Ուլտրամանուշակագույն վերամշակում վաֆլի մակարդակի փաթեթավորման համար

Վաֆլի մակարդակով փաթեթավորումը (FOWLP) ծախսարդյունավետ մեթոդ է կիսահաղորդչային արդյունաբերության մեջ: Բայց այս գործընթացի բնորոշ կողմնակի էֆեկտներն են աղավաղումը և չիպի օֆսեթը: Չնայած վաֆլի մակարդակի և վահանակի մակարդակի օդափոխիչի տեխնոլոգիայի շարունակական բարելավմանը, ձուլման հետ կապված այս խնդիրները դեռևս գոյություն ունեն:

Շեղումը առաջանում է հեղուկ սեղմման կաղապարման միացության (LCM) քիմիական կծկման հետևանքով, որը բուժվում է և ձուլումից հետո սառչում: Շեղման երկրորդ պատճառը ջերմային ընդլայնման գործակիցի (CTE) անհամապատասխանությունն է սիլիցիումի չիպի, ձուլման նյութի և ենթաշերտի միջև: Օֆսեթը պայմանավորված է նրանով, որ մածուցիկ կաղապարման նյութերը լցոնման բարձր պարունակությամբ սովորաբար կարող են օգտագործվել միայն բարձր ջերմաստիճանի և բարձր ճնշման պայմաններում: Քանի որ չիպը ամրացվում է կրիչի վրա ժամանակավոր կապի միջոցով, ջերմաստիճանի բարձրացումը կփափկացնի սոսինձը, դրանով իսկ թուլացնելով դրա կպչուն ուժը և նվազեցնելով չիպը ամրացնելու կարողությունը: Օֆսեթի երկրորդ պատճառն այն է, որ ձուլման համար պահանջվող ճնշումը սթրես է ստեղծում յուրաքանչյուր չիպի վրա:

Այս մարտահրավերներին լուծումներ գտնելու համար DELO-ն իրականացրել է տեխնիկատնտեսական հիմնավորում՝ պարզ անալոգային չիպը միացնելով կրիչի վրա: Կարգավորման առումով կրիչի վաֆլը պատված է ժամանակավոր կապող սոսինձով, իսկ չիպը դրվում է դեմքով ներքև: Այնուհետև, վաֆլը կաղապարվեց ցածր մածուցիկության DELO սոսինձի միջոցով և բուժվեց ուլտրամանուշակագույն ճառագայթմամբ, նախքան կրող վաֆլի հեռացումը: Նման կիրառություններում սովորաբար օգտագործվում են բարձր մածուցիկության ջերմակայուն ձևավորման կոմպոզիտներ:

DELO-ն փորձի ժամանակ համեմատեց նաև ջերմակայուն ձևավորման նյութերի և ուլտրամանուշակագույն ճառագայթահարման արտադրանքների ծռմռվածությունը, և արդյունքները ցույց տվեցին, որ տիպիկ կաղապարման նյութերը կաղավաղվեն ջերմակայունացումից հետո սառեցման ժամանակաշրջանում: Հետևաբար, սենյակային ջերմաստիճանի ուլտրամանուշակագույն հալեցման օգտագործումը տաքացման ամրացման փոխարեն կարող է զգալիորեն նվազեցնել ջերմային ընդլայնման գործակիցի անհամապատասխանության ազդեցությունը ձուլման միացության և կրիչի միջև՝ դրանով իսկ հնարավորինս նվազագույնի հասցնելով շեղումը:

Ուլտրամանուշակագույն բուժիչ նյութերի օգտագործումը կարող է նաև նվազեցնել լցոնիչների օգտագործումը՝ դրանով իսկ նվազեցնելով մածուցիկությունը և Յանգի մոդուլը: Փորձարկման ժամանակ օգտագործված մոդելի սոսինձի մածուցիկությունը 35000 մՊա · վ է, իսկ Յանգի մոդուլը 1 ԳՊա է: Կաղապարման նյութի վրա տաքացման կամ բարձր ճնշման բացակայության պատճառով չիպերի փոխհատուցումը հնարավոր է հնարավորինս նվազագույնի հասցնել: Տիպիկ ձուլման միացությունն ունի մոտ 800000 մՊա · վ մածուցիկություն և Յանգի մոդուլ երկու նիշի միջակայքում:

Ընդհանուր առմամբ, հետազոտությունը ցույց է տվել, որ մեծ տարածքի ձուլման համար ուլտրամանուշակագույնով մշակված նյութերի օգտագործումը շահավետ է չիպային առաջատարը վաֆլի մակարդակով փաթեթավորում արտադրելու համար, մինչդեռ հնարավորին չափով նվազագույնի է հասցնում ծռմռվածությունը և չիպի փոխհատուցումը: Չնայած օգտագործվող նյութերի միջև ջերմային ընդարձակման գործակիցների զգալի տարբերություններին, այս գործընթացը դեռևս ունի բազմաթիվ կիրառումներ՝ ջերմաստիճանի տատանումների բացակայության պատճառով: Բացի այդ, ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը կարող է նաև նվազեցնել բուժման ժամանակը և էներգիայի սպառումը:

Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը, ջերմային ամրացման փոխարեն, նվազեցնում է ծռմռվածությունը և շեղումը վաֆլի մակարդակի փաթեթավորման մեջ

12-դյույմանոց պատված վաֆլիների համեմատություն՝ օգտագործելով ջերմային պինդ, բարձր լցոնման միացություն (A) և ուլտրամանուշակագույն ճառագայթով ամրացված միացություն (B)