Në procesin preciz dhe kompleks të prodhimit gjysmëpërçues të paketimit të pllakave, stresi termik është si një "shkatërrues" i fshehur në errësirë, duke kërcënuar vazhdimisht cilësinë e paketimit dhe performancën e çipave. Nga ndryshimi në koeficientët e zgjerimit termik midis çipave dhe materialeve të paketimit deri te ndryshimet drastike të temperaturës gjatë procesit të paketimit, rrugët e gjenerimit të stresit termik janë të ndryshme, por të gjitha tregojnë për rezultatin e uljes së shkallës së rendimentit dhe ndikimin në besueshmërinë afatgjatë të çipave. Baza e granitit, me vetitë e saj unike të materialit, po bëhet në heshtje një "ndihmës" i fuqishëm në trajtimin e problemit të stresit termik.
Dilema e stresit termik në paketimin e napolitanëve
Paketimi i pllakave përfshin punën bashkëpunuese të materialeve të shumta. Çipat zakonisht përbëhen nga materiale gjysmëpërçuese si silici, ndërsa materialet e paketimit si materialet plastike të paketimit dhe substratet ndryshojnë në cilësi. Kur temperatura ndryshon gjatë procesit të paketimit, materiale të ndryshme ndryshojnë shumë në shkallën e zgjerimit dhe tkurrjes termike për shkak të ndryshimeve të konsiderueshme në koeficientin e zgjerimit termik (CTE). Për shembull, koeficienti i zgjerimit termik të çipave të silikonit është afërsisht 2.6×10⁻⁶/℃, ndërsa koeficienti i zgjerimit termik të materialeve të zakonshme të derdhjes me rrëshirë epoksi është deri në 15-20 ×10⁻⁶/℃. Ky boshllëk i madh bën që shkalla e tkurrjes së çipit dhe materialit të paketimit të jetë asinkrone gjatë fazës së ftohjes pas paketimit, duke gjeneruar një stres të fortë termik në ndërfaqen midis të dyjave. Nën efektin e vazhdueshëm të stresit termik, pllaka mund të shtrembërohet dhe deformohet. Në raste të rënda, madje mund të shkaktojë defekte fatale siç janë çarjet e çipave, thyerjet e nyjeve të saldimit dhe shkëputja e ndërfaqes, duke rezultuar në dëmtim të performancës elektrike të çipit dhe një reduktim të ndjeshëm të jetëgjatësisë së tij të shërbimit. Sipas statistikave të industrisë, shkalla e defekteve të paketimit të pllakave të shkaktuara nga problemet e stresit termik mund të jetë deri në 10% deri në 15%, duke u bërë një faktor kyç që kufizon zhvillimin efikas dhe me cilësi të lartë të industrisë së gjysmëpërçuesve.
Përparësitë karakteristike të bazave të granitit
Koeficient i ulët i zgjerimit termik: Graniti përbëhet kryesisht nga kristale minerale si kuarci dhe feldspati, dhe koeficienti i tij i zgjerimit termik është jashtëzakonisht i ulët, duke filluar përgjithësisht nga 0.6 deri në 5×10⁻⁶/℃, që është më afër atij të çipave të silikonit. Kjo karakteristikë mundëson që gjatë funksionimit të pajisjeve të paketimit të napolitanëve, edhe kur hasen luhatje të temperaturës, ndryshimi në zgjerimin termik midis bazës së granitit dhe çipit dhe materialeve të paketimit të zvogëlohet ndjeshëm. Për shembull, kur temperatura ndryshon me 10℃, ndryshimi i madhësisë së platformës së paketimit të ndërtuar mbi bazën e granitit mund të reduktohet me më shumë se 80% krahasuar me bazën tradicionale metalike, gjë që lehtëson shumë stresin termik të shkaktuar nga zgjerimi dhe tkurrja termike asinkrone, dhe siguron një mjedis mbështetës më të qëndrueshëm për napolitanën.
Stabilitet i shkëlqyer termik: Graniti ka stabilitet të jashtëzakonshëm termik. Struktura e tij e brendshme është e dendur dhe kristalet janë të lidhura ngushtë përmes lidhjeve jonike dhe kovalente, duke lejuar përçueshmëri të ngadaltë të nxehtësisë brenda. Kur pajisjet e paketimit i nënshtrohen cikleve komplekse të temperaturës, baza e granitit mund të shtypë në mënyrë efektive ndikimin e ndryshimeve të temperaturës në vetvete dhe të mbajë një fushë të qëndrueshme të temperaturës. Eksperimentet përkatëse tregojnë se nën shkallën e zakonshme të ndryshimit të temperaturës së pajisjeve të paketimit (si ±5℃ në minutë), devijimi i uniformitetit të temperaturës sipërfaqësore të bazës së granitit mund të kontrollohet brenda ±0.1℃, duke shmangur fenomenin e përqendrimit të stresit termik të shkaktuar nga ndryshimet lokale të temperaturës, duke siguruar që pllaka të jetë në një mjedis termik uniform dhe të qëndrueshëm gjatë gjithë procesit të paketimit dhe duke zvogëluar burimin e gjenerimit të stresit termik.
Ngurtësi e lartë dhe amortizim i dridhjeve: Gjatë funksionimit të pajisjeve të paketimit të napolitanëve, pjesët mekanike lëvizëse brenda tyre (si motorët, pajisjet e transmetimit, etj.) do të gjenerojnë dridhje. Nëse këto dridhje transmetohen në napolitan, ato do të intensifikojnë dëmin e shkaktuar nga stresi termik në napolitan. Bazat e granitit kanë ngurtësi të lartë dhe një fortësi më të lartë se ajo e shumë materialeve metalike, të cilat mund t'i rezistojnë në mënyrë efektive ndërhyrjes së dridhjeve të jashtme. Ndërkohë, struktura e saj unike e brendshme i jep asaj performancë të shkëlqyer të amortizimit të dridhjeve dhe i mundëson asaj të shpërndajë shpejt energjinë e dridhjeve. Të dhënat e hulumtimit tregojnë se baza e granitit mund të zvogëlojë dridhjet me frekuencë të lartë (100-1000Hz) të gjeneruara nga funksionimi i pajisjeve të paketimit me 60% deri në 80%, duke zvogëluar ndjeshëm efektin e çiftëzimit të dridhjeve dhe stresit termik, dhe duke siguruar më tej saktësinë e lartë dhe besueshmërinë e lartë të paketimit të napolitanëve.
Efekti i aplikimit praktik
Në linjën e prodhimit të paketimit të pllakave të një ndërmarrjeje të njohur prodhimi gjysmëpërçuesish, pas futjes në përdorim të pajisjeve të paketimit me baza graniti, janë arritur arritje të jashtëzakonshme. Bazuar në analizën e të dhënave të inspektimit të 10,000 pllakave pas paketimit, para se të përdoret baza e granitit, shkalla e defekteve të deformimit të pllakave të shkaktuara nga stresi termik ishte 12%. Megjithatë, pas kalimit në bazën e granitit, shkalla e defekteve ra ndjeshëm brenda 3%, dhe shkalla e rendimentit u përmirësua ndjeshëm. Për më tepër, testet e besueshmërisë afatgjata kanë treguar se pas 1,000 cikleve të temperaturës së lartë (125℃) dhe temperaturës së ulët (-55℃), numri i dështimeve të nyjeve të saldimit të çipit të bazuar në paketën e bazës së granitit është zvogëluar me 70% krahasuar me paketën tradicionale të bazës, dhe stabiliteti i performancës së çipit është përmirësuar shumë.
Ndërsa teknologjia e gjysmëpërçuesve vazhdon të përparojë drejt saktësisë më të lartë dhe madhësisë më të vogël, kërkesat për kontrollin e stresit termik në paketimin e pllakave po bëhen gjithnjë e më të rrepta. Bazat e granitit, me avantazhet e tyre gjithëpërfshirëse në koeficientin e ulët të zgjerimit termik, stabilitetin termik dhe uljen e dridhjeve, janë bërë një zgjedhje kyçe për përmirësimin e cilësisë së paketimit të pllakave dhe uljen e ndikimit të stresit termik. Ato po luajnë një rol gjithnjë e më të rëndësishëm në sigurimin e zhvillimit të qëndrueshëm të industrisë së gjysmëpërçuesve.
Koha e postimit: 15 maj 2025