क्या ग्रेनाइट आधार वेफर पैकेजिंग उपकरण के लिए थर्मल तनाव को खत्म कर सकता है।

वेफर पैकेजिंग की सटीक और जटिल अर्धचालक विनिर्माण प्रक्रिया में, थर्मल तनाव अंधेरे में छिपे एक "विध्वंसक" की तरह है, जो लगातार पैकेजिंग की गुणवत्ता और चिप्स के प्रदर्शन को खतरे में डालता है। चिप्स और पैकेजिंग सामग्री के बीच थर्मल विस्तार गुणांक में अंतर से लेकर पैकेजिंग प्रक्रिया के दौरान भारी तापमान परिवर्तन तक, थर्मल तनाव की पीढ़ी के रास्ते विविध हैं, लेकिन सभी उपज दर को कम करने और चिप्स की दीर्घकालिक विश्वसनीयता को प्रभावित करने के परिणाम की ओर इशारा करते हैं। ग्रेनाइट बेस, अपने अद्वितीय भौतिक गुणों के साथ, थर्मल तनाव की समस्या से निपटने में चुपचाप एक शक्तिशाली "सहायक" बन रहा है।
वेफर पैकेजिंग में तापीय तनाव की दुविधा
वेफर पैकेजिंग में कई सामग्रियों का संयुक्त कार्य शामिल होता है। चिप्स आमतौर पर सिलिकॉन जैसे अर्धचालक पदार्थों से बने होते हैं, जबकि पैकेजिंग सामग्री जैसे प्लास्टिक पैकेजिंग सामग्री और सब्सट्रेट गुणवत्ता में भिन्न होते हैं। जब पैकेजिंग प्रक्रिया के दौरान तापमान बदलता है, तो थर्मल विस्तार (CTE) के गुणांक में महत्वपूर्ण अंतर के कारण विभिन्न सामग्रियों में थर्मल विस्तार और संकुचन की डिग्री में बहुत भिन्नता होती है। उदाहरण के लिए, सिलिकॉन चिप्स के थर्मल विस्तार का गुणांक लगभग 2.6×10⁻⁶/℃ है, जबकि आम एपॉक्सी राल मोल्डिंग सामग्री के थर्मल विस्तार का गुणांक 15-20 ×10⁻⁶/℃ जितना अधिक है। यह विशाल अंतर पैकेजिंग के बाद शीतलन चरण के दौरान चिप और पैकेजिंग सामग्री की सिकुड़न की डिग्री को अतुल्यकालिक बनाता है, जिससे दोनों के बीच इंटरफेस पर एक मजबूत थर्मल तनाव पैदा होता है। थर्मल तनाव के निरंतर प्रभाव के तहत, वेफर विकृत और विकृत हो सकता है। गंभीर मामलों में, यह चिप क्रैक, सोल्डर जॉइंट फ्रैक्चर और इंटरफ़ेस डेलामिनेशन जैसे घातक दोष भी पैदा कर सकता है, जिसके परिणामस्वरूप चिप के विद्युत प्रदर्शन को नुकसान पहुंचता है और इसकी सेवा जीवन में महत्वपूर्ण कमी आती है। उद्योग के आंकड़ों के अनुसार, थर्मल तनाव के मुद्दों के कारण वेफर पैकेजिंग की दोषपूर्ण दर 10% से 15% तक हो सकती है, जो सेमीकंडक्टर उद्योग के कुशल और उच्च-गुणवत्ता वाले विकास को प्रतिबंधित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक बन गया है।

ग्रेनाइट बेस के विशिष्ट लाभ
थर्मल विस्तार का कम गुणांक: ग्रेनाइट मुख्य रूप से क्वार्ट्ज और फेल्डस्पार जैसे खनिज क्रिस्टल से बना होता है, और इसका थर्मल विस्तार गुणांक बेहद कम होता है, जो आम तौर पर 0.6 से 5×10⁻⁶/℃ तक होता है, जो सिलिकॉन चिप्स के करीब होता है। यह विशेषता यह सुनिश्चित करती है कि वेफर पैकेजिंग उपकरण के संचालन के दौरान, तापमान में उतार-चढ़ाव का सामना करने पर भी, ग्रेनाइट बेस और चिप और पैकेजिंग सामग्री के बीच थर्मल विस्तार में अंतर काफी कम हो जाता है। उदाहरण के लिए, जब तापमान 10℃ से बदलता है, तो ग्रेनाइट बेस पर बने पैकेजिंग प्लेटफॉर्म के आकार में बदलाव को पारंपरिक धातु बेस की तुलना में 80% से अधिक कम किया जा सकता है, जो अतुल्यकालिक थर्मल विस्तार और संकुचन के कारण होने वाले थर्मल तनाव को काफी हद तक कम करता है, और वेफर के लिए अधिक स्थिर समर्थन वातावरण प्रदान करता है।
उत्कृष्ट तापीय स्थिरता: ग्रेनाइट में उत्कृष्ट तापीय स्थिरता होती है। इसकी आंतरिक संरचना सघन होती है, और क्रिस्टल आयनिक और सहसंयोजक बंधों के माध्यम से घनिष्ठ रूप से बंधे होते हैं, जिससे अंदर धीमी गर्मी चालन की अनुमति मिलती है। जब पैकेजिंग उपकरण जटिल तापमान चक्रों से गुजरता है, तो ग्रेनाइट बेस अपने आप पर तापमान परिवर्तनों के प्रभाव को प्रभावी ढंग से दबा सकता है और एक स्थिर तापमान क्षेत्र बनाए रख सकता है। प्रासंगिक प्रयोगों से पता चलता है कि पैकेजिंग उपकरण की सामान्य तापमान परिवर्तन दर (जैसे ± 5 ℃ प्रति मिनट) के तहत, ग्रेनाइट बेस के सतह के तापमान की एकरूपता विचलन को ± 0.1 ℃ के भीतर नियंत्रित किया जा सकता है, जिससे स्थानीय तापमान अंतर के कारण होने वाले तापीय तनाव सांद्रता की घटना से बचा जा सकता है, यह सुनिश्चित करते हुए कि पैकेजिंग प्रक्रिया के दौरान वेफर एक समान और स्थिर तापीय वातावरण में है, और तापीय तनाव उत्पादन के स्रोत को कम करता है।
उच्च कठोरता और कंपन भिगोना: वेफर पैकेजिंग उपकरण के संचालन के दौरान, अंदर के यांत्रिक चलने वाले हिस्से (जैसे मोटर, ट्रांसमिशन डिवाइस, आदि) कंपन उत्पन्न करेंगे। यदि ये कंपन वेफर को प्रेषित किए जाते हैं, तो वे वेफर को थर्मल तनाव से होने वाले नुकसान को तेज कर देंगे। ग्रेनाइट बेस में उच्च कठोरता और कई धातु सामग्री की तुलना में अधिक कठोरता होती है, जो बाहरी कंपन के हस्तक्षेप का प्रभावी ढंग से विरोध कर सकती है। इस बीच, इसकी अनूठी आंतरिक संरचना इसे उत्कृष्ट कंपन भिगोना प्रदर्शन प्रदान करती है और इसे कंपन ऊर्जा को तेजी से नष्ट करने में सक्षम बनाती है। शोध डेटा से पता चलता है कि ग्रेनाइट बेस पैकेजिंग उपकरण के संचालन से उत्पन्न उच्च आवृत्ति कंपन (100-1000 हर्ट्ज) को 60% से 80% तक कम कर सकता है, कंपन और थर्मल तनाव के युग्मन प्रभाव को काफी कम कर सकता है, और वेफर पैकेजिंग की उच्च परिशुद्धता और उच्च विश्वसनीयता को और सुनिश्चित कर सकता है।
व्यावहारिक अनुप्रयोग प्रभाव
एक प्रसिद्ध सेमीकंडक्टर विनिर्माण उद्यम की वेफर पैकेजिंग उत्पादन लाइन में, ग्रेनाइट बेस के साथ पैकेजिंग उपकरण पेश करने के बाद, उल्लेखनीय उपलब्धियां हासिल की गई हैं। पैकेजिंग के बाद 10,000 वेफर्स के निरीक्षण डेटा के विश्लेषण के आधार पर, ग्रेनाइट बेस को अपनाने से पहले, थर्मल तनाव के कारण वेफर वॉर्पिंग की दोष दर 12% थी। हालांकि, ग्रेनाइट बेस पर स्विच करने के बाद, दोष दर तेजी से 3% के भीतर गिर गई, और उपज दर में काफी सुधार हुआ। इसके अलावा, दीर्घकालिक विश्वसनीयता परीक्षणों से पता चला है कि उच्च तापमान (125 ℃) और निम्न तापमान (-55 ℃) के 1,000 चक्रों के बाद, ग्रेनाइट बेस पैकेज पर आधारित चिप के सोल्डर संयुक्त विफलताओं की संख्या पारंपरिक बेस पैकेज की तुलना में 70% कम हो गई है, और चिप की प्रदर्शन स्थिरता में काफी सुधार हुआ है।

जैसे-जैसे सेमीकंडक्टर तकनीक उच्च परिशुद्धता और छोटे आकार की ओर आगे बढ़ती जा रही है, वेफर पैकेजिंग में थर्मल तनाव नियंत्रण की आवश्यकताएं लगातार सख्त होती जा रही हैं। ग्रेनाइट बेस, कम थर्मल विस्तार गुणांक, थर्मल स्थिरता और कंपन में कमी के अपने व्यापक लाभों के साथ, वेफर पैकेजिंग की गुणवत्ता में सुधार और थर्मल तनाव के प्रभाव को कम करने के लिए एक महत्वपूर्ण विकल्प बन गए हैं। वे सेमीकंडक्टर उद्योग के सतत विकास को सुनिश्चित करने में तेजी से महत्वपूर्ण भूमिका निभा रहे हैं।