Am präzisen a komplexe Prozess vun der Hallefleederherstellung vu Waferverpackungen ass den Thermospannung wéi en "Zerstéierer", deen am Däischteren verstoppt ass a stänneg d'Qualitéit vun der Verpackung an d'Leeschtung vun de Chips bedroht. Vum Ënnerscheed an den thermeschen Ausdehnungskoeffizienten tëscht Chips a Verpackungsmaterialien bis zu den drasteschen Temperaturännerungen während dem Verpackungsprozess sinn d'Generatiounsweeër vum Thermospannung divers, awer all weisen op d'Resultat vun enger Reduktioun vum Rendement an enger Beeinflussung vun der laangfristeger Zouverlässegkeet vun de Chips hin. D'Granitbasis, mat hiren eenzegaartege Materialeigenschaften, gëtt roueg zu engem mächtegen "Assistent" beim Ëmgang mam Problem vum Thermospannung.
D'Thermostress-Dilemma bei der Waferverpackung
Waferverpackung erfuerdert d'Zesummenaarbecht vu ville Materialien. Chips bestinn typescherweis aus Hallefleedermaterialien wéi Silizium, während Verpackungsmaterialien wéi Plastikverpackungsmaterialien a Substrater a Qualitéit variéieren. Wann d'Temperatur sech während dem Verpackungsprozess ännert, variéiere verschidde Materialien staark am Grad vun der thermescher Expansioun a Kontraktioun wéinst bedeitenden Ënnerscheeder am Koeffizient vun der thermescher Expansioun (CTE). Zum Beispill ass de Koeffizient vun der thermescher Expansioun vu Siliziumchips ongeféier 2,6 × 10⁻⁶/℃, während de Koeffizient vun der thermescher Expansioun vu gängegen Epoxyharz-Giissmaterialien bis zu 15-20 × 10⁻⁶/℃ héich ass. Dës enorm Spalt verursaacht, datt de Schrumpfgrad vum Chip an dem Verpackungsmaterial während der Ofkillphase no der Verpackung asynchron ass, wat zu enger staarker thermescher Belaaschtung op der Grenzfläch tëscht deenen zwee féiert. Ënnert dem kontinuéierlechen Effekt vun der thermescher Belaaschtung kann de Wafer sech verformen an deforméieren. A schwéiere Fäll kann et souguer fatal Defekter wéi Chiprëss, Läitverbindungsfrakturen an Grenzflächendelaminatioun verursaachen, wat zu Schied un der elektrescher Leeschtung vum Chip an enger bedeitender Reduktioun vu senger Liewensdauer féiert. Laut Industriestatistike kann d'Defektquote vu Waferverpackungen, verursaacht duerch thermesch Stressproblemer, vun 10% bis 15% eropgoen, wat e Schlësselfaktor ass, deen déi effizient an héichqualitativ Entwécklung vun der Hallefleederindustrie limitéiert.
Déi charakteristesch Virdeeler vu Granitbasen
Niddrege Koeffizient vun der thermescher Ausdehnung: Granit besteet haaptsächlech aus Mineralkristaller wéi Quarz a Feldspat, a säi Koeffizient vun der thermescher Ausdehnung ass extrem niddreg, normalerweis tëscht 0,6 an 5 × 10⁻⁶/℃, wat méi no un deem vu Siliziumchips läit. Dës Charakteristik erméiglecht et, datt während dem Betrib vu Wafer-Verpackungsausrüstung, och bei Temperaturschwankungen, den Ënnerscheed an der thermescher Ausdehnung tëscht der Granitbasis an dem Chip- a Verpackungsmaterial däitlech reduzéiert gëtt. Zum Beispill, wann d'Temperatur ëm 10 ℃ ännert, kann d'Gréisstvariatioun vun der Verpackungsplattform, déi op der Granitbasis gebaut ass, ëm méi wéi 80% am Verglach mat der traditioneller Metallbasis reduzéiert ginn, wat den thermesche Stress, deen duerch déi asynchron thermesch Ausdehnung a Kontraktioun verursaacht gëtt, däitlech reduzéiert an eng méi stabil Ënnerstëtzungsëmfeld fir de Wafer bitt.
Excellent thermesch Stabilitéit: Granit huet eng aussergewéinlech thermesch Stabilitéit. Seng intern Struktur ass dicht, an d'Kristaller sinn enk duerch ionesch a kovalent Bindungen gebonnen, wat eng lues Wärmeleitung dobannen erméiglecht. Wann d'Verpackungsausrüstung komplex Temperaturzyklen duerchleeft, kann d'Granitbasis den Afloss vun Temperaturännerungen op sech selwer effektiv ënnerdrécken an e stabilt Temperaturfeld behalen. Relevant Experimenter weisen datt ënner der üblecher Temperaturännerungsquote vu Verpackungsausrüstung (wéi z.B. ±5℃ pro Minutt) d'Ofwäichung vun der Uewerflächentemperaturuniformitéit vun der Granitbasis bannent ±0,1℃ kontrolléiert ka ginn, wouduerch de Phänomen vun der thermescher Spannungskonzentratioun, déi duerch lokal Temperaturënnerscheeder verursaacht gëtt, vermeit gëtt, sou datt séchergestallt gëtt datt de Wafer sech an engem eenheetlechen a stabile thermeschen Ëmfeld während dem ganze Verpackungsprozess befënnt, an d'Quell vun der thermescher Spannungsgeneratioun reduzéiert gëtt.
Héich Steifheet a Schwéngungsdämpfung: Wärend dem Betrib vu Wafer-Verpackungsanlagen generéieren déi mechanesch bewegend Deeler dobannen (wéi Motoren, Transmissiounsapparater, etc.) Schwéngungen. Wann dës Schwéngungen op de Wafer iwwerdroe ginn, verschäerfen se de Schued, deen duerch thermesch Belaaschtung um Wafer verursaacht gëtt. Granitbasisse hunn eng héich Steifheet an eng Häert, déi méi héich ass wéi déi vu ville Metallmaterialien, wat effektiv géint d'Stéierunge vun externen Schwéngungen standhale kann. Gläichzäiteg gëtt hir eenzegaarteg intern Struktur eng exzellent Schwéngungsdämpfungsleistung a erméiglecht et, d'Schwéngungsenergie séier ofzebauen. Fuerschungsdaten weisen, datt de Granitbasis d'Héichfrequenzschwéngungen (100-1000Hz), déi duerch de Betrib vu Verpackungsanlagen generéiert ginn, ëm 60% bis 80% reduzéiere kann, wat den Kopplungseffekt vu Schwéngungen an thermesche Belaaschtungen däitlech reduzéiert an déi héich Präzisioun an héich Zouverlässegkeet vun der Waferverpackung weider garantéiert.
Prakteschen Uwendungseffekt
An der Wafer-Verpackungsproduktiounslinn vun engem bekannte Hallefleederhersteller goufen no der Aféierung vun Verpackungsausrüstung mat Granitbasis bemierkenswäert Leeschtungen erreecht. Baséierend op der Analyse vun den Inspektiounsdaten vun 10.000 Waferen no der Verpackung, ier d'Granitbasis adoptéiert gouf, louch d'Defektquote vun der Waferverformung duerch thermesch Belaaschtung bei 12%. Nom Wiessel op d'Granitbasis ass d'Defektquote awer staark op bannent 3% gefall, an d'Ausbezuelungsquote huet sech däitlech verbessert. Ausserdeem hunn laangfristeg Zouverlässegkeetstester gewisen, datt no 1.000 Zyklen vun héijer Temperatur (125℃) an niddreger Temperatur (-55℃) d'Zuel vun de Läitverbindungsfehler vum Chip baséiert op der Granitbasis ëm 70% am Verglach mam traditionelle Basispaket reduzéiert gouf, an d'Leeschtungsstabilitéit vum Chip däitlech verbessert gouf.
Well d'Halbleitertechnologie sech weider a Richtung méi héich Präzisioun a méi kleng Gréisst entwéckelt, ginn d'Ufuerderunge fir d'Thermospannungskontroll bei Waferverpackungen ëmmer méi streng. Granitbasen, mat hiren ëmfangräiche Virdeeler wéi niddregen Thermoausdehnungskoeffizient, thermescher Stabilitéit a Vibratiounsreduktioun, sinn zu enger Schlësselwiel ginn fir d'Qualitéit vu Waferverpackungen ze verbesseren an den Impakt vum Thermospannung ze reduzéieren. Si spillen eng ëmmer méi wichteg Roll fir déi nohalteg Entwécklung vun der Hallefleiterindustrie ze garantéieren.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 15. Mee 2025