Ing efek stres termal sing terus-terusan, wafer bisa melengkung lan deformasi. Ing kasus sing parah, malah bisa nyebabake cacat fatal kayata retakan chip, patah sambungan solder, lan delaminasi antarmuka, sing nyebabake kerusakan kinerja listrik chip lan penurunan umur layanan sing signifikan. Miturut statistik industri, tingkat cacat kemasan wafer sing disebabake dening masalah stres termal bisa nganti 10% nganti 15%, dadi faktor kunci sing mbatesi pangembangan industri semikonduktor sing efisien lan berkualitas tinggi.
Kauntungan khas saka basis granit
Koefisien ekspansi termal sing endhek: Granit utamane kasusun saka kristal mineral kayata kuarsa lan feldspar, lan koefisien ekspansi termal kasebut endhek banget, umume antara 0,6 nganti 5 × 10⁻⁶/℃, sing luwih cedhak karo chip silikon. Karakteristik iki ndadekake sajrone operasi peralatan kemasan wafer, sanajan nemoni fluktuasi suhu, bedane ekspansi termal antarane basis granit lan chip lan bahan kemasan bisa dikurangi kanthi signifikan. Contone, nalika suhu owah nganti 10℃, variasi ukuran platform kemasan sing dibangun ing basis granit bisa dikurangi luwih saka 80% dibandhingake karo basis logam tradisional, sing nyuda stres termal sing disebabake dening ekspansi lan kontraksi termal asinkron, lan nyedhiyakake lingkungan dhukungan sing luwih stabil kanggo wafer.
Stabilitas termal sing apik banget: Granit nduweni stabilitas termal sing luar biasa. Struktur internalé padhet, lan kristal-kristal kasebut raket banget liwat ikatan ionik lan kovalen, saéngga konduksi panas alon ing njero. Nalika peralatan kemasan ngalami siklus suhu sing kompleks, dhasar granit bisa kanthi efektif nyegah pengaruh owah-owahan suhu ing awake dhewe lan njaga medan suhu sing stabil. Eksperimen sing relevan nuduhake manawa ing tingkat owah-owahan suhu umum peralatan kemasan (kayata ±5℃ per menit), deviasi keseragaman suhu permukaan dhasar granit bisa dikontrol ing ±0,1℃, ngindhari fenomena konsentrasi stres termal sing disebabake dening beda suhu lokal, njamin manawa wafer ana ing lingkungan termal sing seragam lan stabil sajrone proses kemasan, lan nyuda sumber generasi stres termal.
Kekakuan lan redaman getaran sing dhuwur: Sajrone operasi peralatan kemasan wafer, bagean mekanik sing obah ing njero (kayata motor, piranti transmisi, lan liya-liyane) bakal ngasilake getaran. Yen getaran kasebut ditularake menyang wafer, bakal nambah kerusakan sing disebabake dening stres termal ing wafer. Basis granit duwe kekakuan sing dhuwur lan kekerasan sing luwih dhuwur tinimbang akeh bahan logam, sing bisa kanthi efektif nolak gangguan getaran eksternal. Sauntara kuwi, struktur internal sing unik menehi kinerja redaman getaran sing apik banget lan ngidini mbuwang energi getaran kanthi cepet. Data riset nuduhake yen basis granit bisa nyuda getaran frekuensi dhuwur (100-1000Hz) sing diasilake dening operasi peralatan kemasan nganti 60% nganti 80%, kanthi signifikan nyuda efek kopling getaran lan stres termal, lan luwih njamin presisi sing dhuwur lan linuwih sing dhuwur saka kemasan wafer.
Efek aplikasi praktis
Ing lini produksi kemasan wafer saka perusahaan manufaktur semikonduktor sing misuwur, sawise ngenalake peralatan kemasan nganggo basis granit, prestasi sing luar biasa wis digawe. Adhedhasar analisis data inspeksi 10.000 wafer sawise kemasan, sadurunge nggunakake basis granit, tingkat cacat wafer warping sing disebabake dening stres termal yaiku 12%. Nanging, sawise ngalih menyang basis granit, tingkat cacat mudhun banget nganti 3%, lan tingkat asil saya apik banget. Salajengipun, tes linuwih jangka panjang nuduhake yen sawise 1.000 siklus suhu dhuwur (125 ℃) lan suhu endhek (-55 ℃), jumlah kegagalan sambungan solder chip adhedhasar paket basis granit wis suda nganti 70% dibandhingake karo paket basis tradisional, lan stabilitas kinerja chip wis saya apik.
Amarga teknologi semikonduktor terus maju menyang presisi sing luwih dhuwur lan ukuran sing luwih cilik, syarat kanggo kontrol stres termal ing kemasan wafer saya ketat. Basis granit, kanthi kaluwihan lengkap ing koefisien ekspansi termal sing kurang, stabilitas termal lan pangurangan getaran, wis dadi pilihan utama kanggo ningkatake kualitas kemasan wafer lan nyuda dampak stres termal. Dheweke main peran sing saya penting kanggo njamin pembangunan industri semikonduktor sing lestari.
Wektu kiriman: 15 Mei 2025