Цахиурын савлагаанд зориулсан хайлсан цахиурын нунтаг: шинж чанар ба хэрэглээ

Хагас дамжуулагчийн зангилаа багасаж, 5G/6G өндөр давтамжийн хэрэглээ хурдацтай хөгжиж байгаа тул IC-ийн савлагаа дахь дулааны болон цахилгааны хүчдэл маш чухал босго хэмжээнд хүрсэн. Төхөөрөмжийг жижигрүүлэх нь ажлын температурыг илүү өндөр болгож, өдөр тутмын эд ангиудын төрөлхийн материалын дутагдлыг илрүүлдэг. Уламжлалт дүүргэгч нь цахиурын болон органик субстратуудын хоорондох дулааны үл нийцлийг зохицуулахад хангалтгүй болсон. Энэ үл нийцэл нь зохицуулагдахгүй бол байнгын дулааны эргэлт нь бичил хагарал болон төхөөрөмжийн дутуу эвдрэлийг үүсгэдэг. Аморф цахиур - ялангуяа өндөр цэвэршүүлсэн хайлуулсан цахиурын нунтаг нь дэвшилтэт эпокси хэлбэрийн нэгдлүүд (EMCs) болон зэс бүрсэн ламинатуудын (CCLs) үндсэн дүүргэгч болсон. Энэхүү гарын авлага нь физик шинж чанар, морфологийн сонголт (бөмбөрцөг ба өнцгийн) болон сонгох үнэлгээний шалгууруудыг задалсан болно. электрон савлагааны нунтаг . Бид танай инженерийн болон худалдан авалтын багуудад материалын үзүүлэлтүүдийг үйлдвэрлэлийн хатуу шаардлагад нийцүүлэхэд туслах болно. Та бөөмийн хэлбэр нь дүүргэгчийн ачаалалд хэрхэн нөлөөлж, яагаад радиохимийн цэвэршилт нь эцсийн модулийн найдвартай байдалд нөлөөлдөг болохыг олж мэдэх болно.

Гол арга хэмжээ

• Дулааны тогтворжилт: Цахиурын нийлмэл нунтаг нь савлагааны давирхайн дулааны тэлэлтийн коэффициентийг (CTE) эрс багасгаж, хэв хагарал, савлагаа эвдрэхээс сэргийлдэг.

• Дохионы бүрэн бүтэн байдал: Хэт бага диэлектрик тогтмол (Dk) ба тархалтын коэффициент (Df) нь энэхүү SiO2 нунтагыг өндөр давтамжийн RF болон 5G/IoT төхөөрөмжүүдэд зайлшгүй шаардлагатай болгодог.

• Морфологийн асуудал: Бөмбөрцөг хэлбэрийн цахиурын микро нунтаг нь өнцгийн нунтагтай харьцуулахад бага зуурамтгай чанар бүхий дүүргэгчийг илүү өндөр (90% хүртэл) ачаалах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь өндөр нягтралтай дэвшилтэт савлагаанд чухал ач холбогдолтой юм.

• Эх сурвалжийн тэргүүлэх чиглэл: Үнэлгээ нь багцаас багцад бөөмийн хэмжээ хуваарилах (PSD) тууштай байдал, радиохимийн цэвэршилт (бага U/Th), гадаргуугийн найдвартай холболтын боловсруулалтыг чухалчлах ёстой.

1. Дэвшилтэт IC савлагаа дахь хайлсан цахиурын нунтагны үүрэг

IC савлагааны давирхай нь байгалийн өндөр дулаан тэлэлттэй, дулаан дамжуулалт муутай байдаг. Өндөр дулаантай цахиуртай хослуулсан тохиолдолд дулааны эргэлт нь асар их стресс, бичил хагарал, төхөөрөмжийн дутуу эвдрэлийг үүсгэдэг. Органик полимерууд нь халаах, хөргөх үе шатанд хурдан өргөжиж, агшиж байдаг. Цахиур нь эсрэгээрээ маш хатуу хэвээр байна. Энэ ялгаа нь гагнуурын овойлт ба субстратын интерфэйсүүдийн зүсэлтийн стрессийг үүсгэдэг. Цаг хугацаа өнгөрөхөд энэ давтагдах стресс нь давхаргын задрал, ноцтой гэмтэлд хүргэдэг.

Өндөр цэвэршилтийг агуулсан хайлуулсан цахиур (SiO2-ийн аморф, талст бус үе шат) үйлдвэрлэгчид нийлмэл материалын термомеханик шинж чанарыг идэвхтэйгээр удирдаж чаддаг. Энэ материал нь полимер матрицыг бэхэлдэг. Энэ нь хэт тэлэлтийн эсрэг бие махбодийн саад тотгор болж ажилладаг. Зөв холих үед энэ нь сул органик давирхайг хатуу ширүүн дулааны орчинд тэсвэрлэх чадвартай бат бөх битүүмжлэх материал болгон хувиргадаг.

Та энэхүү дүүргэгчийг электроникийн үйлдвэрлэлийн үндсэн гурван чиглэлээр ашиглахыг харах болно.

• Эпокси хэлбэржүүлэгч нэгдлүүд (EMCs): Хагас дамжуулагчийн бүрхүүлд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Тэд нарийн утсыг хүрээлэн буй орчны чийг, механик цохилтоос хамгаалдаг.

• Зэс бүрсэн ламинат (CCLs): Өндөр давтамжийн хэвлэмэл хэлхээний самбарт чухал ач холбогдолтой. Тэд орчин үеийн харилцаа холбооны дэд бүтцэд бүтцийн болон дохионы бүрэн бүтэн байдлыг хадгалж байдаг.

• Хялгасан дутуу дүүргэх материал: Flip-chip багцад өргөнөөр ашигладаг. Тэд гагнуурын холбоосыг бэхлэхийн тулд хэвний доор жигд урсдаг.

2. Цахим зэрэглэлийн нунтагыг тодорхойлох үндсэн материалын шинж чанар

Цэвэр хайлуулсан цахиур нь ойролцоогоор 0.5 × 10⁻⁶/K дулааны тэлэлтийн хэт бага коэффициентийг (CTE) харуулдаг. Өндөр дүүргэх хурд нь эпокси матрицыг физикийн хувьд хязгаарладаг. Энэ нь CTE-ийн нийт багцыг цахиурын хэвтэй (ойролцоогоор 3.0 × 10⁻⁶/K) ойртуулдаг. Энэ цоорхойг нөхөх нь сүйрлийн хагарал үүсэхээс сэргийлнэ. Энэ нь мөн гагнуурын эрчимтэй дахин урсгах явцад багцын эвдрэлийг зогсооно.

Өндөр давтамжийн цахилгааны гүйцэтгэл нь диэлектрикийн тогтвортой байдлаас ихээхэн хамаардаг. Энэ материал нь 10 ГГц-т 0.0005-аас доош диэлектрик тогтмолыг (Dk) 3.5-аас 3.8 хүртэл, тархалтын коэффициентийг (Df) хадгалдаг. Үнэлгээний нөхцөл: RF/богино долгионы сав баглаа боодол дахь дамжуулалтын алдагдал болон дохионы саатлыг багасгахад шаардлагатай эдгээр параметрүүдийг та олох болно. Төхөөрөмжүүд илүү өндөр давтамжтайгаар ажилладаг тул аливаа диэлектрик тогтворгүй байдал нь өгөгдлийг шууд сулруулдаг.

Химийн цэвэршилт ба альфа бөөмийн хяналт нь стандарт дүүргэгчийг жинхэнэ дээд зэрэглэлийн бүтээгдэхүүнээс тусгаарладаг электрон зэрэглэлийн нунтаг . Нийлүүлэгчид шүлтлэг метал (Na, K, Li) дээр хатуу хяналт тавих ёстой. Эдгээр металлын ул мөр нь цахилгаан талбайн дор хөдөлж, цахилгаан алдагдлыг үүсгэдэг. Цаашилбал, үйлдвэрлэлд уран ба торийн хэт бага түвшин (<1 ppb) шаардлагатай. Эдгээр ул мөр элементүүд нь цацраг идэвхт альфа тоосонцорыг ялгаруулдаг. Альфа бөөмсөөс үүдэлтэй 'зөөлөн алдаа' нь DRAM болон SRAM санах ойн чип дэх хоёртын битүүдийг санамсаргүй байдлаар эргүүлж, бүхэл тооцоолох системийг сүйрүүлдэг.

Кальцинжуулсан байгалийн кварцаас ялгаатай нь бүрэн ууссан аморф цахиур нь талст кристобалит агуулдаггүй. Энэ ялгаа нь дулааны тогтвортой байдлын хувьд маш чухал юм. Кристобалит нь 270°C-ийн температурт гэнэтийн фазын шилжилтийг хийж, эзлэхүүний огцом тэлэлтийг үүсгэдэг. Энэ талст үеийг арилгах нь тогтвортой эзэлхүүнийг хангаж, өндөр температурт үйлдвэрлэлийн үе шатанд гэнэтийн стресс нэмэгдэхээс сэргийлдэг.

3. Бөмбөрцөг ба өнцгийн цахиурын бичил нунтаг: Шийдвэрийн хүрээ

Бөөмийн зөв морфологийг сонгох нь таны үйлдвэрлэлийн гарц болон бүрэлдэхүүн хэсгийн найдвартай байдалд ихээхэн нөлөөлдөг. Үйлдвэр нь материалыг үндсэндээ өнцөг болон бөмбөрцөг хэлбэрээр хуваадаг.

Өнцгийн цахиурын нунтаг (буталсан):

• Үйлдвэрлэл: Түүхий кварцыг хайлуулж их хэмжээний ембүү, дараа нь механик аргаар тээрэмдэж, нарийн ширхэгтэй тоосонцор болгон ангилдаг.

• Давуу тал: Зардлын хувьд өндөр үр ашигтай. Энэ нь хуучин IC-ууд, стандарт салангид бүрэлдэхүүн хэсгүүд болон зузаан хальсан програмуудад хангалттай гүйцэтгэлийг хангадаг.

• Сул талууд: Хагархай ирмэг нь хэвний төхөөрөмжид маш их зүлгүүртэй байдаг. Илүү өндөр гадаргуугийн талбай нь давирхайн зуурамтгай чанарыг эрс нэмэгдүүлдэг. Энэ нь дүүргэгчийн хамгийн их ачааллыг хязгаарладаг бөгөөд энэ нь хольцыг ажиллах боломжгүй болохоос өмнө 70-75% орчим байдаг.

Бөмбөрцөг цахиурын нунтаг:

• Үйлдвэрлэл: Өндөр температурт плазм эсвэл дөл хайлуулах аргаар үйлдвэрлэсэн. Энэ процесс нь өнцгийн хэсгүүдийг агаарт хайлуулж, гадаргуугийн хурцадмал байдлыг ашиглан хөргөхөөс өмнө 95% -иас илүү бөмбөрцөгжилтийг бий болгодог.

• Давуу тал: Дотоод үрэлт, зуурамтгай чанарыг бууруулдаг. Энэ нь хэт өндөр ачааллын хурдыг (90% + хүртэл) хийх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь дулаан дамжуулалтыг дээд зэргээр нэмэгдүүлж, CTE-ийг багасгадаг. Гөлгөр хэлбэр нь үнэтэй хөгц болон нарийн хуваарилах зүүг хамгийн бага элэгдэлд хүргэдэг.

• Сул талууд: өндөр өртөгтэй. Энэ нь үйлдвэрлэлийн нарийн төвөгтэй орчин, хэмжээсийн дэвшилтэт технологийг шаарддаг.

Богино жагсаалтын логик: Өртөг мэдрэмтгий, ачаалал багатай арилжааны электроникийн өнцгийн нунтагыг зааж өгнө үү. Та бөмбөрцөг гэж зааж өгөх хэрэгтэй цахиурын микро нунтаг . VLSI, санах ойн IC, өндөр давтамжийн ламинат, хэт нимгэн дэвшилтэт савлагаанд зориулсан Худалдан авах ажиллагааны шийдвэрийг хялбарчлахын тулд доорх үл хөдлөх хөрөнгийн харьцуулалтын матрицаас үзнэ үү.

4. Үйлдвэрлэлийн чадавхи ба PSD тохируулга

Нэг ширхэгийн хэмжээ нь давирхайн матрицад их хэмжээний хоосон зай үлдээдэг. Өндөр гүйцэтгэлтэй SiO2 нунтаг нь нарийн боловсруулсан, олон төрлийн бөөмийн хэмжээ хуваарилалт (PSD) дээр суурилдаг. Үйлдвэрлэгчид хамгийн их савлагааны нягтралд хүрэхийн тулд микрон, дэд микрон, нано хэмжээний тоосонцорыг стратегийн хувьд хольдог. Жижиг хэсгүүд нь том бөмбөрцөгт үлдээсэн завсрын цоорхойг дүүргэдэг. Энэхүү нягт баглаа боодлын сүлжээ нь тусгаарлагчийн агаарын халаасыг шахаж, дулаан дамжилтын хурдны замыг үүсгэдэг.

Гадаргуугийн өөрчлөлт нь адил чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Боловсруулаагүй материал нь бөөгнөрөх хандлагатай байдаг бөгөөд органик эпокситэй муу холбогддог. Нийлүүлэгчийн үнэлгээний шалгуур: Нунтаг нунтагыг тусгай силан холбогч бодисоор урьдчилан боловсруулах чадвартай нийлүүлэгчдийг хайж олох. Энэхүү гадаргуугийн өөрчлөлт нь чийгийн эсэргүүцлийг эрс сайжруулдаг. Энэ нь мөн органик бус цахиур ба органик полимер хоорондын наалдацыг бэхжүүлж, хүчтэй механик стрессийн үед давхарга үүсэхээс сэргийлдэг.

Нийлүүлэгчийг үнэлэх нь нэг 9N цэвэршилттэй лабораторийн дээжийг шалгахаас цаашгүй. Жинхэнэ шалгуур нь масштаб, тууштай байдалд оршдог. Та тэдгээр нь D50/D90-ийн захын цэгүүд болон олон тоннын арилжааны багцын цэвэр байдлын үзүүлэлтүүдийг яг таг хадгалж чадна гэдэгт итгэлтэй байх ёстой. Тохиромжгүй PSD нь таны үйлдвэрлэлийн давхарт урьдчилан таамаглах аргагүй зуурамтгай чанар өөрчлөгдөхөд хүргэдэг. Үйлдвэрлэлийн урт хугацааны туршид багцаас багц хоорондын жигд байдлыг баталгаажуулахын тулд ханган нийлүүлэгчийн статистик процессын хяналтын өгөгдөлд үргэлж аудит хийнэ.

5. Хэрэгжилтийн эрсдэл ба эх үүсвэрийн үнэлгээ

Бөмбөрцөг хэлбэрийн зөв хэлбэрийг ашиглахгүйгээр дүүргэгчийн агуулгыг хэт зааж өгөх нь их хэмжээний урсах эрсдэлийг бий болгодог. Инженерүүд CTE-ийг бууруулахын тулд өнцгийн нунтагыг 75% дүүргэх түвшинг давахыг оролддог. Энэ нь шахах хэлбэрт оруулах явцад их хэмжээний зүсэх хүчийг үзүүлдэг зуурмаг шиг зузаан нэгдэл үүсгэдэг. Энэхүү хэт зуурамтгай чанар нь 'утас шүүрдэх'-д хүргэдэг бөгөөд энэ нь зузаан давирхай нь битүүмжлэх явцад нарийн алт эсвэл зэс утсыг тасалдаг ноцтой согог юм.

Өндөр цэвэршилттэй нунтаг нь чийг шингээх, тээвэрлэх, зөөвөрлөх явцад металлын бохирдолд маш мэдрэмтгий байдаг. Нийтлэг алдаа: Бөөн уутыг чийгтэй агуулахад зохих ёсоор битүүмжлэлгүйгээр хадгалах. Өндөр температурт гагнуурыг хурдан эргүүлэх үед бага зэрэг чийг орох нь уурын дэлбэрэлт эсвэл 'попкорнинг' үүсгэдэг. Сав баглаа боодол нь хүрээлэн буй орчны нөлөөллөөс урьдчилан сэргийлэхийн тулд хатуу вакуум битүүмжлэл бүхий олон давхаргат чийгээс хамгаалах уут ашиглах ёстой.

Эцэст нь нийлүүлэгч нь багц бүрт дүн шинжилгээний иж бүрэн гэрчилгээ (CoA) өгч байгаа эсэхийг шалгаарай. Эдгээр баримт бичиг нь ICP-MS-ийн дэвшилтэт өгөгдлийг ашиглан ул мөрийн металлын талаар нарийвчлан тусгасан байх ёстой. Тэд мөн PSD муруй болон тодорхой гадаргуугийн талбайн (BET) хэмжилтийг өгөх ёстой. Тохиромжтой дагаж мөрдөх чадваргүй бол нэг ширхэг бохирдсон нунтаг нь олон мянган өндөр үнэ цэнэтэй микропроцессоруудыг сүйтгэж, нийт ургацыг тань сүйтгэж болзошгүй.

Дүгнэлт

Зөв хайлуулсан цахиур дүүргэгчийг сонгохын тулд дулаан-механик шаардлага, өндөр давтамжийн диэлектрикийн гүйцэтгэл, практик хэвэнд орох чадварыг хооронд нь нарийн тэнцвэржүүлэх шаардлагатай. Цаашид сав баглаа боодлын стратегиа оновчтой болгохын тулд дараах алхамуудыг санаарай.

• CTE-ийн тохиромжгүй стратеги нь үндсэн шалтгаан мөн эсэхийг тодорхойлохын тулд одоогийн дулааны дугуйн алдаагаа шалгана уу.

• Стандарт хэрэглээний цахилгаан хэрэгсэл болон салангид төхөөрөмжүүдийн хувьд зардлын үр ашгийг оновчтой болгохын тулд өндөр цэвэршүүлсэн өнцгийн нунтагыг зааж өгнө.

• Дэвшилтэт зангилаа, 5G дэд бүтэц, мэдрэмтгий санах ойн савлагааны хувьд олон төрлийн бөмбөрцөг хэлбэрийн цахиурын давхар ислийг тохиролцох боломжгүй шаардлага болгон нэн тэргүүнд тавь.

• Давирхайн хими болон тарилгын төхөөрөмжийн параметрүүдийг яг тааруулан шалгахын тулд ханган нийлүүлэгчдээс PSD-ийн тодорхой найрлага, дээжийн багцыг шаардахыг инженерийн багаасаа шаардана уу.

Түгээмэл асуулт

А: Хайлуулсан цахиурын нунтаг ба талст кварц нунтаг хоёрын хооронд ямар ялгаа байдаг вэ?

Х: Хайлуулсан цахиур нь хэт дулааны боловсруулалтанд орж аморф, талст бус төлөвт ордог. Энэ нь CTE мэдэгдэхүйц бага, өндөр температурт фазын шилжилтийн эзэлхүүний өөрчлөлтийг харуулдаггүй бөгөөд түүхий талст кварцын нунтагтай харьцуулахад дээд зэргийн диэлектрик шинж чанарыг өгдөг.

Асуулт: Яагаад дэвшилтэт савлагаанд бөмбөрцөг хэлбэрийн цахиурыг өнцгөөс илүүд үздэг вэ?

Х: Бөмбөрцөг хэсгүүд нь давирхайн зуурамтгай чанарыг эрс бууруулдаг. Энэхүү гөлгөр хэлбэр нь үйлдвэрлэгчдэд нэгдэлд илүү их цахиурын ислийг савлах боломжийг олгодог бөгөөд нарийн хэвийг бөглөрөхгүйгээр илүү өндөр дүүргэх хурдыг бий болгодог. Эцсийн эцэст энэ нь эцсийн багцад хамгийн сайн дулаан дамжуулалт ба механик тогтвортой байдлыг бий болгодог.

Асуулт: Цахим нунтаг дахь 'бага альфа' нь юу гэсэн үг вэ?

Хариулт: Энэ нь цацраг идэвхт ул мөр элементийн хэт бага түвшинд, ялангуяа Уран, Ториумд хамаарна. Эдгээр хольцоос ялгардаг альфа тоосонцор нь санах ойн чип дэх хоёртын битүүдийг эргүүлж чаддаг. Эдгээр цацраг идэвхт ялгаралтаас урьдчилан сэргийлэх нь аюултай системийн 'зөөлөн алдаа'-г арилгана.

А: Цахиурын микро нунтаг нь өндөр давтамжийн 5G дохионд хэрхэн нөлөөлдөг вэ?

Х: Энэ материал нь маш бага диэлектрик тогтмол (Dk) ба тархалтын коэффициент (Df)-тай. Зэс бүрсэн ламинатан (CCLs) болон субстратуудад хэрэглэхэд өндөр хурдны дохио сулрах, хөндлөн яриа үүсэхээс сэргийлдэг. Эдгээр шинж чанарууд нь 5G тоног төхөөрөмжийн найдвартай ажиллагааг хангахад туйлын чухал хэвээр байна.