Hauv cov txheej txheem tsim khoom semiconductor uas meej thiab nyuaj ntawm kev ntim wafer, kev ntxhov siab thermal zoo li "tus rhuav tshem" zais rau hauv qhov tsaus ntuj, pheej hem qhov zoo ntawm kev ntim khoom thiab kev ua haujlwm ntawm cov chips. Los ntawm qhov sib txawv ntawm cov coefficients thermal expansion ntawm cov chips thiab cov ntaub ntawv ntim khoom mus rau qhov hloov pauv kub hnyav thaum lub sijhawm ntim khoom, txoj hauv kev tsim cov kev ntxhov siab thermal yog ntau yam, tab sis txhua tus taw tes rau qhov tshwm sim ntawm kev txo qis tus nqi tsim tawm thiab cuam tshuam rau kev ntseeg siab mus sij hawm ntev ntawm cov chips. Lub hauv paus granite, nrog nws cov khoom siv tshwj xeeb, tab tom maj mam dhau los ua "tus pab cuam" muaj zog hauv kev daws teeb meem ntawm kev ntxhov siab thermal.
Qhov teeb meem kev ntxhov siab thermal hauv wafer ntim khoom
Kev ntim khoom wafer muaj kev koom tes ua haujlwm ntawm ntau yam khoom siv. Cov chips feem ntau yog ua los ntawm cov khoom siv semiconductor xws li silicon, thaum cov khoom ntim xws li cov khoom ntim yas thiab cov substrates sib txawv hauv qhov zoo. Thaum qhov kub hloov pauv thaum lub sijhawm ntim khoom, cov khoom sib txawv sib txawv heev hauv qib ntawm kev nthuav dav thermal thiab kev cog lus vim muaj qhov sib txawv tseem ceeb hauv cov coefficient ntawm thermal expansion (CTE). Piv txwv li, cov coefficient ntawm thermal expansion ntawm silicon chips yog kwv yees li 2.6 × 10⁻⁶ / ℃, thaum cov coefficient ntawm thermal expansion ntawm cov khoom siv epoxy resin molding feem ntau yog siab txog 15-20 × 10⁻⁶ / ℃. Qhov sib txawv loj no ua rau qib shrinkage ntawm lub chip thiab cov khoom ntim khoom tsis sib xws thaum lub sijhawm txias tom qab ntim khoom, tsim kom muaj kev ntxhov siab thermal ntawm qhov sib txuas ntawm ob qho. Nyob rau hauv qhov cuam tshuam tas mus li ntawm kev ntxhov siab thermal, lub wafer yuav warp thiab deform. Hauv cov xwm txheej hnyav, nws tuaj yeem ua rau muaj qhov tsis zoo xws li chip tawg, solder sib koom ua ke tawg, thiab interface delamination, ua rau puas tsuaj rau kev ua haujlwm hluav taws xob ntawm lub chip thiab txo qis hauv nws lub neej kev pabcuam. Raws li cov ntaub ntawv kev lag luam, qhov tsis zoo ntawm cov ntim wafer uas tshwm sim los ntawm cov teeb meem kev ntxhov siab thermal tuaj yeem siab txog 10% txog 15%, ua rau muaj qhov tseem ceeb uas txwv tsis pub kev lag luam semiconductor ua haujlwm tau zoo thiab zoo.
Cov yam ntxwv zoo ntawm cov granite bases
Cov coefficient qis ntawm kev nthuav dav thermal: Granite feem ntau yog tsim los ntawm cov pob zeb siv lead ua xws li quartz thiab feldspar, thiab nws cov coefficient ntawm kev nthuav dav thermal yog qis heev, feem ntau yog li ntawm 0.6 txog 5 × 10⁻⁶ / ℃, uas ze rau ntawm cov silicon chips. Cov yam ntxwv no ua rau thaum lub sijhawm ua haujlwm ntawm cov khoom siv ntim wafer, txawm tias thaum ntsib qhov kub hloov pauv, qhov sib txawv ntawm kev nthuav dav thermal ntawm lub hauv paus granite thiab cov chip thiab cov ntaub ntawv ntim khoom raug txo qis heev. Piv txwv li, thaum qhov kub hloov pauv los ntawm 10 ℃, qhov sib txawv ntawm lub platform ntim khoom ua rau ntawm lub hauv paus granite tuaj yeem txo qis ntau dua 80% piv rau lub hauv paus hlau ib txwm muaj, uas ua rau txo qis kev ntxhov siab thermal los ntawm kev nthuav dav thermal asynchronous thiab kev cog lus, thiab muab ib puag ncig txhawb nqa ruaj khov dua rau wafer.
Kev ruaj khov zoo heev: Granite muaj kev ruaj khov zoo heev. Nws cov qauv sab hauv yog ntom, thiab cov siv lead ua ke ze ze los ntawm ionic thiab covalent bonds, ua rau muaj kev coj cua sov qeeb hauv. Thaum cov khoom siv ntim khoom dhau los ntawm cov voj voog kub nyuaj, lub hauv paus granite tuaj yeem tiv thaiv kev hloov pauv ntawm qhov kub thiab txias rau nws tus kheej thiab tswj kom muaj qhov kub thiab txias ruaj khov. Cov kev sim cuam tshuam qhia tau tias nyob rau hauv qhov hloov pauv kub ntawm cov khoom siv ntim khoom (xws li ± 5 ℃ ib feeb), qhov sib txawv ntawm qhov kub thiab txias ntawm lub hauv paus granite tuaj yeem tswj tau hauv ± 0.1 ℃, zam qhov tshwm sim ntawm kev ntxhov siab thermal los ntawm qhov sib txawv ntawm qhov kub hauv zos, xyuas kom meej tias lub wafer nyob rau hauv ib puag ncig thermal sib xws thiab ruaj khov thoob plaws hauv cov txheej txheem ntim khoom, thiab txo qhov chaw ntawm kev ntxhov siab thermal.
Kev ruaj khov thiab kev co damping: Thaum lub sijhawm ua haujlwm ntawm cov khoom siv ntim wafer, cov khoom txav mus los hauv tsev (xws li lub cev muaj zog, cov khoom siv kis, thiab lwm yam) yuav tsim kev co. Yog tias cov kev co no raug xa mus rau wafer, lawv yuav ua rau muaj kev puas tsuaj los ntawm kev ntxhov siab thermal rau wafer. Cov hauv paus granite muaj kev ruaj khov siab thiab qhov nyuaj siab dua li ntawm ntau cov khoom siv hlau, uas tuaj yeem tiv taus kev cuam tshuam ntawm kev co sab nraud. Lub caij no, nws cov qauv sab hauv tshwj xeeb muab nws nrog kev ua haujlwm zoo heev ntawm kev co damping thiab ua rau nws dissipate lub zog co sai. Cov ntaub ntawv tshawb fawb qhia tau hais tias lub hauv paus granite tuaj yeem txo qhov kev co siab zaus (100-1000Hz) tsim los ntawm kev ua haujlwm ntawm cov khoom siv ntim khoom los ntawm 60% txog 80%, txo qhov cuam tshuam ntawm kev co thiab kev ntxhov siab thermal, thiab ntxiv kom ntseeg tau tias qhov tseeb siab thiab kev ntseeg siab ntawm cov khoom ntim wafer.
Cov txiaj ntsig ntawm kev siv tau
Hauv cov kab ntau lawm ntawm cov khoom ntim wafer ntawm ib lub tuam txhab tsim khoom semiconductor uas paub zoo, tom qab qhia txog cov khoom siv ntim khoom nrog cov hauv paus granite, tau ua tiav zoo kawg nkaus. Raws li kev tshuaj xyuas cov ntaub ntawv tshuaj xyuas ntawm 10,000 wafers tom qab ntim, ua ntej siv cov hauv paus granite, qhov tsis zoo ntawm wafer warping los ntawm kev ntxhov siab thermal yog 12%. Txawm li cas los xij, tom qab hloov mus rau cov hauv paus granite, qhov tsis zoo txo qis mus rau hauv 3%, thiab qhov txiaj ntsig tau zoo dua. Ntxiv mus, kev sim kev ntseeg siab mus sij hawm ntev tau qhia tias tom qab 1,000 lub voj voog ntawm qhov kub siab (125 ℃) thiab qhov kub qis (-55 ℃), tus lej ntawm kev sib koom ua ke ntawm cov chip raws li pob granite tau raug txo los ntawm 70% piv rau cov pob hauv paus ib txwm muaj, thiab kev ua haujlwm ruaj khov ntawm cov chip tau zoo dua heev.
Raws li cov thev naus laus zis semiconductor txuas ntxiv mus rau qhov tseeb dua thiab me dua, qhov yuav tsum tau ua rau kev tswj hwm kev ntxhov siab thermal hauv wafer ntim khoom tau dhau los ua nruj dua. Cov hauv paus granite, nrog lawv cov txiaj ntsig zoo hauv cov coefficient nthuav dav thermal qis, thermal stability thiab kev txo qis kev co, tau dhau los ua qhov kev xaiv tseem ceeb rau kev txhim kho qhov zoo ntawm cov ntim khoom wafer thiab txo qhov cuam tshuam ntawm kev ntxhov siab thermal. Lawv tab tom ua lub luag haujlwm tseem ceeb hauv kev ua kom muaj kev txhim kho ruaj khov ntawm kev lag luam semiconductor.
Lub sijhawm tshaj tawm: Tsib Hlis-15-2025