Կարո՞ղ է գրանիտե հիմքը վերացնել վաֆլիների փաթեթավորման սարքավորումների ջերմային լարվածությունը։

Վաֆլի փաթեթավորման ճշգրիտ և բարդ կիսահաղորդչային արտադրության գործընթացում ջերմային լարվածությունը նման է մթության մեջ թաքնված «կործանիչի», որը անընդհատ սպառնում է փաթեթավորման որակին և չիպերի աշխատանքին: Չիպերի և փաթեթավորման նյութերի միջև ջերմային ընդարձակման գործակիցների տարբերությունից մինչև փաթեթավորման գործընթացի ընթացքում ջերմաստիճանի կտրուկ փոփոխությունները, ջերմային լարվածության առաջացման ուղիները բազմազան են, բայց բոլորը մատնանշում են բերքատվության մակարդակի նվազման և չիպերի երկարաժամկետ հուսալիության վրա ազդեցության արդյունքը: Գրանիտե հիմքը, իր եզակի նյութական հատկություններով, աննկատելիորեն դառնում է հզոր «օգնական» ջերմային լարվածության խնդրի լուծման գործում:
Ջերմային լարվածության դիլեման վաֆլիների փաթեթավորման մեջ
Վաֆլիների փաթեթավորումը ներառում է բազմաթիվ նյութերի համատեղ աշխատանք: Չիպսերը սովորաբար կազմված են կիսահաղորդչային նյութերից, ինչպիսիք են սիլիցիումը, մինչդեռ փաթեթավորման նյութերը, ինչպիսիք են պլաստիկ փաթեթավորման նյութերը և հիմքերը, տարբերվում են որակով: Երբ փաթեթավորման գործընթացի ընթացքում ջերմաստիճանը փոխվում է, տարբեր նյութեր մեծապես տարբերվում են ջերմային ընդարձակման և կծկման աստիճանով՝ ջերմային ընդարձակման գործակցի (CTE) զգալի տարբերությունների պատճառով: Օրինակ, սիլիցիումային չիպսերի ջերմային ընդարձակման գործակիցը մոտավորապես 2.6×10⁻⁶/℃ է, մինչդեռ տարածված էպօքսիդային խեժային ձուլման նյութերի ջերմային ընդարձակման գործակիցը հասնում է մինչև 15-20 ×10⁻⁶/℃: Այս հսկայական բացը հանգեցնում է չիպի և փաթեթավորման նյութի կծկման աստիճանի ասինխրոն լինելուն փաթեթավորումից հետո սառեցման փուլում, առաջացնելով ուժեղ ջերմային լարվածություն երկուսի միջև ընկած միջերեսում: Ջերմային լարվածության շարունակական ազդեցության տակ վաֆլին կարող է ծռվել և դեֆորմացվել: Ծանր դեպքերում այն ​​կարող է նույնիսկ առաջացնել մահացու թերություններ, ինչպիսիք են չիպի ճաքերը, եռակցման միացումների կոտրվածքները և միջերեսի շերտազատումը, ինչը հանգեցնում է չիպի էլեկտրական կատարողականի վնասմանը և դրա ծառայության ժամկետի զգալի կրճատմանը: Արդյունաբերության վիճակագրության համաձայն, ջերմային լարվածության հետ կապված խնդիրների պատճառով վաֆլի փաթեթավորման թերի մակարդակը կարող է հասնել մինչև 10%-15%-ի, ինչը դառնում է կիսահաղորդչային արդյունաբերության արդյունավետ և բարձրորակ զարգացումը սահմանափակող հիմնական գործոն։

Գրանիտային հիմքերի բնութագրական առավելությունները
Ջերմային ընդարձակման ցածր գործակից. Գրանիտը հիմնականում կազմված է հանքային բյուրեղներից, ինչպիսիք են քվարցը և դաշտային սպաթը, և դրա ջերմային ընդարձակման գործակիցը չափազանց ցածր է, ընդհանուր առմամբ տատանվում է 0.6-ից մինչև 5×10⁻⁶/℃, որը ավելի մոտ է սիլիցիումային չիպերի գործակցին: Այս բնութագիրը հնարավորություն է տալիս, որ վաֆլիների փաթեթավորման սարքավորումների շահագործման ընթացքում, նույնիսկ ջերմաստիճանի տատանումների դեպքում, գրանիտե հիմքի և չիպի ու փաթեթավորման նյութերի միջև ջերմային ընդարձակման տարբերությունը զգալիորեն նվազեցվի: Օրինակ, երբ ջերմաստիճանը փոխվում է 10℃-ով, գրանիտե հիմքի վրա կառուցված փաթեթավորման հարթակի չափերի տատանումը կարող է կրճատվել ավելի քան 80%-ով՝ համեմատած ավանդական մետաղական հիմքի հետ, ինչը մեծապես մեղմացնում է ասինխրոն ջերմային ընդարձակման և կծկման հետևանքով առաջացած ջերմային լարվածությունը և ապահովում է վաֆլիի համար ավելի կայուն հենարանային միջավայր:
Գերազանց ջերմային կայունություն. Գրանիտն ունի բացառիկ ջերմային կայունություն: Դրա ներքին կառուցվածքը խիտ է, և բյուրեղները սերտորեն կապված են իոնային և կովալենտ կապերի միջոցով, ինչը թույլ է տալիս դանդաղ ջերմահաղորդականություն ապահովել ներսում: Երբ փաթեթավորման սարքավորումները ենթարկվում են բարդ ջերմաստիճանային ցիկլերի, գրանիտային հիմքը կարող է արդյունավետորեն ճնշել ջերմաստիճանի փոփոխությունների ազդեցությունն իր վրա և պահպանել կայուն ջերմաստիճանային դաշտ: Համապատասխան փորձերը ցույց են տալիս, որ փաթեթավորման սարքավորումների ջերմաստիճանի փոփոխության սովորական արագության դեպքում (օրինակ՝ ±5℃ րոպեում), գրանիտային հիմքի մակերևույթի ջերմաստիճանի միատարրության շեղումը կարող է վերահսկվել ±0.1℃-ի սահմաններում՝ խուսափելով տեղական ջերմաստիճանային տարբերություններից առաջացող ջերմային լարվածության կոնցենտրացիայի երևույթից, ապահովելով, որ վաֆլին գտնվի միատարր և կայուն ջերմային միջավայրում փաթեթավորման ողջ գործընթացի ընթացքում և նվազեցնելով ջերմային լարվածության առաջացման աղբյուրը:
Բարձր կոշտություն և թրթռումների մարում. Վաֆլիների փաթեթավորման սարքավորումների շահագործման ընթացքում ներսում գտնվող մեխանիկական շարժվող մասերը (օրինակ՝ շարժիչներ, փոխանցման սարքեր և այլն) առաջացնում են թրթռումներ: Եթե այդ թրթռումները փոխանցվեն վաֆլիին, դրանք կուժեղացնեն վաֆլիի ջերմային լարվածության պատճառած վնասը: Գրանիտե հիմքերը ունեն բարձր կոշտություն և կարծրություն, որը բարձր է շատ մետաղական նյութերի համեմատ, ինչը կարող է արդյունավետորեն դիմակայել արտաքին թրթռումների միջամտությանը: Միևնույն ժամանակ, դրա եզակի ներքին կառուցվածքը այն օժտում է թրթռումների մարման գերազանց կատարողականությամբ և թույլ է տալիս արագորեն ցրել թրթռման էներգիան: Հետազոտական ​​տվյալները ցույց են տալիս, որ գրանիտե հիմքը կարող է 60%-ից 80%-ով նվազեցնել փաթեթավորման սարքավորումների շահագործման հետևանքով առաջացող բարձր հաճախականության թրթռումը (100-1000 Հց), զգալիորեն նվազեցնելով թրթռման և ջերմային լարվածության միացման ազդեցությունը և ապահովելով վաֆլիների փաթեթավորման բարձր ճշգրտությունը և բարձր հուսալիությունը:
Գործնական կիրառման ազդեցությունը
Հայտնի կիսահաղորդչային արտադրող ձեռնարկության վաֆլիների փաթեթավորման արտադրական գծում, գրանիտե հիմքերով փաթեթավորման սարքավորումների ներդրումից հետո, գրանցվել են ուշագրավ նվաճումներ: Գրանիտե հիմքի կիրառումից առաջ փաթեթավորումից հետո 10,000 վաֆլիների ստուգման տվյալների վերլուծության հիման վրա, ջերմային լարվածության պատճառով վաֆլիների ծռման արատների մակարդակը կազմել է 12%: Այնուամենայնիվ, գրանիտե հիմքին անցնելուց հետո արատների մակարդակը կտրուկ նվազել է մինչև 3%, և արտադրողականությունը զգալիորեն բարելավվել է: Ավելին, երկարաժամկետ հուսալիության փորձարկումները ցույց են տվել, որ բարձր ջերմաստիճանի (125℃) և ցածր ջերմաստիճանի (-55℃) 1000 ցիկլից հետո, գրանիտե հիմքով փաթեթավորման վրա հիմնված չիպի եռակցման միացումների խափանումների թիվը նվազել է 70%-ով՝ համեմատած ավանդական հիմքի փաթեթի հետ, և չիպի աշխատանքային կայունությունը զգալիորեն բարելավվել է:

Քանի որ կիսահաղորդչային տեխնոլոգիան շարունակում է զարգանալ դեպի ավելի բարձր ճշգրտություն և փոքր չափսեր, վաֆլիների փաթեթավորման ջերմային լարվածության վերահսկման պահանջները դառնում են ավելի խիստ: Գրանիտե հիմքերը, իրենց ցածր ջերմային ընդարձակման գործակցի, ջերմային կայունության և թրթռումների նվազեցման համապարփակ առավելություններով, դարձել են վաֆլիների փաթեթավորման որակը բարելավելու և ջերմային լարվածության ազդեցությունը նվազեցնելու հիմնական ընտրություն: Դրանք ավելի ու ավելի կարևոր դեր են խաղում կիսահաղորդչային արդյունաբերության կայուն զարգացման ապահովման գործում: