Yn y broses weithgynhyrchu lled-ddargludyddion manwl gywir a chymhleth o becynnu wafer, mae straen thermol fel "dinistriwr" wedi'i guddio yn y tywyllwch, gan fygwth ansawdd y pecynnu a pherfformiad sglodion yn gyson. O'r gwahaniaeth mewn cyfernodau ehangu thermol rhwng sglodion a deunyddiau pecynnu i'r newidiadau tymheredd sydyn yn ystod y broses becynnu, mae llwybrau cynhyrchu straen thermol yn amrywiol, ond mae pob un yn pwyntio at ganlyniad lleihau'r gyfradd cynnyrch ac effeithio ar ddibynadwyedd hirdymor sglodion. Mae'r sylfaen gwenithfaen, gyda'i phriodweddau deunydd unigryw, yn dawel yn dod yn "gynorthwyydd" pwerus wrth ddelio â phroblem straen thermol.
Y broblem straen thermol mewn pecynnu wafer
Mae pecynnu wafer yn cynnwys gwaith cydweithredol nifer o ddefnyddiau. Mae sglodion fel arfer yn cynnwys deunyddiau lled-ddargludyddion fel silicon, tra bod deunyddiau pecynnu fel deunyddiau pecynnu plastig a swbstradau yn amrywio o ran ansawdd. Pan fydd y tymheredd yn newid yn ystod y broses becynnu, mae gwahanol ddeunyddiau'n amrywio'n fawr o ran graddfa ehangu a chrebachu thermol oherwydd gwahaniaethau sylweddol yn y cyfernod ehangu thermol (CTE). Er enghraifft, mae cyfernod ehangu thermol sglodion silicon tua 2.6 × 10⁻⁶/℃, tra bod cyfernod ehangu thermol deunyddiau mowldio resin epocsi cyffredin mor uchel â 15-20 × 10⁻⁶/℃. Mae'r bwlch enfawr hwn yn achosi i radd crebachu'r sglodion a'r deunydd pecynnu fod yn anghydamserol yn ystod y cam oeri ar ôl pecynnu, gan gynhyrchu straen thermol cryf ar y rhyngwyneb rhyngddynt. O dan effaith barhaus straen thermol, gall y wafer ystofio ac anffurfio. Mewn achosion difrifol, gall hyd yn oed achosi diffygion angheuol fel craciau sglodion, toriadau cymal sodr, a dadlamineiddio rhyngwyneb, gan arwain at ddifrod i berfformiad trydanol y sglodion a gostyngiad sylweddol yn ei oes gwasanaeth. Yn ôl ystadegau'r diwydiant, gall y gyfradd ddiffygiol mewn pecynnu wafer a achosir gan broblemau straen thermol fod mor uchel â 10% i 15%, gan ddod yn ffactor allweddol sy'n cyfyngu ar ddatblygiad effeithlon ac o ansawdd uchel y diwydiant lled-ddargludyddion.
Manteision nodweddiadol seiliau gwenithfaen
Cyfernod ehangu thermol isel: Mae gwenithfaen yn cynnwys crisialau mwynau fel cwarts a ffelsbar yn bennaf, ac mae ei gyfernod ehangu thermol yn isel iawn, yn gyffredinol yn amrywio o 0.6 i 5 × 10⁻⁶/℃, sy'n agosach at gyfernod sglodion silicon. Mae'r nodwedd hon yn galluogi, wrth weithredu offer pecynnu wafer, hyd yn oed wrth wynebu amrywiadau tymheredd, y gwahaniaeth mewn ehangu thermol rhwng y sylfaen gwenithfaen a'r sglodion a'r deunyddiau pecynnu yn cael ei leihau'n sylweddol. Er enghraifft, pan fydd y tymheredd yn newid 10℃, gellir lleihau amrywiad maint y platfform pecynnu a adeiladwyd ar y sylfaen gwenithfaen fwy nag 80% o'i gymharu â'r sylfaen fetel draddodiadol, sy'n lleddfu'r straen thermol a achosir gan yr ehangu a'r crebachiad thermol anghydamserol yn fawr, ac yn darparu amgylchedd cynnal mwy sefydlog ar gyfer y wafer.
Sefydlogrwydd thermol rhagorol: Mae gan wenithfaen sefydlogrwydd thermol rhagorol. Mae ei strwythur mewnol yn drwchus, ac mae'r crisialau wedi'u bondio'n agos trwy fondiau ïonig a chofalent, gan ganiatáu ar gyfer dargludiad gwres araf y tu mewn. Pan fydd yr offer pecynnu yn mynd trwy gylchoedd tymheredd cymhleth, gall y sylfaen wenithfaen atal dylanwad newidiadau tymheredd arno'i hun yn effeithiol a chynnal maes tymheredd sefydlog. Mae arbrofion perthnasol yn dangos, o dan y gyfradd newid tymheredd gyffredin ar gyfer offer pecynnu (megis ±5℃ y funud), y gellir rheoli gwyriad unffurfiaeth tymheredd arwyneb y sylfaen wenithfaen o fewn ±0.1℃, gan osgoi'r ffenomen o grynodiad straen thermol a achosir gan wahaniaethau tymheredd lleol, gan sicrhau bod y wafer mewn amgylchedd thermol unffurf a sefydlog drwy gydol y broses becynnu, a lleihau ffynhonnell cynhyrchu straen thermol.
Anhyblygedd uchel a dampio dirgryniad: Yn ystod gweithrediad offer pecynnu wafer, bydd y rhannau symudol mecanyddol y tu mewn (megis moduron, dyfeisiau trosglwyddo, ac ati) yn cynhyrchu dirgryniadau. Os caiff y dirgryniadau hyn eu trosglwyddo i'r wafer, byddant yn dwysáu'r difrod a achosir gan straen thermol i'r wafer. Mae gan seiliau gwenithfaen anhyblygedd uchel a chaledwch sy'n uwch na chaledwch llawer o ddeunyddiau metel, a all wrthsefyll ymyrraeth dirgryniadau allanol yn effeithiol. Yn y cyfamser, mae ei strwythur mewnol unigryw yn rhoi perfformiad dampio dirgryniad rhagorol iddo ac yn ei alluogi i wasgaru egni dirgryniad yn gyflym. Mae data ymchwil yn dangos y gall y sylfaen gwenithfaen leihau'r dirgryniad amledd uchel (100-1000Hz) a gynhyrchir gan weithrediad offer pecynnu 60% i 80%, gan leihau effaith cyplu dirgryniad a straen thermol yn sylweddol, a sicrhau ymhellach gywirdeb uchel a dibynadwyedd uchel pecynnu wafer.
Effaith cymhwyso ymarferol
Yn llinell gynhyrchu pecynnu wafferi menter gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion adnabyddus, ar ôl cyflwyno offer pecynnu gyda seiliau gwenithfaen, gwnaed cyflawniadau rhyfeddol. Yn seiliedig ar ddadansoddiad o ddata arolygu 10,000 o wafferi ar ôl pecynnu, cyn mabwysiadu'r sylfaen wenithfaen, roedd cyfradd diffygion ystumio wafferi a achosir gan straen thermol yn 12%. Fodd bynnag, ar ôl newid i'r sylfaen wenithfaen, gostyngodd y gyfradd ddiffygion yn sydyn i fewn 3%, a gwellodd y gyfradd cynnyrch yn sylweddol. Ar ben hynny, mae profion dibynadwyedd hirdymor wedi dangos, ar ôl 1,000 o gylchoedd o dymheredd uchel (125℃) a thymheredd isel (-55℃), bod nifer y methiannau cymal sodr yn y sglodion yn seiliedig ar y pecyn sylfaen wenithfaen wedi'i leihau 70% o'i gymharu â'r pecyn sylfaen traddodiadol, ac mae sefydlogrwydd perfformiad y sglodion wedi'i wella'n fawr.
Wrth i dechnoleg lled-ddargludyddion barhau i symud ymlaen tuag at gywirdeb uwch a maint llai, mae'r gofynion ar gyfer rheoli straen thermol mewn pecynnu wafer yn dod yn fwyfwy llym. Mae seiliau gwenithfaen, gyda'u manteision cynhwysfawr mewn cyfernod ehangu thermol isel, sefydlogrwydd thermol a lleihau dirgryniad, wedi dod yn ddewis allweddol ar gyfer gwella ansawdd pecynnu wafer a lleihau effaith straen thermol. Maent yn chwarae rhan gynyddol bwysig wrth sicrhau datblygiad cynaliadwy'r diwydiant lled-ddargludyddion.
Amser postio: Mai-15-2025