ڇا گرينائيٽ بيس ويفر پيڪنگنگ سامان لاءِ حرارتي دٻاءُ کي ختم ڪري سگهي ٿو؟

ويفر پيڪنگنگ جي صحيح ۽ پيچيده سيمي ڪنڊڪٽر ٺاهڻ واري عمل ۾، حرارتي دٻاءُ اونداهي ۾ لڪيل هڪ "تباهه ڪندڙ" وانگر آهي، جيڪو مسلسل پيڪنگنگ جي معيار ۽ چپس جي ڪارڪردگي کي خطرو بڻائي ٿو. چپس ۽ پيڪنگنگ مواد جي وچ ۾ حرارتي توسيع جي کوٽائي ۾ فرق کان وٺي پيڪنگنگ جي عمل دوران سخت گرمي پد جي تبديلين تائين، حرارتي دٻاءُ جي پيداوار جا رستا متنوع آهن، پر اهي سڀ پيداوار جي شرح کي گهٽائڻ ۽ چپس جي ڊگهي مدت جي اعتبار کي متاثر ڪرڻ جي نتيجي ڏانهن اشارو ڪن ٿا. گرينائيٽ بيس، پنهنجي منفرد مادي خاصيتن سان، خاموشي سان حرارتي دٻاءُ جي مسئلي کي منهن ڏيڻ ۾ هڪ طاقتور "اسسٽنٽ" بڻجي رهيو آهي.
ويفر پيڪنگنگ ۾ حرارتي دٻاءُ جو مسئلو
ويفر پيڪنگ ۾ ڪيترن ئي مواد جو گڏيل ڪم شامل آهي. چپس عام طور تي سلڪون جهڙن سيمي ڪنڊڪٽر مواد مان ٺهيل هونديون آهن، جڏهن ته پيڪنگنگ مواد جهڙوڪ پلاسٽڪ پيڪنگنگ مواد ۽ سبسٽريٽ معيار ۾ مختلف هوندا آهن. جڏهن پيڪنگنگ جي عمل دوران گرمي پد تبديل ٿئي ٿو، ته مختلف مواد حرارتي توسيع ۽ سنڪچ جي درجي ۾ تمام گهڻو مختلف ٿين ٿا ڇاڪاڻ ته حرارتي توسيع جي کوٽائي (CTE) ۾ اهم فرق آهي. مثال طور، سلڪون چپس جي حرارتي توسيع جو کوٽائي تقريبن 2.6×10⁻⁶/℃ آهي، جڏهن ته عام ايپوڪسي رال مولڊنگ مواد جي حرارتي توسيع جو کوٽائي 15-20 ×10⁻⁶/℃ جيترو وڌيڪ آهي. هي وڏو فرق پيڪنگ کان پوءِ ٿڌي مرحلي دوران چپ ۽ پيڪنگنگ مواد جي ڇڪڻ جي درجي کي غير هم وقت ساز بڻائي ٿو، ٻنهي جي وچ ۾ انٽرفيس تي هڪ مضبوط حرارتي دٻاءُ پيدا ڪري ٿو. حرارتي دٻاءُ جي مسلسل اثر هيٺ، ويفر وارپ ۽ خراب ٿي سگهي ٿو. سخت حالتن ۾، اهو موتمار خرابين جهڙوڪ چپ جي ڀڃڪڙي، سولڊر جوائنٽ فريڪچر، ۽ انٽرفيس ڊيليمينيشن جو سبب به بڻجي سگهي ٿو، جنهن جي نتيجي ۾ چپ جي برقي ڪارڪردگي کي نقصان پهچندو آهي ۽ ان جي سروس لائف ۾ اهم گهٽتائي ٿيندي آهي. صنعت جي انگن اکرن موجب، حرارتي دٻاءُ جي مسئلن جي ڪري ويفر پيڪنگنگ جي خراب شرح 10٪ کان 15٪ تائين ٿي سگهي ٿي، جيڪا سيمي ڪنڊڪٽر انڊسٽري جي موثر ۽ اعليٰ معيار جي ترقي کي محدود ڪرڻ جو هڪ اهم عنصر بڻجي ٿي.

گرينائيٽ بيسز جا خاص فائدا
حرارتي توسيع جو گهٽ ڪوئفيشينٽ: گرينائيٽ بنيادي طور تي معدني ڪرسٽل جهڙوڪ ڪوارٽز ۽ فيلڊ اسپار تي مشتمل آهي، ۽ ان جي حرارتي توسيع جو ڪوئفيشينٽ انتهائي گهٽ آهي، عام طور تي 0.6 کان 5×10⁻⁶/℃ تائين، جيڪو سلڪون چپس جي ويجهو آهي. هي خاصيت ويفر پيڪنگنگ سامان جي آپريشن دوران، جڏهن به گرمي پد جي اتار چڙهاؤ کي منهن ڏيڻو پوي ٿو، گرينائيٽ بيس ۽ چپ ۽ پيڪنگنگ مواد جي وچ ۾ حرارتي توسيع ۾ فرق خاص طور تي گهٽجي ويندو آهي. مثال طور، جڏهن گرمي پد 10 ℃ تائين تبديل ٿئي ٿو، گرينائيٽ بيس تي ٺهيل پيڪنگنگ پليٽ فارم جي سائيز ۾ فرق روايتي ڌاتو بيس جي مقابلي ۾ 80٪ کان وڌيڪ گهٽجي سگهي ٿو، جيڪو غير مطابقت واري حرارتي توسيع ۽ سنڪچ جي ڪري پيدا ٿيندڙ حرارتي دٻاءُ کي تمام گهڻو گهٽائي ٿو، ۽ ويفر لاءِ وڌيڪ مستحڪم سپورٽ ماحول فراهم ڪري ٿو.
بهترين حرارتي استحڪام: گرينائيٽ ۾ شاندار حرارتي استحڪام آهي. ان جي اندروني بناوت گهاٽي آهي، ۽ ڪرسٽل آئنڪ ۽ ڪوويلنٽ بانڊ ذريعي ويجهڙائي سان ڳنڍيل آهن، جيڪي اندر سست گرمي جي وهڪري جي اجازت ڏين ٿا. جڏهن پيڪنگنگ سامان پيچيده گرمي پد جي چڪر مان گذري ٿو، ته گرينائيٽ بيس پاڻ تي گرمي پد جي تبديلين جي اثر کي مؤثر طريقي سان دٻائي سگهي ٿو ۽ هڪ مستحڪم گرمي پد جي ميدان کي برقرار رکي سگهي ٿو. لاڳاپيل تجربا ڏيکارين ٿا ته پيڪنگنگ سامان جي عام گرمي پد جي تبديلي جي شرح (جهڙوڪ ±5 ℃ في منٽ) جي تحت، گرينائيٽ بيس جي مٿاڇري جي گرمي پد جي هڪجهڙائي انحراف کي ±0.1 ℃ اندر ڪنٽرول ڪري سگهجي ٿو، مقامي درجه حرارت جي فرق جي ڪري حرارتي دٻاءُ جي ڪنسنٽريشن جي رجحان کان بچڻ، يقيني بڻائڻ ته ويفر پيڪنگنگ جي عمل دوران هڪجهڙائي ۽ مستحڪم حرارتي ماحول ۾ آهي، ۽ حرارتي دٻاءُ جي پيداوار جي ذريعن کي گهٽائي ٿو.
تيز سختي ۽ وائبريشن ڊمپنگ: ويفر پيڪنگنگ سامان جي آپريشن دوران، اندر موجود ميڪيڪل حرڪت ڪندڙ حصا (جهڙوڪ موٽر، ٽرانسميشن ڊوائيسز، وغيره) وائبريشن پيدا ڪندا. جيڪڏهن اهي وائبريشن ويفر ڏانهن منتقل ڪيا وڃن، ته اهي ويفر کي حرارتي دٻاءُ جي ڪري ٿيندڙ نقصان کي تيز ڪندا. گرينائيٽ بيسز ۾ گهڻي سختي ۽ ڪيترن ئي ڌاتو جي مواد جي ڀيٽ ۾ وڌيڪ سختي هوندي آهي، جيڪا ٻاهرين وائبريشن جي مداخلت کي مؤثر طريقي سان مزاحمت ڪري سگهي ٿي. ان دوران، ان جي منفرد اندروني جوڙجڪ ان کي بهترين وائبريشن ڊمپنگ ڪارڪردگي سان نوازي ٿي ۽ ان کي وائبريشن توانائي کي تيزيءَ سان ختم ڪرڻ جي قابل بڻائي ٿي. تحقيق جي ڊيٽا ڏيکاري ٿي ته گرينائيٽ بيس پيڪنگنگ سامان جي آپريشن ذريعي پيدا ٿيندڙ هاءِ فريڪوئنسي وائبريشن (100-1000Hz) کي 60٪ کان 80٪ تائين گهٽائي سگهي ٿو، وائبريشن ۽ ٿرمل اسٽريس جي ڪپلنگ اثر کي خاص طور تي گهٽائي ٿو، ۽ ويفر پيڪنگنگ جي اعليٰ درستگي ۽ اعليٰ اعتبار کي وڌيڪ يقيني بڻائي ٿو.
عملي درخواست جو اثر
هڪ مشهور سيمي ڪنڊڪٽر ٺاهيندڙ اداري جي ويفر پيڪنگنگ پيداوار واري لائن ۾، گرينائيٽ بيس سان پيڪنگنگ سامان متعارف ڪرائڻ کان پوءِ، قابل ذڪر ڪاميابيون حاصل ڪيون ويون آهن. پيڪنگنگ کان پوءِ 10,000 ويفرز جي معائني جي ڊيٽا جي تجزيي جي بنياد تي، گرينائيٽ بيس کي اپنائڻ کان اڳ، حرارتي دٻاءُ جي ڪري ويفر وارپنگ جي خرابي جي شرح 12٪ هئي. جڏهن ته، گرينائيٽ بيس تي سوئچ ڪرڻ کان پوءِ، خرابي جي شرح تيزيءَ سان 3٪ جي اندر گهٽجي وئي، ۽ پيداوار جي شرح ۾ خاص طور تي بهتري آئي. ان کان علاوه، ڊگهي مدت جي اعتبار جي تجربن مان ظاهر ٿيو آهي ته 1,000 چڪرن کان پوءِ اعليٰ درجه حرارت (125℃) ۽ گهٽ درجه حرارت (-55℃)، گرينائيٽ بيس پيڪيج تي ٻڌل چپ جي سولڊر جوائنٽ ناڪامي جو تعداد روايتي بيس پيڪيج جي مقابلي ۾ 70٪ گهٽجي ويو آهي، ۽ چپ جي ڪارڪردگي جي استحڪام کي تمام گهڻو بهتر بڻايو ويو آهي.

جيئن ته سيمي ڪنڊڪٽر ٽيڪنالاجي وڌيڪ درستگي ۽ ننڍي سائيز ڏانهن وڌي رهي آهي، ويفر پيڪنگنگ ۾ حرارتي دٻاءُ ڪنٽرول جون گهرجون وڌيڪ سخت ٿينديون پيون وڃن. گرينائيٽ بيس، گهٽ حرارتي توسيع جي کوٽائي، حرارتي استحڪام ۽ وائبريشن جي گهٽتائي ۾ انهن جي جامع فائدن سان، ويفر پيڪنگنگ جي معيار کي بهتر بڻائڻ ۽ حرارتي دٻاءُ جي اثر کي گهٽائڻ لاءِ هڪ اهم انتخاب بڻجي ويا آهن. اهي سيمي ڪنڊڪٽر انڊسٽري جي پائيدار ترقي کي يقيني بڻائڻ ۾ وڌندڙ اهم ڪردار ادا ڪري رهيا آهن.