Ջերմային ընդարձակման գործակցի տեսակարար ազդեցությունը կիսահաղորդիչների արտադրության վրա։

​
Կիսահաղորդիչների արտադրության ոլորտում, որը ձգտում է առավելագույն ճշգրտության, ջերմային ընդարձակման գործակիցը հիմնական պարամետրերից մեկն է, որը ազդում է արտադրանքի որակի և արտադրության կայունության վրա: Լուսավիտոգրաֆիայից մինչև փորագրություն և փաթեթավորում ամբողջ գործընթացի ընթացքում նյութերի ջերմային ընդարձակման գործակիցների տարբերությունները կարող են տարբեր ձևերով խանգարել արտադրության ճշգրտությանը: Այնուամենայնիվ, գրանիտե հիմքը՝ իր գերցածր ջերմային ընդարձակման գործակցով, դարձել է այս խնդրի լուծման բանալին:
Լիտոգրաֆիայի գործընթաց. Ջերմային դեֆորմացիան առաջացնում է նախշի շեղում
Ֆոտոլիտոգրաֆիան կիսահաղորդիչների արտադրության հիմնական քայլ է: Ֆոտոլիտոգրաֆիկ մեքենայի միջոցով դիմակի վրայի սխեմատիկ պատկերները փոխանցվում են ֆոտոռեզիստով պատված թիթեղի մակերեսին: Այս գործընթացի ընթացքում ֆոտոլիտոգրաֆիկ մեքենայի ներսում ջերմային կառավարումը և աշխատանքային սեղանի կայունությունը կենսական նշանակություն ունեն: Օրինակ վերցրեք ավանդական մետաղական նյութերը: Դրանց ջերմային ընդարձակման գործակիցը մոտավորապես 12×10⁻⁶/℃ է: Ֆոտոլիտոգրաֆիկ մեքենայի աշխատանքի ընթացքում լազերային լույսի աղբյուրի, օպտիկական ոսպնյակների և մեխանիկական բաղադրիչների կողմից առաջացող ջերմությունը կբարձրացնի սարքավորումների ջերմաստիճանը 5-10℃-ով: Եթե ​​լիտոգրաֆիկ մեքենայի աշխատանքային սեղանն օգտագործում է մետաղական հիմք, 1 մետր երկարությամբ հիմքը կարող է առաջացնել 60-120 մկմ ընդարձակման դեֆորմացիա, ինչը կհանգեցնի դիմակի և թիթեղի միջև հարաբերական դիրքի տեղաշարժի:
Առաջադեմ արտադրական գործընթացներում (օրինակ՝ 3 նմ և 2 նմ), տրանզիստորների միջև հեռավորությունը ընդամենը մի քանի նանոմետր է: Նման փոքր ջերմային դեֆորմացիան բավարար է ֆոտոլիտոգրաֆիկ պատկերի անհամապատասխանության համար, ինչը հանգեցնում է տրանզիստորային աննորմալ միացումների, կարճ միացումների կամ բաց միացումների և այլ խնդիրների, որոնք անմիջականորեն հանգեցնում են չիպի գործառույթների խափանմանը: Գրանիտե հիմքի ջերմային ընդարձակման գործակիցը ընդամենը 0.01 մկմ/°C է (այսինքն՝ (1-2) ×10⁻⁶/℃), և նույն ջերմաստիճանի փոփոխության դեպքում դեֆորմացիան մետաղի դեֆորմացիայի ընդամենը 1/10-1/5-ն է: Այն կարող է ապահովել ֆոտոլիտոգրաֆիկ մեքենայի համար կայուն բեռնակիր հարթակ՝ ապահովելով ֆոտոլիտոգրաֆիկ պատկերի ճշգրիտ փոխանցումը և զգալիորեն բարելավելով չիպի արտադրության արտադրողականությունը:

Փորագրում և նստեցում. ազդում են կառուցվածքի չափսերի ճշգրտության վրա
Փորագրումը և նստեցումը վաֆլիի մակերեսին եռաչափ շղթայական կառուցվածքներ կառուցելու հիմնական գործընթացներն են: Փորագրման գործընթացի ընթացքում ռեակտիվ գազը քիմիական ռեակցիայի է ենթարկվում վաֆլիի մակերեսային նյութի հետ: Միևնույն ժամանակ, սարքավորումների ներսում գտնվող ռադիոհաճախականության սնուցման աղբյուրը և գազի հոսքի կարգավորիչը ջերմություն են առաջացնում, ինչը հանգեցնում է վաֆլիի և սարքավորումների բաղադրիչների ջերմաստիճանի բարձրացմանը: Եթե վաֆլիի կրիչի կամ սարքավորումների հիմքի ջերմային ընդարձակման գործակիցը չի համապատասխանում վաֆլիի ջերմային ընդարձակման գործակցին (սիլիկոնային նյութի ջերմային ընդարձակման գործակիցը մոտավորապես 2.6×10⁻⁶/℃ է), ջերմաստիճանի փոփոխության ժամանակ կառաջանա ջերմային լարվածություն, որը կարող է առաջացնել փոքրիկ ճաքեր կամ ծռվածքներ վաֆլիի մակերեսին:
Այս տեսակի դեֆորմացիան կազդի փորագրման խորության և կողային պատի ուղղահայացության վրա, ինչը կհանգեցնի փորագրված ակոսների, անցքերի և այլ կառուցվածքների չափերի շեղմանը նախագծային պահանջներից: Նմանապես, բարակ թաղանթի նստեցման գործընթացում ջերմային ընդարձակման տարբերությունը կարող է ներքին լարվածություն առաջացնել նստեցված բարակ թաղանթում, ինչը կհանգեցնի թաղանթի ճաքերի և շերտազատման նման խնդիրների, որոնք ազդում են չիպի էլեկտրական կատարողականության և երկարաժամկետ հուսալիության վրա: Սիլիկոնային նյութերի ջերմային ընդարձակման գործակցով գրանիտե հիմքերի օգտագործումը կարող է արդյունավետորեն նվազեցնել ջերմային լարվածությունը և ապահովել փորագրման և նստեցման գործընթացների կայունությունն ու ճշգրտությունը:
Փաթեթավորման փուլ. Ջերմային անհամապատասխանությունը հուսալիության խնդիրներ է առաջացնում
Կիսահաղորդչային փաթեթավորման փուլում կենսական նշանակություն ունի չիպի և փաթեթավորման նյութի (օրինակ՝ էպօքսիդային խեժ, կերամիկա և այլն) միջև ջերմային ընդարձակման գործակիցների համատեղելիությունը: Չիպերի միջուկի նյութի՝ սիլիցիումի ջերմային ընդարձակման գործակիցը համեմատաբար ցածր է, մինչդեռ փաթեթավորման նյութերի մեծ մասի դեպքում՝ համեմատաբար բարձր: Երբ օգտագործման ընթացքում չիպի ջերմաստիճանը փոխվում է, չիպի և փաթեթավորման նյութի միջև ջերմային լարվածություն կառաջանա՝ ջերմային ընդարձակման գործակիցների անհամապատասխանության պատճառով:
Այս ջերմային լարվածությունը, կրկնվող ջերմաստիճանային ցիկլերի ազդեցության տակ (օրինակ՝ չիպի շահագործման ընթացքում տաքացումը և սառեցումը), կարող է հանգեցնել չիպի և փաթեթավորման հիմքի միջև եռակցման միացումների հոգնածության ճաքերի կամ չիպի մակերեսին միացնող լարերի անջատման, ինչը, ի վերջո, կհանգեցնի չիպի էլեկտրական միացման խափանմանը: Ընտրելով փաթեթավորման հիմքի նյութեր, որոնց ջերմային ընդարձակման գործակիցը մոտ է սիլիցիումային նյութերի ջերմային ընդարձակման գործակցին, և օգտագործելով գրանիտե փորձարկման հարթակներ, որոնք ունեն գերազանց ջերմային կայունություն փաթեթավորման գործընթացի ընթացքում ճշգրիտ հայտնաբերման համար, ջերմային անհամապատասխանության խնդիրը կարող է արդյունավետորեն նվազել, փաթեթավորման հուսալիությունը կարող է բարելավվել, և չիպի ծառայության ժամկետը կարող է երկարաձգվել:
Արտադրական միջավայրի վերահսկողություն. Սարքավորումների և գործարանային շենքերի համակարգված կայունությունը
Արտադրական գործընթացի վրա անմիջական ազդեցությունից բացի, ջերմային ընդարձակման գործակիցը կապված է նաև կիսահաղորդչային գործարանների ընդհանուր շրջակա միջավայրի վերահսկողության հետ: Կիսահաղորդչային խոշոր արտադրամասերում այնպիսի գործոններ, ինչպիսիք են օդորակման համակարգերի միացումը և անջատումը, ինչպես նաև սարքավորումների կլաստերների ջերմության ցրումը, կարող են շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի տատանումներ առաջացնել: Եթե գործարանի հատակի, սարքավորումների հիմքերի և այլ ենթակառուցվածքների ջերմային ընդարձակման գործակիցը չափազանց բարձր է, ջերմաստիճանի երկարատև փոփոխությունները կհանգեցնեն հատակի ճաքերի և սարքավորումների հիմքի տեղաշարժի, այդպիսով ազդելով ճշգրիտ սարքավորումների, ինչպիսիք են լուսանկարչական լիտոգրաֆիկ և փորագրական մեքենաները, ճշգրտության վրա:
Գրանիտային հիմքերը որպես սարքավորումների հենարաններ օգտագործելով և դրանք ցածր ջերմային ընդարձակման գործակից ունեցող գործարանային շինանյութերի հետ համատեղելով՝ կարելի է ստեղծել կայուն արտադրական միջավայր, նվազեցնելով սարքավորումների կարգաբերման հաճախականությունը և շրջակա միջավայրի ջերմային դեֆորմացիայի պատճառով սպասարկման ծախսերը, և ապահովելով կիսահաղորդիչների արտադրական գծի երկարաժամկետ կայուն գործունեությունը։
Ջերմային ընդարձակման գործակիցը ներառում է կիսահաղորդիչների արտադրության ողջ կյանքի ցիկլը՝ սկսած նյութի ընտրությունից, գործընթացի վերահսկողությունից մինչև փաթեթավորում և փորձարկում: Ջերմային ընդարձակման ազդեցությունը պետք է խստորեն հաշվի առնվի յուրաքանչյուր օղակում: Գրանիտե հիմքերը, իրենց գերցածր ջերմային ընդարձակման գործակցով և այլ գերազանց հատկություններով, ապահովում են կիսահաղորդիչների արտադրության կայուն ֆիզիկական հիմք և դառնում են կարևոր երաշխիք չիպերի արտադրության գործընթացների զարգացման խթանման համար՝ ավելի բարձր ճշգրտության ուղղությամբ: