எலக்ட்ரானிக் பேக்கேஜிங் பயன்பாடுகளுக்கான கோள சிலிக்கா பவுடர்

குறைக்கடத்தி சாதனங்களின் தொடர்ச்சியான மினியேட்டரைசேஷன் மற்றும் மிக பெரிய அளவிலான ஒருங்கிணைப்பு (VLSI) தேவை பேக்கேஜிங் பொருட்கள் தீவிர வெப்ப மற்றும் இயந்திர அழுத்தத்தை நிர்வகிக்க முடியும். மேம்பட்ட சில்லுகளுக்குத் தேவையான உயர் பேக்கிங் அடர்த்தியில் பாரம்பரிய கோண சிலிக்கா நிரப்பிகள் தோல்வியடைகின்றன. அவை எபோக்சி மோல்டிங் கலவைகளில் (EMC), உற்பத்திக் கருவிகளில் கடுமையான சிராய்ப்புத் தேய்மானங்களில் ஏற்றுக்கொள்ள முடியாத பாகுத்தன்மை கூர்முனைகளை ஏற்படுத்துகின்றன, மேலும் வயர் ஸ்வீப் அல்லது சிப் கிராக்கிங்கின் அதிக அபாயங்களை ஏற்படுத்துகின்றன. செயலாக்கத்திறனைப் பராமரிக்கும் போது 90% வரை நிரப்புதல் விகிதங்களை அடைய, பொறியாளர்கள் நிபுணத்துவத்திற்கு மாற வேண்டும் மின்னணு பேக்கேஜிங்கிற்கான கோள வடிவ சிலிக்கா தூள் . இந்த மாற்றம் வானியல் சிக்கல்களைத் தீர்க்கிறது, குணப்படுத்தப்படாத பிசின் ஓட்ட பண்புகளை சமரசம் செய்யாமல் அடர்த்தியான நிரப்பு ஏற்றத்தை அனுமதிக்கிறது. தொழில்நுட்ப மதிப்பீட்டு அளவுகோல்கள், உற்பத்தி முறைகள், செயல்திறன் வர்த்தகம் மற்றும் இந்த பொருட்களை ஆதாரமாக்குவதற்கான நடைமுறை அபாயங்கள் ஆகியவற்றை நாங்கள் ஆராய்வோம்.

• உருவவியல் ஆணையிடும் ஓட்டம்: EMC களில் அதிகபட்ச பேக்கிங் அடர்த்தியை (90% வரை) அடைவதற்கும், குறைந்த பாகுத்தன்மையைப் பராமரிக்கும் போது மற்றும் இணைக்கும் போது வயர் ஸ்வீப்பைத் தடுக்கும் போது குறைந்த அளவு பிசின்களை அடைவதற்கும் உயர் கோள சிலிக்கா பவுடர் கட்டாயமாகும்.

• தூய்மை தோல்வியைத் தடுக்கிறது: கண்டிப்பாக கட்டுப்படுத்தப்பட்ட அயனி அசுத்தங்கள் மற்றும் குறைந்த ஆல்பா-துகள் உமிழ்வுகள் கொண்ட உயர் தூய்மையான கோள வடிவ சிலிக்கா தூள் (99.9%+) நினைவக சாதனங்களில் மென்மையான பிழைகள் மற்றும் ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகளில் அரிப்பைத் தடுக்க பேச்சுவார்த்தைக்குட்படாது.

• PSD உகப்பாக்கம் மிகவும் முக்கியமானது: சரியான துகள் அளவு விநியோகத்தை (PSD) தேர்ந்தெடுப்பது-பொதுவாக 0.01 μm மற்றும் 50 μm இடையே கலத்தல் அளவுகள், மேம்பட்ட அண்டர்ஃபில்களுக்கு 2.5 μm போன்ற குறிப்பிட்ட இறுக்கமான வெட்டுக்கள்-வெப்ப விரிவாக்கத்தின் (CTE) ஓட்டம் குறைப்பு குணகத்தை சமநிலைப்படுத்துவதற்கான முதன்மை நெம்புகோலாகும்.

• உற்பத்தி முறை முக்கியமானது: ஒரு சப்ளையரின் தொகுப்பு முறை (எ.கா., ஃபிளேம் ஃப்யூஷன் வெர்சஸ். சோல்-ஜெல்) அடிப்படைத் தூய்மை, கோள நிலைத்தன்மை மற்றும் குறிப்பிட்ட இறுதிப் பயன்பாட்டுப் பிரிவுகளுக்கான பொருத்தத்தை அடிப்படையாகக் கட்டளையிடுகிறது.

• மேற்பரப்பு சிகிச்சை ஆபத்தைத் தணிக்கிறது: சிகிச்சை அளிக்கப்படாத அல்ட்ரா-ஃபைன் கோள வடிவ சிலிக்கா திரட்டப்படுவதற்கு வாய்ப்புள்ளது; ஒரு சப்ளையரின் மேற்பரப்பை மாற்றும் திறன்களை மதிப்பிடுவது (எ.கா., சிலேன் இணைப்பு முகவர்கள்) சீரான சிதறலை உறுதி செய்வதற்கு முக்கியமானதாகும்.

எலக்ட்ரானிக் பேக்கேஜிங்கில் கோள சிலிக்கா பவுடரின் பங்கு

வெற்றிக்கான அளவுகோல்களை வரையறுத்தல்

நவீன குறைக்கடத்தி பேக்கேஜிங் கடுமையான உடல் கட்டுப்பாடுகளின் கீழ் செயல்படுகிறது. என்காப்சுலண்ட் குறைந்தபட்ச வெப்ப விரிவாக்கம், அதிக வெப்ப கடத்துத்திறன், முழுமையான ஈரப்பதம் எதிர்ப்பு மற்றும் அதிக உற்பத்தி விளைச்சலை வழங்க வேண்டும். சிலிக்கான் டைகள் வெப்ப விரிவாக்கத்தின் மிகக் குறைந்த குணகம் (CTE), பொதுவாக சுமார் 2.6 முதல் 3.0 பிபிஎம்/கே. நிரப்பப்படாத எபோக்சி ரெசின்கள் மிக அதிக CTE ஐ வெளிப்படுத்துகின்றன, பெரும்பாலும் 60 ppm/K ஐ விட அதிகமாக இருக்கும். செப்பு ஈயச் சட்டங்கள் சுமார் 17 பிபிஎம்/கே. இந்த கடுமையான பொருத்தமின்மை வெப்பநிலை சுழற்சியின் போது மிகப்பெரிய தெர்மோமெக்கானிக்கல் அழுத்தத்தை உருவாக்குகிறது. நிர்வகிக்கப்படாமல் விட்டால், இந்த அழுத்தமானது டை அட்டாச் இன்டர்ஃபேஸ், சாலிடர் மூட்டு சோர்வு அல்லது பேரழிவு தரும் டை கிராக்கிங் ஆகியவற்றில் டிலாமினேஷனுக்கு வழிவகுக்கிறது. நிரப்பு பொருளின் முதன்மை செயல்பாடு இந்த உடல் இடைவெளியைக் குறைப்பதாகும். குறைந்த CTE ஃபில்லருடன் பிசினை ஏற்றுவதன் மூலம், பொறியியலாளர்கள் தொகுப்பின் மின் காப்பு பண்புகளை பராமரிக்கும் போது கலவை CTE ஐ கீழே இயக்குகின்றனர்.

எபோக்சி மோல்டிங் கலவைகள் (EMC) மற்றும் அண்டர்ஃபில் ரெசின்கள்

EMCகள் மற்றும் அண்டர்ஃபில் ரெசின்களின் உருவாக்கத்தில், எலக்ட்ரானிக் பேக்கேஜிங்கிற்கான சிலிக்கா பவுடர் முதன்மை செயல்பாட்டு நிரப்பியாக செயல்படுகிறது. இந்த ரெசின்கள் பெரும்பாலும் எடையில் 70% முதல் 90% சிலிக்காவைக் கொண்டிருக்கும். ஃபில்லர் உடல் அதிர்ச்சி, ஈரப்பதம் உட்செலுத்துதல் மற்றும் இரசாயன அசுத்தங்கள் ஆகியவற்றிலிருந்து உடையக்கூடிய சிலிக்கான் இறப்புகளைப் பாதுகாக்கிறது. பரிமாற்ற மோல்டிங் செயல்முறைகள் சிக்கலான அச்சு துவாரங்களுக்குள் பாய்வதற்கு குறைந்த பாகுத்தன்மையை (பொதுவாக 175°C இல் 15 Pa·sக்கு கீழ்) பராமரிக்க EMC தேவைப்படுகிறது. ஃபிளிப்-சிப் வடிவமைப்புகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் கேபிலரி அண்டர்ஃபில்களில், தேவைகள் இன்னும் கடுமையானவை. நிரப்பியானது 10 முதல் 50 மைக்ரோமீட்டர்கள் வரை குறுகிய இடைவெளியில் குடியேறாமல் அல்லது வெற்றிடங்களை ஏற்படுத்தாமல் பாய வேண்டும். கோள வடிவமானது, துகள்களை ஒன்றோடொன்று உருட்டவும், மென்மையான சாலிடர் புடைப்புகளைக் கடந்து செல்லவும் அனுமதிக்கிறது, இது டையின் அடியில் சீரான விநியோகத்தை உறுதிசெய்து இறுதி கூட்டத்தின் கட்டமைப்பு ஒருமைப்பாட்டை அதிகரிக்கிறது.

மைக்ரோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் அடி மூலக்கூறுகள் மற்றும் காப்பர்-கிளாட் லேமினேட்ஸ் (CCL)

திரவ உறைகள் மற்றும் மோல்டிங் சேர்மங்களுக்கு அப்பால், திடமான மற்றும் நெகிழ்வான மைக்ரோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் அடி மூலக்கூறுகளை உருவாக்குவதற்கு கோள வடிவ சிலிக்கா அதிகளவில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. 5G தகவல்தொடர்புகள், வாகன ரேடார் (எ.கா. 77 GHz அமைப்புகள்) மற்றும் மேம்பட்ட சர்வர் போர்டுகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் உயர் அதிர்வெண் கொண்ட காப்பர்-கிளாட் லேமினேட்ஸ் (CCL) ஆகியவற்றில், பரிமாண நிலைப்புத்தன்மை கண்டிப்பான தேவையாகும். கோள வடிவ சிலிக்காவை பிஸ்மலைமைடு ட்ரையசின் (BT) அல்லது PTFE அடி மூலக்கூறு மெட்ரிக்குகளில் இணைப்பது மின்கடத்தா மாறிலி (Dk) மற்றும் சிதறல் காரணி (Df) ஆகியவற்றைக் குறைக்கிறது. சிலிக்கா இயற்கையாகவே தோராயமாக 3.8 குறைந்த Dk மற்றும் 0.001 Df ஐ வெளிப்படுத்துகிறது. இது அதிவேக தரவு பரிமாற்றத்தில் சிக்னல் இழப்பைக் குறைக்கிறது. கோளத் துகள்களின் மென்மையான மேற்பரப்பு, இந்த லேமினேட்களில் பயன்படுத்தப்படும் மென்மையான கண்ணாடி இழை நெசவுகளின் நுண்ணிய சிராய்ப்பைத் தடுக்கிறது, அழுத்தும் மற்றும் துளையிடும் செயல்பாடுகளின் போது பலகையின் இயந்திர வலிமையைப் பாதுகாக்கிறது.

கோணத்திலிருந்து கோளத்திற்கு மாறுதல்

கோண நொறுக்கப்பட்ட சிலிக்காவிலிருந்து கோள சிலிக்காவிற்கு மாறுவது பேக்கேஜிங் பொறியியலில் ஒரு அடிப்படை மாற்றத்தைக் குறிக்கிறது. கோண சிலிக்கா இயந்திரத்தனமாக அரைக்கும் குவார்ட்ஸ் தொகுதிகள் மூலம் தயாரிக்கப்படுகிறது. இது மலிவானது ஆனால் நிரப்புதல் விகிதங்களை கடுமையாக கட்டுப்படுத்துகிறது. கோணத் துகள்கள் உயர் குறிப்பிட்ட பரப்பளவை (SSA) கொண்டிருக்கின்றன. ஒரு உயர் SSA என்பது துகள்களின் மேற்பரப்பில் அதிக திரவ பிசின் அசையாதது, ஓட்டத்தை எளிதாக்க குறைந்த இலவச பிசின் கிடைக்கும். துண்டிக்கப்பட்ட விளிம்புகள் பிசினுக்குள் ஒன்றோடொன்று இணைகின்றன, அதிவேகமாக பாகுத்தன்மையை அதிகரிக்கின்றன மற்றும் அச்சுகளில் சிராய்ப்பு கருவி தேய்மானம் மற்றும் முனைகளை விநியோகிக்கின்றன. கோள வடிவ சிலிக்கா குறைந்த உராய்வு கொண்ட அதி-உயர் நிரப்புதல் விகிதங்களை செயல்படுத்துகிறது. மென்மையான, வட்டமான மேற்பரப்புகள் ஒரு யூனிட் தொகுதிக்கு மொத்த பரப்பளவைக் குறைக்கின்றன, துகள்களை ஈரப்படுத்த குறைந்த பிசின் தேவைப்படுகிறது. இது பொறியாளர்களுக்கு அதிக சிலிக்காவை ஒரே அளவில் அடைக்கவும், CTE ஐக் குறைக்கவும் மற்றும் வெப்ப கடத்துத்திறனை மேம்படுத்தவும், குணப்படுத்தப்படாத பிசினை வேலை செய்ய முடியாத திடப்பொருளாக மாற்றாமல் அனுமதிக்கிறது.

கோண மற்றும் கோள சிலிக்கா நிரப்புகளின் ஒப்பீடு

எலக்ட்ரானிக் கிரேடு கோள சிலிக்காவுக்கான தொழில்நுட்ப மதிப்பீட்டு பரிமாணங்கள்

உற்பத்தி முறைகளை மதிப்பீடு செய்தல் (ஃபிளேம் ஃப்யூஷன் எதிராக வேதியியல் தொகுப்பு)

தொகுப்பு முறை நேரடியாக நிரப்பியின் உடல் மற்றும் வேதியியல் அடிப்படையை தீர்மானிக்கிறது. பாரம்பரிய சுடர் இணைவு என்பது உயர்-தூய்மை கோண குவார்ட்ஸ் தூளை உயர் வெப்பநிலை பிளாஸ்மா அல்லது ஆக்ஸிஜன்-ஹைட்ரஜன் சுடருக்கு (பெரும்பாலும் 2000°Cக்கு மேல்) ஊட்டுவதை உள்ளடக்குகிறது. ஒழுங்கற்ற துகள்கள் உடனடியாக உருகும், மேலும் மேற்பரப்பு பதற்றம் எரிப்பு மண்டலத்திலிருந்து வெளியேறி விரைவாக குளிர்வதற்கு முன் அவற்றை சரியான கோளங்களுக்கு இழுக்கிறது. இந்த முறை மிகவும் அளவிடக்கூடியது மற்றும் மொத்தமாக உற்பத்தி செய்கிறது எலக்ட்ரானிக் கிரேடு கோள சிலிக்கா நிலையான லாஜிக் ஐசிகள், தனித்தனி கூறுகள் மற்றும் நிலையான சிசிஎல்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

சோல்-ஜெல் செயல்முறை அல்லது நீராவி-கட்ட ஈரப்பதம் போக்குவரத்து (VMC) போன்ற மேம்பட்ட இரசாயன தொகுப்பு, மூலக்கூறு மட்டத்தில் இருந்து சிலிக்கா துகள்களை உருவாக்குகிறது. சோல்-ஜெல் என்பது அம்மோனியா வினையூக்கியுடன் கூடிய ஆல்கஹால் கரைசலில் சிலிக்கான் அல்காக்சைடுகளின் (டெட்ராஎத்தில் ஆர்த்தோசிலிகேட், TEOS போன்றவை) நீராற்பகுப்பு மற்றும் ஒடுக்கம் ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியது. வெட்டியெடுக்கப்பட்ட குவார்ட்ஸைச் சார்ந்திருக்காததால், இரசாயனத் தொகுப்பு கிட்டத்தட்ட முழுமையான தூய்மை மற்றும் துல்லியமான கோளத்தன்மையை அடைகிறது. கட்டுப்படுத்தப்பட்ட உயர் வெப்பநிலை உலையில் ஆக்ஸிஜன் மற்றும் நீராவியுடன் வினைபுரியும் சிலிக்கான் உலோகப் பொடியை VMC பயன்படுத்துகிறது. பொறியாளர்கள் அதிநவீன நினைவக சாதனங்கள், ஆற்றல் மின்னணுவியல் மற்றும் மேம்பட்ட முனை லாஜிக் சில்லுகளுக்கு இரசாயன ரீதியாக ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட சிலிக்காவைக் குறிப்பிடுகின்றனர்.

சிலிக்கா பவுடர் உற்பத்தி முறைகள் மற்றும் விவரக்குறிப்புகள்

உயர் கோளத்தன்மை மற்றும் உருவவியல் மதிப்பீடு

கோளமானது ஒரு விகிதமாக அளவிடப்படுகிறது, அங்கு ஒரு சரியான கோளம் 1.0 க்கு சமம். இது பொதுவாக ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் மைக்ரோஸ்கோப் (SEM) உடன் இணைக்கப்பட்ட தானியங்கி பட பகுப்பாய்வு மென்பொருளைப் பயன்படுத்தி அளவிடப்படுகிறது, இது ஆயிரக்கணக்கான துகள்களின் சுற்றளவைக் கணக்கிடுகிறது. மின்னணு பேக்கேஜிங்கிற்கு, ஏற்றுக்கொள்ளக்கூடிய கோள விகிதம் பொதுவாக >0.95 ஆகும். குறைந்த விகிதங்களைக் கொண்ட துகள்கள் குறிப்பிட்ட பரப்பளவை அதிகரிக்கும் மேற்பரப்பு முறைகேடுகளை வெளிப்படுத்துகின்றன. அதிக குறிப்பிட்ட பரப்பளவு திரவ எபோக்சி பிசினை அதிகமாக உறிஞ்சி, ஓட்டத்தை எளிதாக்க குறைந்த பிசின் கிடைக்கிறது. உயர் கோளத்தன்மை கொண்ட சிலிக்கா தூள் குணப்படுத்தப்படாத நிலையில் குறைக்கப்பட்ட பாகுத்தன்மையுடன் நேரடியாக தொடர்புடையது. இந்த குறைந்த பாகுத்தன்மை கலவையானது சிக்கலான அச்சு வடிவவியலின் வழியாகப் பாய்வதற்கும், அடர்த்தியான கம்பி பிணைப்புகளைச் சுற்றிச் செல்லவும் மற்றும் காற்றுப் பைகளில் சிக்காமல் அல்லது முழுமையற்ற நிரப்புதல்களை ஏற்படுத்தாமல் நுண்ணிய துவாரங்களை நிரப்பவும் அனுமதிக்கிறது.

துகள் அளவு விநியோகம் (PSD) மற்றும் பேக்கிங் அடர்த்தி

ஒரு துகள் அளவுடன் 90% நிரப்புதல் விகிதத்தை அடைவது சாத்தியமில்லை. பொறியாளர்கள் இடைநிலை வெற்றிடங்களை அகற்ற பல மாதிரி துகள் அளவு விநியோகத்தை (PSD) நம்பியுள்ளனர். கரடுமுரடான, நடுத்தர மற்றும் நுண்ணிய துகள்களை கலப்பதன் மூலம்-பொதுவாக 0.01 μm முதல் 50 μm வரை-சிறிய துகள்கள் பெரியவை விட்டுச்செல்லும் இடைவெளியில் துல்லியமாக பொருந்துகின்றன. இது ஆண்ட்ரியாசென் அல்லது ஃபர்னாஸ் மாதிரிகள் போன்ற நிறுவப்பட்ட தத்துவார்த்த பேக்கிங் மாதிரிகளைப் பின்பற்றுகிறது, இது கலவையின் திடமான பகுதியை அதிகரிக்கிறது.

மேம்பட்ட பேக்கேஜிங்கிற்கு குறிப்பிட்ட இறுக்கமான வெட்டுக்கள் தேவை. ஃபிளிப்-சிப் வடிவமைப்புகளுக்கான கேபிலரி அண்டர்ஃபில்ஸில், டை மற்றும் அடி மூலக்கூறுக்கு இடையே உள்ள இடைவெளி மிகவும் குறுகலாக உள்ளது. அதிகபட்ச துகள் அளவு இடைவெளி உயரத்தின் மூன்றில் ஒரு பங்கை விட அதிகமாக இருந்தால், துகள்கள் நெரிசல் ஏற்படும், இதனால் நிரப்பு பிரிப்பு மற்றும் பிசின் இரத்தம் ஏற்படுகிறது. பொறியாளர்கள் தந்துகி செயல்பாட்டை உறுதி செய்வதற்காக கடுமையான விநியோகங்களைக் குறிப்பிடுகின்றனர்.

1. தொகுப்பு வடிவமைப்பில் குறைந்தபட்ச இடைவெளி அளவைத் தீர்மானிக்கவும் (எ.கா., 15 μm பம்ப் பிட்ச்).

2. சிலிக்கா பவுடருக்கு முழுமையான அதிகபட்ச மேல் வெட்டு (D100) அமைக்கவும், அது இடைவெளி அளவு (எ.கா. 5 μm) மூன்றில் ஒரு பங்கை விட அதிகமாக இல்லை என்பதை உறுதிப்படுத்தவும்.

3. கட்டமைப்பு மேட்ரிக்ஸை நிறுவ ஒரு முதன்மை கரடுமுரடான பகுதியைத் தேர்ந்தெடுக்கவும் (எ.கா., D50 of 2.5 μm).

4. கரடுமுரடான துகள்களுக்கு இடையே உள்ள இடைவெளி வெற்றிடங்களை நிரப்ப இரண்டாம் நிலை மற்றும் மூன்றாம் நிலை நுண் பின்னங்களில் (எ.கா. 0.5 μm மற்றும் 0.1 μm) கலக்கவும்.

5. பெரிதாக்கப்பட்ட திரட்டுகள் எதுவும் இல்லை என்பதை உறுதிப்படுத்த லேசர் டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் பகுப்பாய்வைப் பயன்படுத்தி இறுதி கலந்த PSD ஐச் சரிபார்க்கவும்.

உயர் தூய்மை கோள சிலிக்கா தூள் தேவைகள்

சிலிக்கா மேட்ரிக்ஸில் உள்ள சுவடு கூறுகள் குறைக்கடத்தி செயல்பாட்டை அழிக்கக்கூடும். உயர் தூய்மையான கோள வடிவ சிலிக்கா தூளுக்கு இரண்டு குறிப்பிட்ட வகை அசுத்தங்கள் மீது கடுமையான கட்டுப்பாடு தேவைப்படுகிறது: கதிரியக்க ஐசோடோப்புகள் மற்றும் அயனி அசுத்தங்கள்.

ஆல்பா எமிஷன் கன்ட்ரோல் என்பது நினைவக சாதனங்களுக்கான முக்கியமான அளவுருவாகும். இயற்கையான குவார்ட்ஸில் யுரேனியம் (U) மற்றும் தோரியம் (Th) அளவுகள் உள்ளன. இந்த தனிமங்கள் கதிரியக்கச் சிதைவுக்கு உள்ளாகும்போது, ​​அவை 4 முதல் 9 MeV வரையிலான ஆற்றலுடன் ஆல்பா துகள்களை (ஹீலியம் கருக்கள்) வெளியிடுகின்றன. அதிக அடர்த்தி கொண்ட SRAM அல்லது DRAM சிப்பில் ஆல்பா துகள் ஒரு உணர்திறன் முனையைத் தாக்கினால், அது சிலிக்கானில் எலக்ட்ரான்-துளை ஜோடிகளை உருவாக்குகிறது. இந்த நிலையற்ற கட்டணம் ஒரு நினைவக பிட்டின் நிலையை புரட்டலாம், இது 'மென்மையான பிழையை ஏற்படுத்துகிறது.' மெமரி சில்லுகளுக்கான பேக்கேஜிங் பொருட்களுக்கு அல்ட்ரா-லோ ஆல்பா (ULA) சிலிக்கா தேவைப்படுகிறது, U மற்றும் Th அளவுகள் கண்டிப்பாக 0.001 ppb க்குக் கீழே கட்டுப்படுத்தப்படும், ஒரு மணி நேரத்திற்கு 0.001 சதுர சென்டிமீட்டருக்கும் குறைவாக (cph/cm) உருவாக்குகிறது.

அயனி அசுத்தங்கள் சிப்பின் உடல் வயரிங்க்கு கடுமையான அச்சுறுத்தலை ஏற்படுத்துகின்றன. சோடியம் (Na+), பொட்டாசியம் (K+), மற்றும் குளோரைடு (Cl-) போன்ற இலவச அயனிகள் ஈரப்பதம் மற்றும் மின்புலங்களின் முன்னிலையில் நகரும். காலப்போக்கில், இந்த அயனிகள் டையில் உள்ள அலுமினியம் அல்லது செப்பு உலோகமயமாக்கல் அடுக்குகளுக்கு இடம்பெயர்ந்து, அனோடிக் அல்லது கத்தோடிக் அரிப்பை ஏற்படுத்துகிறது. இது அதிகரித்த மின் எதிர்ப்பு, குறுகிய சுற்றுகள் மற்றும் இறுதியில் சாதனம் செயலிழக்க வழிவகுக்கிறது. நீண்ட கால நம்பகத்தன்மைக்கு உத்தரவாதம் அளிக்க அயனி அசுத்தங்களுக்கான ஏற்றுக்கொள்ளக்கூடிய வரம்புகள் பொதுவாக 1 ppm க்கு கீழே வைக்கப்படுகின்றன.

செமிகண்டக்டர் பயன்பாடுகளில் செயல்திறன் முடிவுகள்

வெப்ப விரிவாக்கத்தின் குணகம் (CTE) பொருத்தம்

முதன்மை இயந்திர நோக்கம் செமிகண்டக்டர்களுக்கான கோள சிலிக்கா CTE பொருத்தம். ஒரு சிப் இயங்கும் போது, ​​அது வெப்பத்தை உருவாக்குகிறது. சிலிக்கான் டை, காப்பர் லீட் பிரேம் மற்றும் எபோக்சி என்காப்சுலண்ட் அனைத்தும் வெவ்வேறு விகிதங்களில் விரிவடைகின்றன. EMC அதிகமாக விரிவடைந்தால், அது கம்பி பிணைப்புகளை இழுத்து அடி மூலக்கூறை வார்ப் செய்கிறது. ஒரு கலப்புப் பொருளின் CTE கலவைகளின் விதியைப் பின்பற்றுகிறது. எபோக்சியை 90% வரை உருண்டையான சிலிக்காவை ஏற்றுவதன் மூலம் (இது தோராயமாக 0.5 பிபிஎம்/கே CTE ஐக் கொண்டுள்ளது), கலப்புப் பொருளின் CTE ஆனது 60 ppm/K இலிருந்து தோராயமாக 8-15 ppm/K ஆகக் குறைக்கப்படுகிறது. இது சிலிக்கான் டை மற்றும் செப்பு கூறுகளுடன் நெருக்கமாக பொருந்துகிறது. இந்த துல்லியமான பொருத்தம் வார்பேஜைத் தடுக்கிறது, இடைமுகங்களில் டெலாமினேஷனை நிறுத்துகிறது மற்றும் சாதனம் அதன் ஆயுட்காலத்தில் அனுபவிக்கும் ஆயிரக்கணக்கான வெப்பநிலை சுழற்சிகளின் போது வெப்ப சோர்வை நீக்குகிறது.

வெப்ப கடத்துத்திறன் மற்றும் வெப்பச் சிதறல்

டிரான்சிஸ்டர் அடர்த்தி அதிகரிக்கும் போது, ​​வெப்பப் பாய்வு சாதனத்தின் செயல்திறனில் கட்டுப்படுத்தும் காரணியாகிறது. நிரப்பப்படாத எபோக்சி என்பது ஒரு வெப்ப இன்சுலேட்டராகும், வெப்ப கடத்துத்திறன் 0.2 W/m·K ஆகும். சிலிக்கா அதிக உள்ளார்ந்த வெப்ப கடத்துத்திறனைக் கொண்டுள்ளது (சுமார் 1.3 முதல் 1.5 W/m·K வரை). கோள வடிவ சிலிக்கா பிசின் மேட்ரிக்ஸில் அடர்த்தியாக நிரம்பியிருக்கும் போது, ​​துகள்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று உடல் தொடர்பை ஏற்படுத்தி, பெர்கோலேஷன் வாசலை மிஞ்சும். இது தொடர்ச்சியான வெப்ப பாதைகளை உருவாக்குகிறது. இந்த நெட்வொர்க் சிலிக்கான் டையிலிருந்து வெப்பத்தை கடத்துகிறது மற்றும் அதை வெளிப்புற வெப்ப மூழ்கி அல்லது சுற்றுப்புற சூழலுக்கு மாற்றுகிறது. அடர்த்தியான பேக்கிங் வெப்பச் சிதறலை மேம்படுத்துகிறது, IGBTகள், MOSFETகள் மற்றும் மேம்பட்ட நுண்செயலிகள் போன்ற உயர்-சக்தி கூறுகளுக்கான செயல்திறனின் உச்ச வரம்புகளைத் தள்ளுகிறது.

உற்பத்தி மகசூல் மற்றும் நம்பகத்தன்மை

பரிமாற்ற மோல்டிங் செயல்பாட்டில், திரவ EMC அதிக அழுத்தத்தின் கீழ் (பொதுவாக 5 முதல் 10 MPa வரை) அச்சு துவாரங்களுக்குள் கட்டாயப்படுத்தப்படுகிறது. நிரப்பு துகள்கள் கோணமாக இருந்தால், இதன் விளைவாக வரும் உயர்-பாகுத்தன்மை திரவமானது, டையை ஈய சட்டத்துடன் இணைக்கும் மென்மையான தங்கம் அல்லது செப்பு பிணைப்பு கம்பிகளின் மீது பாரிய இழுவை சக்திகளை செலுத்துகிறது. இந்த கம்பிகள் பெரும்பாலும் 15 முதல் 25 மைக்ரோமீட்டர்கள் தடிமனாக இருக்கும். இந்த இழுவை 'வயர் ஸ்வீப்' ஏற்படுகிறது, கம்பிகள் தொடும் வரை வளைந்து, குறுகிய-சுற்று. கோளத் துகள்களின் சீரான ஓட்டம் இந்த இழுவை விசையை வெகுவாகக் குறைத்து, கம்பிகளை அப்படியே வைத்து, அதிக உற்பத்தி விளைச்சலைப் பராமரிக்கிறது. மேலும், கோளத் துகள்கள் அச்சுகளின் கடினப்படுத்தப்பட்ட எஃகு கீறல் இல்லை. இந்த அச்சு தேய்மானம் மற்றும் கிழிவு குறைப்பு உபகரண பராமரிப்பு செலவுகளை குறைக்கிறது, கருவி ஆயுளை நீட்டிக்கிறது மற்றும் உற்பத்தி வரிசையில் தொகுதிக்கு தொகுதி நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்துகிறது.

நடைமுறைப்படுத்தல் அபாயங்கள் மற்றும் தணிப்பு உத்திகள்

சிதறல் சவால்கள் மற்றும் ஒருங்கிணைப்பு

போது கோள வடிவ சிலிக்கா தூள் சிறந்த ஓட்ட பண்புகளை வழங்குகிறது, மிக நுண்ணிய தரங்களைக் கையாள்வது தனித்துவமான சவால்களை அளிக்கிறது. துணை-மைக்ரான் துகள்கள் அதிக மேற்பரப்பு ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன மற்றும் வான் டெர் வால்ஸ் சக்திகளால் வலுவாக பாதிக்கப்படுகின்றன. திரவ எபோக்சியில் கலக்கும்போது, ​​​​இந்த நுண்ணிய துகள்கள் ஒன்றாகக் குவிந்து, திரட்டுகளை உருவாக்குகின்றன. இந்த திரட்டுகள் செயற்கையான பெரிய துகள்களாக செயல்படுகின்றன, கவனமாக வடிவமைக்கப்பட்ட PSD ஐ சீர்குலைத்து, குறுகிய அண்டர்ஃபில் இடைவெளிகளில் பொருள் நெரிசலை ஏற்படுத்துகிறது. குணப்படுத்தப்பட்ட தொகுப்பில், agglomerates உள்ளூர் அழுத்த செறிவுகள், சீரற்ற குணப்படுத்துதல் மற்றும் விரிசல் தொடங்கக்கூடிய பலவீனமான புள்ளிகளை உருவாக்குகின்றன. ஒரே மாதிரியான சிதறலை அடைவதற்கு, பிளானட்டரி மிக்சர்கள் அல்லது த்ரீ-ரோல் மில்ஸ் போன்ற உயர்-வெட்டு கலவை கருவிகள் மற்றும் கலவை கட்டத்தின் போது பிசினின் வேதியியல் சுயவிவரத்தை கவனமாகக் கட்டுப்படுத்துவது அவசியம்.

மேற்பரப்பு மாற்றம் மற்றும் இணைத்தல் முகவர்கள்

ஒருங்கிணைப்பைத் தடுக்கவும், கலவையின் இயந்திர வலிமையை மேம்படுத்தவும், கனிம சிலிக்கா மற்றும் ஆர்கானிக் எபோக்சி மேட்ரிக்ஸுக்கு இடையேயான இடைமுகம் உகந்ததாக இருக்க வேண்டும். சிகிச்சையளிக்கப்படாத சிலிக்கா அதன் மேற்பரப்பில் ஹைட்ரோஃபிலிக் சிலானால் குழுக்களை (-OH) கொண்டுள்ளது, இது ஹைட்ரோபோபிக் எபோக்சி ரெசின்களுடன் பொருந்தாது. சிலிக்கா தூளை சிலேன் இணைப்பு முகவர்களுடன் முன்கூட்டியே சிகிச்சையளிப்பது இந்த சிக்கலை தீர்க்கிறது. சிலேன் மூலக்கூறு இரண்டு செயல்பாட்டு முனைகளைக் கொண்டுள்ளது: ஒன்று சிலிக்காவில் உள்ள சிலானால் குழுக்களுடன் பிணைப்புக்கு நீராற்பகுப்பு மற்றும் ஒடுக்கத்திற்கு உட்படுகிறது, மற்றொன்று குணப்படுத்தும் போது எபோக்சி பாலிமருடன் வினைபுரிகிறது. இந்த இரசாயன பாலம் இடைமுக ஒட்டுதலை மேம்படுத்துகிறது, துகள் எல்லைகளில் ஈரப்பதம் நுழைவதைத் தடுக்கிறது மற்றும் சீரான சிதறலை மேம்படுத்துகிறது. பொறியியல் குழுக்கள், சப்ளையரிடமிருந்து நேரடியாக முன்-சிகிச்சை செய்யப்பட்ட சிலிக்காவை வாங்குவதா அல்லது அவற்றின் கலவைத் திறன்கள் மற்றும் உருவாக்கம் உணர்திறன் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் வீட்டிலேயே மேற்பரப்பை மாற்றியமைக்க வேண்டுமா என்பதை மதிப்பீடு செய்ய வேண்டும்.

சிலிக்கா மேற்பரப்பு சிகிச்சைக்கான பொதுவான சிலேன் இணைப்பு முகவர்கள்

சப்ளை செயின் மற்றும் பேட்ச்-டு-பேட்ச் நிலைத்தன்மை

சீரற்ற மூலப்பொருட்கள் தோல்வியுற்ற உற்பத்தி ஓட்டங்களுக்கு நேரடியாக வழிவகுக்கும். PSD, sphericity விகிதங்கள் அல்லது சப்ளையர் தொகுதிகளுக்கு இடையே உள்ள தூய்மை நிலைகளில் உள்ள மாறுபாடுகள் EMCயின் பாகுத்தன்மையை மாற்றும், இது முழுமையடையாத அச்சு நிரப்புதல் அல்லது எதிர்பாராத வயர் ஸ்வீப்பை ஏற்படுத்துகிறது. இந்த அபாயத்தைத் தணிக்க கடுமையான விநியோகச் சங்கிலித் தகுதி தேவைப்படுகிறது. கொள்முதல் குழுக்கள் ஒவ்வொரு தொகுதிக்கும் விரிவான தர உத்தரவாதம் (QA) ஆவணங்களைக் கோர வேண்டும்.

1. ஒப்புக்கொள்ளப்பட்ட D10, D50 மற்றும் D90 விவரக்குறிப்புகளுடன் மல்டி-மாடல் PSD பொருந்துகிறது என்பதைச் சரிபார்க்க உள்வரும் தொகுதிகளில் லேசர் டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் பகுப்பாய்வைச் செயல்படுத்தவும்.

2. ட்ரேஸ் உலோகங்கள் மற்றும் அயனி அசுத்தங்களை ஒரு பில்லியனுக்கு பாகங்கள் (பிபிபி) அளவிற்குக் கணக்கிட, தூண்டக்கூடிய முறையில் இணைக்கப்பட்ட பிளாஸ்மா மாஸ் ஸ்பெக்ட்ரோமெட்ரி (ஐசிபி-எம்எஸ்) ஐப் பயன்படுத்தவும்.

3. உருவ அமைப்பை உறுதிப்படுத்தவும் மற்றும் கோள விகிதங்கள் 0.95 க்கு மேல் இருப்பதை உறுதிப்படுத்தவும் தானியங்கு ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் மைக்ரோஸ்கோபி (SEM) பட பகுப்பாய்வு செய்யவும்.

4. ஆல்பா உமிழ்வு விகிதங்கள் 0.001 cph/cm⊃2க்குக் குறைவாக இருப்பதைச் சரிபார்க்க விகிதாசார வாயு ஓட்ட எண்ணை நடத்தவும்; நினைவக-தர பயன்பாடுகளுக்கான வரம்பு.

முடிவுரை

1. உங்கள் குறிப்பிட்ட அச்சு குழி பரிமாணங்கள் மற்றும் இடைவெளி சகிப்புத்தன்மைக்கு ஏற்ப வடிவமைக்கப்பட்ட மல்டி-மோடல் கலவைகளின் 5 கிலோ பைலட் மாதிரிகளைக் கோரவும்.

2. ஓட்ட நடத்தை மற்றும் பாகுத்தன்மை வரம்புகளை சரிபார்க்க உங்கள் இலக்கு மோல்டிங் வெப்பநிலையில் (பொதுவாக 175 ° C) கூம்பு மற்றும் தட்டு விஸ்கோமீட்டரைப் பயன்படுத்தி ரியலாஜிக்கல் விவரக்குறிப்பைச் செயல்படுத்தவும்.

3. சிடிஇ பொருத்தத்தை சரிபார்க்கவும் மற்றும் டை டிலாமினேஷனை சரிபார்க்கவும் முன்மாதிரி தொகுப்புகளில் JEDEC நிலையான வெப்ப சுழற்சியை (நிலை G, -40°C முதல் +125°C வரை) செய்யவும்.

4. நம்பகமான பேட்ச் சான்றிதழுக்காக, சப்ளையர்களிடம் உள்ள ஐசிபி-எம்எஸ் மற்றும் ஆல்பா-எமிஷன் எண்ணும் கருவிகள் இருப்பதை உறுதிசெய்ய, சப்ளையர்களின் பகுப்பாய்வு சோதனை வசதிகளை தணிக்கை செய்யவும்.

அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

கே: மின்னணு பேக்கேஜிங்கிற்கான நிலையான சிலிக்கா மற்றும் கோள சிலிக்கா தூள் ஆகியவற்றுக்கு என்ன வித்தியாசம்?

A: நிலையான சிலிக்கா இயந்திரத்தனமாக நசுக்கப்படுகிறது, இதன் விளைவாக துண்டிக்கப்பட்ட, கோணத் துகள்கள் அதிக பரப்பளவைக் கொண்டுள்ளன. இந்த ஒழுங்கற்ற வடிவம் உட்புற உராய்வை உருவாக்குகிறது, பிசின் செயலாக்கத்திற்கு மிகவும் பிசுபிசுப்பாக மாறுவதற்கு முன்பு நிரப்பு ஏற்றத்தை சுமார் 70% வரை கட்டுப்படுத்துகிறது. உருண்டையான சிலிக்கா மென்மையான, வட்டமான துகள்களை உருவாக்க சுடர் இணைவு அல்லது இரசாயன தொகுப்பு மூலம் தயாரிக்கப்படுகிறது. இந்த உருவவியல் மேற்பரப்பு மற்றும் உராய்வைக் குறைக்கிறது, பொறியாளர்கள் 90% வரை பேக்கிங் அடர்த்தியை அடைய அனுமதிக்கிறது, அதே நேரத்தில் பரிமாற்ற மோல்டிங் மற்றும் அண்டர்ஃபில் விநியோகத்திற்குத் தேவையான குறைந்த பாகுத்தன்மையைப் பராமரிக்கிறது.

கே: மெமரி சிப்களுக்கு உயர் தூய்மையான கோள சிலிக்கா தூள் ஏன் அவசியம்?

ப: இயற்கையான குவார்ட்ஸில் கதிரியக்க ஐசோடோப்புகளின் சுவடு அளவுகள் உள்ளன, குறிப்பாக யுரேனியம் மற்றும் தோரியம். இந்த தனிமங்கள் சிதைவதால், அவை ஆல்பா துகள்களை வெளியிடுகின்றன. SRAM அல்லது DRAM போன்ற உயர் அடர்த்தி நினைவக சாதனத்தில் ஒரு ஆல்ஃபா துகள் ஒரு உணர்திறன் முனையைத் தாக்கினால், அது ஒரு மின்னூட்டத்தை உருவாக்குகிறது, இது ஒரு மெமரி பிட்டை புரட்டுகிறது, இதனால் மென்மையான பிழை ஏற்படுகிறது. உயர் தூய்மையான சிலிக்கா, இந்த கதிரியக்கத் தனிமங்களை அல்ட்ரா-லோ ஆல்பா (யுஎல்ஏ) நிலைக்குக் குறைக்க மேம்பட்ட இரசாயனத் தொகுப்பு அல்லது கடுமையான சுத்திகரிப்புக்கு உட்படுகிறது, பொதுவாக ஒரு பில்லியனுக்கு 0.001 பாகங்களுக்குக் கீழே.

கே: எலக்ட்ரானிக் கிரேடு கோள சிலிக்காவிற்கு ஏற்ற துகள் அளவு என்ன?

ப: ஒரு சிறந்த துகள் அளவு இல்லை. அதிகபட்ச பேக்கிங் அடர்த்தியை அடைவதற்கு பல மாதிரி துகள் அளவு விநியோகம் (PSD) தேவைப்படுகிறது. பொறியாளர்கள் கரடுமுரடான, நடுத்தர மற்றும் நுண்ணிய துகள்களைக் கலக்கிறார்கள் - பொதுவாக 0.01 μm முதல் 50 μm வரை - எனவே சிறிய துகள்கள் பெரியவற்றுக்கு இடையே உள்ள வெற்றிடங்களை நிரப்புகின்றன. குறிப்பிட்ட மேல் வெட்டு பயன்பாட்டைப் பொறுத்தது. எடுத்துக்காட்டாக, ஃபிளிப்-சிப் வடிவமைப்புகளுக்கான கேபிலரி அண்டர்ஃபில்களுக்கு கடுமையான அதிகபட்ச துகள் அளவுகள் தேவைப்படுகின்றன, பெரும்பாலும் 2.5 μm அல்லது 5 μm வரை மூடப்பட்டிருக்கும்.

கே: உயர் கோளத்தன்மை கொண்ட சிலிக்கா தூள் எபோக்சி மோல்டிங் கலவைகளின் CTE ஐ எவ்வாறு பாதிக்கிறது?

A: நிரப்பப்படாத எபோக்சி பிசின்கள் வெப்ப விரிவாக்கத்தின் உயர் குணகம் (CTE), சிலிக்கான் டைஸ்கள் மிகக் குறைந்த CTE கொண்டிருக்கும். இந்த பொருத்தமின்மை செயல்பாட்டின் போது கடுமையான தெர்மோமெக்கானிக்கல் அழுத்தத்தை ஏற்படுத்துகிறது. கோள வடிவ சிலிக்கா எளிதில் பாய்வதால், பொறியியலாளர்கள் அதன் பெரிய அளவை எபோக்சி மேட்ரிக்ஸில் ஏற்றலாம். சிலிக்கா இயல்பாகவே குறைந்த CTE ஐக் கொண்டுள்ளது. பிசின் அளவின் 85% முதல் 90% வரை கோள வடிவ சிலிக்காவுடன் மாற்றுவதன் மூலம், கலப்புப் பொருளின் ஒட்டுமொத்த CTE கணிசமாகக் குறைகிறது, சிலிக்கான் டையுடன் நெருக்கமாகப் பொருந்துகிறது மற்றும் வார்பேஜைத் தடுக்கிறது.

கே: செமிகண்டக்டர்களுக்கான கோள சிலிக்காவை அண்டர்ஃபில் பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்த முடியுமா?

ப: ஆம். அல்ட்ரா-ஃபைன் கோள வடிவ சிலிக்கா என்பது ஃபிளிப்-சிப் மற்றும் மேம்பட்ட வேஃபர்-லெவல் பேக்கேஜிங்கிற்காக கேபிலரி அண்டர்ஃபில்ஸில் பயன்படுத்தப்படும் முதன்மை நிரப்பியாகும். இந்த பயன்பாட்டிற்கு மென்மையான, கோள வடிவம் கட்டாயமாக உள்ளது, ஏனெனில் இது நுண்ணிய இடைவெளிகள் (பெரும்பாலும் 10 முதல் 50 மைக்ரோமீட்டர்கள் வரை) நுண்ணிய இடைவெளிகள் வழியாக தந்துகி நடவடிக்கை மூலம் விரைவாகப் பாய அனுமதிக்கிறது. கோண நிரப்பிகள் சாலிடர் புடைப்புகளுக்கு இடையில் நெரிசலை ஏற்படுத்தும், இதனால் நிரப்பு பிரிப்பு, வெற்றிட உருவாக்கம் மற்றும் முழுமையடையாத அண்டர்ஃபில் ஊடுருவல்.

கே: கோள வடிவ சிலிக்காவின் தரத்தை உற்பத்தி முறை எவ்வாறு பாதிக்கிறது?

ப: உற்பத்தி முறையானது பொருளின் அடிப்படைத் தூய்மை, கோளத்தன்மை மற்றும் விலை ஆகியவற்றை ஆணையிடுகிறது. ஃபிளேம் ஃப்யூஷன் உயர்-தூய்மை மைன்ட் குவார்ட்ஸை உருகச் செய்கிறது மற்றும் உயர்-அளவிலான எபோக்சி மோல்டிங் சேர்மங்களுக்கான தொழில் தரமாக உள்ளது, இது சிறந்த கோளத்தன்மை மற்றும் நல்ல தூய்மையை வழங்குகிறது. சோல்-ஜெல் செயல்முறை போன்ற வேதியியல் தொகுப்பு முறைகள், மூலக்கூறு முன்னோடிகளிலிருந்து சிலிக்கா துகள்களை உருவாக்குகின்றன. இந்த அணுகுமுறை கிட்டத்தட்ட சரியான கோளத்தன்மை மற்றும் அதி-உயர் தூய்மையை அளிக்கிறது, இது அதிநவீன லாஜிக் நோட்கள் மற்றும் மேம்பட்ட நினைவக ஐசிகளுக்கு கண்டிப்பாக தேவைப்படுகிறது, அங்கு ஒரு பில்லியனுக்கு பாகங்கள் கூட தோல்வியை ஏற்படுத்தும்.