جزئیات وبلاگ

در الکترونیک مدرن، تلفن های هوشمند، تبلت ها و ساعت های هوشمند باریک تر و سبک تر می شوند، اما به طور فزاینده ای قدرتمند می شوند.یکی از عوامل کلیدی این پدیده کوچک اما قدرتمند رقیق سازی وافره است که یک فرآیند حیاتی در تولید نیمه هادی است که ضخامت وافرها را در حالی که عملکرد را حفظ می کند، کاهش می دهد..

چرا وافرهای نازک؟

یک وافر بستر پایه ای یک تراشه نیمه هادی است که معمولا چند صد میکرو متر ضخامت دارد. نازک کردن وافر مزایای فنی متعددی دارد:

1. امکان طراحی بسته بندی بسیار نازک
   وافرهای نازک تر اجازه می دهند تراشه ها در دستگاه های فشرده و سبک وزن قرار گیرند در حالی که قابلیت اطمینان مکانیکی را حفظ می کنند.

2. تسهیل IC های 3D استایل شده
   در بسته بندی 3D IC، وافرهای نازک می توانند عمودی انباشته شوند، که تراکم عملکردی و ادغام را در فضای محدود افزایش می دهد.

3. بهبود عملکرد حرارتی
   وافرهای نازک تر مسیرهای رسانای گرما را کاهش می دهند و نسبت سطح به حجم را افزایش می دهند، به انتشار گرما به طور موثر کمک می کنند و از گرم شدن بیش از حد محلی که می تواند عملکرد دستگاه را کاهش دهد جلوگیری می کنند.

کباب ها تا چه حد می توانند نازک باشند؟

حداقل ضخامت ممکن بستگی بهخواص موادواندازه وافره:

• اهمیت اندازه: وافرهای بزرگتر از نظر مکانیکی ضعیف تر هستند و بیشتر در هنگام رقیق شدن دچار ترک می شوند.

• مسائل مادی: سیلیکون (Si) ، آرسنیید گالیوم (GaAs) ، نترید گالیوم (GaN) ، نیوبات لیتیوم (LN) ، تانتالات لیتیوم (LT) ، سفیر و سرامیک همه قدرت مکانیکی متفاوتی را نشان می دهند.مثل GaAs، GaN ، LN و LT ، نازک تر هستند و دارای محدودیت های ضخامت حداقل بالاتر هستند.

به عنوان مثال، فرآیند TAIKO Disco ٬ می تواند یک 12 اینچ نازک کندسیلیکون ویفرتقریباً به ضخامت یک ورق کاغذ.

چهار روش اصلی رقیق کردن وافره

رقیق کردن وافره معمولاً از طریق چهار روش به دست می آید که هر یک از آنها دارای مزایا و محدودیت های منحصر به فرد هستند:

1سنگ شکن مکانیکی

مواد به صورت فیزیکی توسط یک چرخ تراش الماس با سرعت بالا برداشته می شوند.

• مزایا: از بین بردن مواد سریع، مناسب برای رقیق کردن عمده.

• محدودیت ها: می تواند میکرو ترک ها و استرس های سطحی را ایجاد کند؛ ممکن است برای بهبود کیفیت سطحی، پردازش بعدی لازم باشد.

2پولیش میکانیکی شیمیایی (CMP)

ترکیب نرم کردن شیمیایی با سایش مکانیکی برای حذف مواد در حالی که سطح سطح بالایی را به دست می آورد.

• مزایا: سطح بسیار صاف و صاف؛ مناسب برای کاربردهای با دقت بالا.

• محدودیت ها: هزینه بالا و کنترل فرآیند پیچیده.

3. نقاشي شيميايي مرطوب

مواد شیمیایی مایع مواد را از سطح وافر حل می کنند.

• مزایا: تجهیزات ساده، هزینه کم، کار آسان

• محدودیت ها: یکنواختی ضعیف حکاکی، سخت برای کنترل ضخامت دقیق، می تواند منجر به سطوح خشن شود.

4. خاك زدن پلاسما خشك

گونه های واکنشی از پلاسما به صورت شیمیایی مواد را از سطح وافر حذف می کنند.

• مزایا: امکان رقیق کردن دقیق و محلی و ساخت ساختارهای پیچیده را فراهم می کند.

• محدودیت ها: تجهیزات گران قیمت، فرآیند پیچیده، خشکی سطح بالاتر.

چالش های اصلی در رقیق سازی وافل

رقیق کردن وافره فقط “رقیق تر کردن وافره” نیست بلکه نیاز به مهندسی دقیق برای جلوگیری از نقص دارد:

1. یکسانی ضخامت
   ضخامت ثابت وافر برای اطمینان از عملکرد یکنواخت دستگاه در سراسر وافر بسیار مهم است.

2. کیفیت سطح
   رقیق کردن می تواند باعث ایجاد ترک های کوچک، ذرات یا خشکی بیش از حد سطح شود، که بر بهره وری و قابلیت اطمینان تأثیر می گذارد.

3. مدیریت استرس
   فشارهای مکانیکی و حرارتی که در طول باریک کردن وارد می شوند می توانند منجر به انحراف، تغییر شکل یا نقص های داخلی وافر شوند.

نتیجه گیری

نازک کردن وافره سنگ بنای بسته بندی نیمه هادی مدرن و فناوری 3D IC است. این امکان را برای تراشه های سبک تر و نازک تر فراهم می کند در حالی که تراکم عملکردی و مدیریت حرارتی را بهبود می بخشد.تسلط بر تکنیک های نازک کردن وافره برای پیشرفت عملکرد بالا ضروری است، دستگاه های الکترونیک بسیار نازک.