Пластиналы төргәкләрнең төгәл һәм катлаулы ярымүткәргеч җитештерү процессында термик көчәнеш караңгыда яшеренгән "җимерүче" кебек, ул төргәкнең сыйфатына һәм чипларның эшчәнлегенә даими куркыныч тудыра. Чиплар һәм төргәк материаллары арасындагы термик киңәю коэффициентлары аермасыннан алып төргәкләү процессындагы кискен температура үзгәрешләренә кадәр, термик көчәнешнең барлыкка килү юллары төрле, ләкин барысы да чипларның уңыш тизлегенең кимүенә һәм озак вакытлы ышанычлылыгына тәэсир итүенә китерә. Гранит нигезе, үзенчәлекле материал үзенчәлекләре белән, термик көчәнеш проблемасын хәл итүдә тыныч кына көчле "ярдәмче"гә әйләнә бара.
Вафли төргәгендә термик стресс дилеммасы
Пластиналы төрү күп санлы материалларның бергәләп эшләвен үз эченә ала. Чиплар гадәттә кремний кебек ярымүткәргеч материаллардан тора, ә пластик төрү материаллары һәм субстратлар кебек төрү материаллары сыйфаты буенча төрлечә була. Температура төрү процессында үзгәргәндә, төрле материаллар җылылык киңәю һәм кысылу дәрәҗәсе буенча бик нык аерылып тора, чөнки җылылык киңәю коэффициентындагы (CTE) зур аермалар бар. Мәсәлән, кремний чипларының җылылык киңәю коэффициенты якынча 2,6 × 10⁻⁶/℃ тәшкил итә, ә гадәти эпоксид сумала формалаштыру материалларының җылылык киңәю коэффициенты 15-20 × 10⁻⁶/℃ кадәр җитә. Бу зур аерма төрүдән соң суыту этабында чипның һәм төрү материалының кысылу дәрәҗәсен асинхрон итә, бу икесе арасындагы чиктә көчле җылылык көчәнеше тудыра. Термик көчәнешнең өзлексез йогынтысы астында пластина кәкреләшергә һәм деформацияләнергә мөмкин. Авыр очракларда, ул хәтта чип ярылулары, паяль тоташуы сынулары һәм чикнең деламинациясе кебек үлемгә китерә торган җитешсезлекләргә китерергә мөмкин, бу чипның электр эшчәнлегенә зыян китерә һәм аның хезмәт итү вакытын сизелерлек киметә. Тармак статистикасы буенча, җылылык стрессы проблемалары аркасында пластина төргәкләренең җитешсезлек дәрәҗәсе 10% тан 15% ка кадәр җитәргә мөмкин, бу ярымүткәргечләр сәнәгатенең нәтиҗәле һәм югары сыйфатлы үсешен чикләүче төп факторга әйләнә.
Гранит нигезләренең характерлы өстенлекләре
Җылылык киңәюенең түбән коэффициенты: Гранит, нигездә, кварц һәм дала шпаты кебек минераль кристаллардан тора, һәм аның җылылык киңәю коэффициенты бик түбән, гадәттә 0,6 дан 5 × 10⁻⁶/℃ га кадәр, бу кремний кисәкләренекенә якынрак. Бу үзенчәлек пластина төргәкләү җиһазлары эшләгәндә, хәтта температура тирбәнешләре белән очрашканда да, гранит нигезе белән кисәк һәм төргәкләү материаллары арасындагы җылылык киңәю аермасын сизелерлек киметергә мөмкинлек бирә. Мәсәлән, температура 10℃ га үзгәргәндә, гранит нигезенә төзелгән төргәкләү платформасының зурлык үзгәрешен традицион металл нигез белән чагыштырганда 80% тан артыкка киметергә мөмкин, бу асинхрон җылылык киңәюе һәм кысылуы аркасында килеп чыккан җылылык көчәнешен шактый киметә һәм пластина өчен тотрыклырак терәк мохите бирә.
Бик яхшы җылылык тотрыклылыгы: Гранитның җылылык тотрыклылыгы гаҗәеп. Аның эчке структурасы тыгыз, ә кристаллар ион һәм ковалент бәйләнешләр аша тыгыз бәйләнгән, бу эчтә җылылык үткәрүчәнлеген әкренәйтә. Төргәкләү җиһазлары катлаулы температура циклларын кичергәндә, гранит нигезе температура үзгәрешләренең үзенә йогынтысын нәтиҗәле рәвештә баса һәм тотрыклы температура кырын саклый ала. Тиешле экспериментлар күрсәткәнчә, төргәкләү җиһазларының гомуми температура үзгәрү тизлеге шартларында (мәсәлән, минутына ±5℃), гранит нигезенең өслек температурасының тигезлек тайпылышын ±0,1℃ эчендә контрольдә тотарга мөмкин, бу җирле температура аермалары аркасында килеп чыккан җылылык көчәнеше концентрациясе күренешен булдырмаска, пластинаның төргәкләү процессында бердәм һәм тотрыклы җылылык мохитендә булуын тәэмин итәргә һәм җылылык көчәнеше барлыкка килү чыганагын киметергә мөмкин.
Югары катылык һәм тибрәнүне сүндерү: Пластиналы төрү җиһазлары эшләгәндә, эчендәге механик хәрәкәтләнүче өлешләр (мәсәлән, моторлар, тапшыру җайланмалары һ.б.) тибрәнүләр тудырачак. Әгәр бу тибрәнүләр пластинага тапшырылса, алар пластинага җылылык көчәнеше китергән зыянны көчәйтәчәк. Гранит нигезләре югары катылыкка ия һәм күп металл материалларга караганда катырак, бу тышкы тибрәнүләрнең комачаулавына нәтиҗәле каршы тора ала. Шул ук вакытта, аның уникаль эчке структурасы аңа бик яхшы тибрәнүне сүндерү нәтиҗәлелеге бирә һәм тибрәнү энергиясен тиз таратырга мөмкинлек бирә. Тикшеренү мәгълүматлары күрсәткәнчә, гранит нигезе төрү җиһазлары эшләгәндә барлыкка килгән югары ешлыклы тибрәнүне (100-1000Гц) 60% тан 80% ка кадәр киметә ала, тибрәнү һәм җылылык көчәнешенең бәйләнеш эффектын сизелерлек киметә, һәм пластиналы төрүнең югары төгәллеген һәм югары ышанычлылыгын тагын да тәэмин итә.
Гамәли куллану эффекты
Танылган ярымүткәргеч җитештерү предприятиесенең пластина төргәкләү җитештерү линиясендә, гранит нигезле төргәкләү җиһазларын керткәннән соң, күренекле казанышларга ирешелде. Гранит нигезен куллану алдыннан, төргәкләгәннән соң 10,000 пластинаны тикшерү мәгълүматларын анализлау нигезендә, термик көчәнеш аркасында пластинаның кәкреләнү дефектлары күрсәткече 12% тәшкил итте. Ләкин, гранит нигезенә күчкәннән соң, дефектлар күрсәткече кискен төште һәм агым күрсәткече сизелерлек яхшырды. Моннан тыш, озак вакытлы ышанычлылык сынаулары күрсәткәнчә, югары температура (125℃) һәм түбән температура (-55℃) 1000 циклыннан соң, гранит нигез төргәгенә нигезләнгән чипның ябыштыру тоташулары ватылу саны традицион нигез төргәге белән чагыштырганда 70% ка кимегән, һәм чипның эшләү тотрыклылыгы шактый яхшырган.
Ярымүткәргеч технологиясе югарырак төгәллеккә һәм кечерәк үлчәмгә таба алга киткән саен, пластина төргәкләрендә җылылык көчәнешен контрольдә тоту таләпләре катгыйлана бара. Гранит нигезләре, түбән җылылык киңәю коэффициенты, җылылык тотрыклылыгы һәм тибрәнүне киметү кебек комплекслы өстенлекләре белән, пластина төргәкләренең сыйфатын яхшырту һәм җылылык көчәнешенең йогынтысын киметү өчен төп сайлауга әйләнде. Алар ярымүткәргеч сәнәгатенең тотрыклы үсешен тәэмин итүдә барган саен мөһимрәк роль уйныйлар.
Бастырылган вакыты: 2025 елның 15 мае