গ্রানাইট বেস কি ওয়েফার প্যাকেজিং সরঞ্জামের তাপীয় চাপ দূর করতে পারে?

ওয়েফার প্যাকেজিংয়ের সুনির্দিষ্ট এবং জটিল সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদন প্রক্রিয়ায়, তাপীয় চাপ অন্ধকারে লুকিয়ে থাকা "ধ্বংসকারী" এর মতো, যা প্যাকেজিংয়ের মান এবং চিপসের কর্মক্ষমতাকে ক্রমাগত হুমকির মুখে ফেলে। চিপস এবং প্যাকেজিং উপকরণের মধ্যে তাপীয় সম্প্রসারণ সহগের পার্থক্য থেকে শুরু করে প্যাকেজিং প্রক্রিয়ার সময় তীব্র তাপমাত্রার পরিবর্তন পর্যন্ত, তাপীয় চাপের উৎপাদনের পথগুলি বৈচিত্র্যময়, তবে সবই ফলনের হার হ্রাস এবং চিপসের দীর্ঘমেয়াদী নির্ভরযোগ্যতাকে প্রভাবিত করার ফলাফলের দিকে ইঙ্গিত করে। গ্রানাইট বেস, তার অনন্য উপাদান বৈশিষ্ট্য সহ, তাপীয় চাপের সমস্যা মোকাবেলায় শান্তভাবে একটি শক্তিশালী "সহায়ক" হয়ে উঠছে।
ওয়েফার প্যাকেজিংয়ে তাপীয় চাপের দ্বিধা
ওয়েফার প্যাকেজিংয়ে অসংখ্য উপকরণের সহযোগিতামূলক কাজ জড়িত। চিপগুলি সাধারণত সিলিকনের মতো অর্ধপরিবাহী উপকরণ দিয়ে তৈরি হয়, অন্যদিকে প্লাস্টিক প্যাকেজিং উপকরণ এবং সাবস্ট্রেটের মতো প্যাকেজিং উপকরণগুলির গুণমান পরিবর্তিত হয়। প্যাকেজিং প্রক্রিয়ার সময় তাপমাত্রা পরিবর্তিত হলে, তাপীয় সম্প্রসারণ সহগ (CTE) এর উল্লেখযোগ্য পার্থক্যের কারণে বিভিন্ন উপকরণের তাপীয় প্রসারণ এবং সংকোচনের মাত্রা ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, সিলিকন চিপগুলির তাপীয় প্রসারণের সহগ প্রায় 2.6×10⁻⁶/℃, যেখানে সাধারণ ইপোক্সি রজন ছাঁচনির্মাণ উপকরণগুলির তাপীয় প্রসারণের সহগ 15-20 ×10⁻⁶/℃ পর্যন্ত বেশি। এই বিশাল ব্যবধানের কারণে প্যাকেজিংয়ের পরে শীতল পর্যায়ে চিপ এবং প্যাকেজিং উপাদানের সংকোচনের মাত্রা অ্যাসিঙ্ক্রোনাস হয়ে যায়, যার ফলে উভয়ের মধ্যে ইন্টারফেসে একটি শক্তিশালী তাপীয় চাপ তৈরি হয়। তাপীয় চাপের ক্রমাগত প্রভাবের অধীনে, ওয়েফারটি বিকৃত এবং বিকৃত হতে পারে। গুরুতর ক্ষেত্রে, এটি চিপ ফাটল, সোল্ডার জয়েন্ট ফ্র্যাকচার এবং ইন্টারফেস ডিলামিনেশনের মতো মারাত্মক ত্রুটিও সৃষ্টি করতে পারে, যার ফলে চিপের বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা ক্ষতিগ্রস্ত হয় এবং এর পরিষেবা জীবন উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়। শিল্প পরিসংখ্যান অনুসারে, তাপীয় চাপের কারণে ওয়েফার প্যাকেজিংয়ের ত্রুটিপূর্ণ হার 10% থেকে 15% পর্যন্ত হতে পারে, যা সেমিকন্ডাক্টর শিল্পের দক্ষ এবং উচ্চ-মানের উন্নয়নকে সীমাবদ্ধ করার একটি মূল কারণ হয়ে দাঁড়ায়।

গ্রানাইট ঘাঁটির বৈশিষ্ট্যগত সুবিধা
তাপীয় প্রসারণের কম সহগ: গ্রানাইট মূলত কোয়ার্টজ এবং ফেল্ডস্পারের মতো খনিজ স্ফটিক দিয়ে গঠিত এবং এর তাপীয় প্রসারণের সহগ অত্যন্ত কম, সাধারণত 0.6 থেকে 5×10⁻⁶/℃ পর্যন্ত, যা সিলিকন চিপের কাছাকাছি। এই বৈশিষ্ট্যটি ওয়েফার প্যাকেজিং সরঞ্জাম পরিচালনার সময়, তাপমাত্রার ওঠানামার সম্মুখীন হলেও, গ্রানাইট বেস এবং চিপ এবং প্যাকেজিং উপকরণের মধ্যে তাপীয় প্রসারণের পার্থক্য উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করতে সক্ষম করে। উদাহরণস্বরূপ, যখন তাপমাত্রা 10℃ দ্বারা পরিবর্তিত হয়, তখন গ্রানাইট বেসের উপর নির্মিত প্যাকেজিং প্ল্যাটফর্মের আকারের তারতম্য ঐতিহ্যবাহী ধাতব বেসের তুলনায় 80% এরও বেশি হ্রাস করা যেতে পারে, যা অ্যাসিঙ্ক্রোনাস তাপীয় প্রসারণ এবং সংকোচনের কারণে সৃষ্ট তাপীয় চাপকে ব্যাপকভাবে উপশম করে এবং ওয়েফারের জন্য আরও স্থিতিশীল সমর্থন পরিবেশ প্রদান করে।
চমৎকার তাপীয় স্থিতিশীলতা: গ্রানাইটের অসাধারণ তাপীয় স্থিতিশীলতা রয়েছে। এর অভ্যন্তরীণ গঠন ঘন, এবং স্ফটিকগুলি আয়নিক এবং সমযোজী বন্ধনের মাধ্যমে ঘনিষ্ঠভাবে আবদ্ধ, যা ভিতরে ধীর তাপ পরিবাহিতা প্রদান করে। যখন প্যাকেজিং সরঞ্জামগুলি জটিল তাপমাত্রা চক্রের মধ্য দিয়ে যায়, তখন গ্রানাইট বেস কার্যকরভাবে নিজের উপর তাপমাত্রা পরিবর্তনের প্রভাব দমন করতে পারে এবং একটি স্থিতিশীল তাপমাত্রা ক্ষেত্র বজায় রাখতে পারে। প্রাসঙ্গিক পরীক্ষাগুলি দেখায় যে প্যাকেজিং সরঞ্জামগুলির সাধারণ তাপমাত্রা পরিবর্তনের হারের অধীনে (যেমন ±5℃ প্রতি মিনিটে), গ্রানাইট বেসের পৃষ্ঠের তাপমাত্রার অভিন্নতা বিচ্যুতি ±0.1℃ এর মধ্যে নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে, স্থানীয় তাপমাত্রার পার্থক্যের কারণে তাপীয় চাপ ঘনত্বের ঘটনা এড়ানো যায়, নিশ্চিত করা যায় যে প্যাকেজিং প্রক্রিয়া জুড়ে ওয়েফারটি একটি অভিন্ন এবং স্থিতিশীল তাপীয় পরিবেশে রয়েছে এবং তাপীয় চাপ তৈরির উৎস হ্রাস করে।
উচ্চ দৃঢ়তা এবং কম্পন স্যাঁতসেঁতেকরণ: ওয়েফার প্যাকেজিং সরঞ্জাম পরিচালনার সময়, ভিতরের যান্ত্রিক চলমান অংশগুলি (যেমন মোটর, ট্রান্সমিশন ডিভাইস ইত্যাদি) কম্পন তৈরি করবে। যদি এই কম্পনগুলি ওয়েফারে প্রেরণ করা হয়, তবে তারা ওয়েফারের তাপীয় চাপের কারণে সৃষ্ট ক্ষতিকে তীব্র করবে। গ্রানাইট বেসগুলিতে উচ্চ দৃঢ়তা এবং অনেক ধাতব পদার্থের তুলনায় উচ্চ কঠোরতা রয়েছে, যা কার্যকরভাবে বাহ্যিক কম্পনের হস্তক্ষেপ প্রতিরোধ করতে পারে। এদিকে, এর অনন্য অভ্যন্তরীণ কাঠামো এটিকে চমৎকার কম্পন স্যাঁতসেঁতে কর্মক্ষমতা প্রদান করে এবং এটি দ্রুত কম্পন শক্তি অপচয় করতে সক্ষম করে। গবেষণা তথ্য দেখায় যে গ্রানাইট বেস প্যাকেজিং সরঞ্জাম পরিচালনার ফলে উৎপন্ন উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি কম্পন (100-1000Hz) 60% থেকে 80% কমাতে পারে, কম্পন এবং তাপীয় চাপের সংযোগ প্রভাব উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে এবং ওয়েফার প্যাকেজিংয়ের উচ্চ নির্ভুলতা এবং উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা আরও নিশ্চিত করে।
ব্যবহারিক প্রয়োগের প্রভাব
একটি সুপরিচিত সেমিকন্ডাক্টর ম্যানুফ্যাকচারিং এন্টারপ্রাইজের ওয়েফার প্যাকেজিং উৎপাদন লাইনে, গ্রানাইট বেস সহ প্যাকেজিং সরঞ্জাম চালু করার পর, উল্লেখযোগ্য সাফল্য অর্জিত হয়েছে। প্যাকেজিংয়ের পরে 10,000 ওয়েফারের পরিদর্শন তথ্য বিশ্লেষণের ভিত্তিতে, গ্রানাইট বেস গ্রহণের আগে, তাপীয় চাপের কারণে ওয়েফার ওয়ার্পিংয়ের ত্রুটির হার ছিল 12%। তবে, গ্রানাইট বেসে স্যুইচ করার পরে, ত্রুটির হার তীব্রভাবে 3% এর মধ্যে নেমে আসে এবং ফলনের হার উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়। অধিকন্তু, দীর্ঘমেয়াদী নির্ভরযোগ্যতা পরীক্ষায় দেখা গেছে যে উচ্চ তাপমাত্রা (125℃) এবং নিম্ন তাপমাত্রা (-55℃) এর 1,000 চক্রের পরে, গ্রানাইট বেস প্যাকেজের উপর ভিত্তি করে চিপের সোল্ডার জয়েন্ট ব্যর্থতার সংখ্যা ঐতিহ্যবাহী বেস প্যাকেজের তুলনায় 70% হ্রাস পেয়েছে এবং চিপের কর্মক্ষমতা স্থিতিশীলতা ব্যাপকভাবে উন্নত হয়েছে।

সেমিকন্ডাক্টর প্রযুক্তি উচ্চতর নির্ভুলতা এবং ছোট আকারের দিকে অগ্রসর হওয়ার সাথে সাথে, ওয়েফার প্যাকেজিংয়ে তাপীয় চাপ নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজনীয়তা ক্রমশ কঠোর হয়ে উঠছে। গ্রানাইট বেস, কম তাপীয় সম্প্রসারণ সহগ, তাপীয় স্থিতিশীলতা এবং কম্পন হ্রাসের ব্যাপক সুবিধা সহ, ওয়েফার প্যাকেজিংয়ের মান উন্নত করার এবং তাপীয় চাপের প্রভাব হ্রাস করার জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ পছন্দ হয়ে উঠেছে। সেমিকন্ডাক্টর শিল্পের টেকসই উন্নয়ন নিশ্চিত করার ক্ষেত্রে তারা ক্রমবর্ধমান গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করছে।