අර්ධ සන්නායක මරණය පිළිබඳ අධ්යයනයබන්ධන ක්රියාවලිය, ඇලවුම් බන්ධන ක්රියාවලිය, යුටෙක්ටික් බන්ධන ක්රියාවලිය, මෘදු පෑස්සුම් බන්ධන ක්රියාවලිය, රිදී සින්ටර් බන්ධන ක්රියාවලිය, උණුසුම් පීඩන බන්ධන ක්රියාවලිය, ෆ්ලිප් චිප් බන්ධන ක්රියාවලිය ඇතුළුව. අර්ධ සන්නායක ඩයි බන්ධන උපකරණවල වර්ග සහ වැදගත් තාක්ෂණික දර්ශක හඳුන්වා දෙනු ලැබේ, සංවර්ධන තත්ත්වය විශ්ලේෂණය කර සංවර්ධන ප්රවණතාවය අපේක්ෂා කෙරේ.
1 අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තය සහ ඇසුරුම්කරණය පිළිබඳ දළ විශ්ලේෂණය
අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තයට විශේෂයෙන්ම උඩුගං අර්ධ සන්නායක ද්‍රව්‍ය සහ උපකරණ, මධ්‍ය ධාරාවේ අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනය සහ පහළට යෙදවුම් ඇතුළත් වේ. මගේ රටේ අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තය ප්‍රමාද වී ආරම්භ වූ නමුත් වසර දහයකට ආසන්න ශීඝ්‍ර සංවර්ධනයකින් පසු මගේ රට ලෝකයේ විශාලතම අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදන පාරිභෝගික වෙළඳපොල සහ ලොව විශාලතම අර්ධ සන්නායක උපකරණ වෙළඳපොල බවට පත්ව ඇත. අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තය එක් පරම්පරාවක උපකරණ, එක් ක්‍රියාවලි පරම්පරාවක් සහ නිෂ්පාදන පරම්පරාවක් ලෙස වේගයෙන් සංවර්ධනය වෙමින් පවතී. අර්ධ සන්නායක ක්රියාවලිය සහ උපකරණ පිළිබඳ පර්යේෂණ කර්මාන්තයේ අඛණ්ඩ ප්‍රගතිය සඳහා මූලික ගාමක බලවේගය වන අතර අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදන කාර්මීකරණය සහ මහා පරිමාණ නිෂ්පාදනය සඳහා සහතිකය වේ.
අර්ධ සන්නායක ඇසුරුම් තාක්ෂණයේ සංවර්ධන ඉතිහාසය යනු චිප ක්‍රියාකාරිත්වය අඛණ්ඩව වැඩිදියුණු කිරීම සහ පද්ධති අඛණ්ඩව කුඩා කිරීම පිළිබඳ ඉතිහාසයයි. ඇසුරුම් තාක්ෂණයේ අභ්‍යන්තර ගාමක බලවේගය ඉහළ මට්ටමේ ස්මාර්ට්ෆෝන් ක්ෂේත්‍රයේ සිට ඉහළ කාර්ය සාධනයක් සහිත පරිගණකකරණය සහ කෘතිම බුද්ධිය වැනි ක්ෂේත්‍ර දක්වා පරිණාමය වී ඇත. අර්ධ සන්නායක ඇසුරුම් තාක්ෂණය සංවර්ධනය කිරීමේ අදියර හතරක් වගුව 1 හි දක්වා ඇත.
අර්ධ සන්නායක ලිතෝග්‍රැෆි ක්‍රියාවලි නෝඩ් 10 nm, 7 nm, 5 nm, 3 nm සහ 2 nm දෙසට ගමන් කරන විට, පර්යේෂණ සහ සංවර්ධන සහ නිෂ්පාදන පිරිවැය අඛණ්ඩව ඉහළ යයි, අස්වැන්න අනුපාතය අඩු වේ, සහ මුවර්ගේ නියමය මන්දගාමී වේ. ට්‍රාන්සිස්ටර ඝනත්වයේ භෞතික සීමාවන් සහ නිෂ්පාදන පිරිවැයේ විශාල වැඩිවීම නිසා දැනට සීමා වී ඇති කාර්මික සංවර්ධන ප්‍රවණතාවල දෘෂ්ටිකෝණයෙන්, ඇසුරුම්කරණය කුඩාකරණය, අධික ඝනත්වය, ඉහළ කාර්ය සාධනය, අධික වේගය, ඉහළ සංඛ්‍යාතය සහ ඉහළ අනුකලනය යන දිශාවට වර්ධනය වේ. අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තය පශ්චාත්-මුවර් යුගයට අවතීර්ණ වී ඇති අතර, දියුණු ක්රියාවලීන් තවදුරටත් ෙව්ෆර් නිෂ්පාදන තාක්‍ෂණ නෝඩ් වල ප්‍රගතිය කෙරෙහි පමණක් අවධානය යොමු නොකර, ක්‍රමයෙන් උසස් ඇසුරුම් තාක්ෂණය වෙත යොමු වේ. උසස් ඇසුරුම් තාක්ෂණයට කාර්යයන් වැඩිදියුණු කිරීම සහ නිෂ්පාදන වටිනාකම වැඩි කිරීම පමණක් නොව, නිෂ්පාදන පිරිවැය ඵලදායී ලෙස අඩු කිරීම, මුවර්ගේ නීතිය දිගටම කරගෙන යාමට වැදගත් මාර්ගයක් බවට පත් විය හැකිය. එක් අතකින්, මූලික අංශු තාක්ෂණය සංකීර්ණ පද්ධති විෂමජාතීය සහ විෂමජාතීය ඇසුරුම්වල ඇසුරුම් කළ හැකි ඇසුරුම් තාක්ෂණයන් කිහිපයකට බෙදීමට යොදා ගනී. අනෙක් අතට, අද්විතීය ක්‍රියාකාරී වාසි ඇති විවිධ ද්‍රව්‍ය සහ ව්‍යුහයන්ගේ උපාංග ඒකාබද්ධ කිරීම සඳහා ඒකාබද්ධ පද්ධති තාක්ෂණය භාවිතා කරයි. විවිධ ද්‍රව්‍යවල බහුවිධ ක්‍රියාකාරකම් සහ උපාංග ඒකාබද්ධ කිරීම ක්ෂුද්‍ර ඉලෙක්ට්‍රොනික තාක්ෂණය භාවිතයෙන් සාක්ෂාත් කර ගන්නා අතර ඒකාබද්ධ පරිපථවල සිට ඒකාබද්ධ පද්ධති දක්වා සංවර්ධනය සාක්ෂාත් කර ගනී.
අර්ධ සන්නායක ඇසුරුම් යනු චිප් නිෂ්පාදනය සඳහා ආරම්භක ලක්ෂ්‍යය වන අතර චිපයේ අභ්‍යන්තර ලෝකය සහ බාහිර පද්ධතිය අතර පාලමකි. වර්තමානයේ, සාම්ප්රදායික අර්ධ සන්නායක ඇසුරුම් සහ පරීක්ෂණ සමාගම් වලට අමතරව, අර්ධ සන්නායකවේෆර්අත්තිවාරම්, අර්ධ සන්නායක සැලසුම් සමාගම් සහ ඒකාබද්ධ සංරචක සමාගම් උසස් ඇසුරුම් හෝ ආශ්‍රිත ප්රධාන ඇසුරුම් තාක්ෂණයන් සක්‍රියව සංවර්ධනය කරයි.
සාම්ප්රදායික ඇසුරුම් තාක්ෂණයේ ප්රධාන ක්රියාවලීන් වේවේෆර්තුනී කිරීම, කැපීම, බන්ධනය කිරීම, වයර් බන්ධනය, ප්ලාස්ටික් මුද්‍රා තැබීම, විද්යුත් ආලේපනය, ඉළ ඇට කැපීම සහ අච්චු කිරීම යනාදිය. ඒවා අතර, ඩයි බන්ධන ක්රියාවලිය වඩාත් සංකීර්ණ හා තීරණාත්මක ඇසුරුම් ක්‍රියාවලියක් වන අතර ඩයි බන්ධන ක්‍රියාවලි උපකරණ ද එකකි. අර්ධ සන්නායක ඇසුරුම්කරණයේ වඩාත්ම තීරණාත්මක මූලික උපකරණ, සහ ඉහළම වෙළඳපල වටිනාකමක් ඇති ඇසුරුම් උපකරණවලින් එකකි. උසස් ඇසුරුම් තාක්ෂණය ලිතෝග්‍රැෆි, කැටයම් කිරීම, ලෝහකරණය සහ සැලසුම්කරණය වැනි ඉදිරිපස ක්රියාවලීන් භාවිතා කළද, වඩාත්ම වැදගත් ඇසුරුම් ක්රියාවලිය තවමත් ඩයි බන්ධන ක්‍රියාවලියයි.
2 අර්ධ සන්නායක බන්ධන ක්රියාවලිය
2.1 දළ විශ්ලේෂණය
ඩයි බන්ධන ක්රියාවලිය චිප් ලෝඩිං, කෝර් ලෝඩින්, ඩයි බොන්ඩින්, චිප් බන්ධන ක්රියාවලිය යනාදී ලෙසද හැඳින්වේ. ඩයි බන්ධන ක්රියාවලිය රූප සටහන 1 හි පෙන්වා ඇත. සාමාන්‍යයෙන් කිවහොත්, ඩයි බන්ධනය යනු වෙල්ඩින් හෙඩ් එකක් භාවිතයෙන් වේෆරයෙන් චිපය ලබා ගැනීමයි. රික්තය භාවිතයෙන් චූෂණ තුණ්ඩය, සහ දෘශ්‍ය මග පෙන්වීම යටතේ ඊයම් රාමුවේ හෝ ඇසුරුම් උපස්ථරයේ නම් කරන ලද පෑඩ් ප්‍රදේශය මත තබන්න. චිප් එකයි පෑඩ් එකයි බැඳලා සවි කරලා කියලා. ඩයි බන්ධන ක්රියාවලියේ ගුණාත්මක භාවය සහ කාර්යක්‍ෂමතාවය පසුකාලීන වයර් බන්ධනයේ ගුණාත්මක භාවය සහ කාර්යක්ෂමතාවයට සෘජුවම බලපානු ඇත, එබැවින් අර්ධ සන්නායක පසුගාමී ක්රියාවලියේ ප්රධාන තාක්‍ෂණයන්ගෙන් එකක් වන්නේ ඩයි බන්ධනයයි.
විවිධ අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදන ඇසුරුම් ක්‍රියාවලි සඳහා, දැනට ප්රධාන ඩයි බන්ධන ක්‍රියාවලි තාක්ෂණයන් හයක් ඇත, එනම් ඇලවුම් බන්ධන, යුටෙක්ටික් බන්ධන, මෘදු පෑස්සුම් බන්ධන, රිදී සින්ටර් බන්ධන, උණුසුම් පීඩන බන්ධන සහ ෆ්ලිප්-චිප් බන්ධන. හොඳ චිප් බන්ධනයක් සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා, ප්රධාන වශයෙන් ඩයි බන්ධන ද්‍රව්‍ය, උෂ්ණත්වය, කාලය, පීඩනය සහ අනෙකුත් මූලද්‍රව්‍ය ඇතුළුව, ඩයි බන්ධන ක්රියාවලියේ ප්රධාන ක්‍රියාවලි මූලද්‍රව්‍ය එකිනෙකා සමඟ සහයෝගයෙන් කටයුතු කිරීමට අවශ්‍ය වේ.
2. 2 ඇලවුම් බන්ධන ක්රියාවලිය
ඇලවුම් බන්ධනය අතරතුර, චිපය තැබීමට පෙර ඊයම් රාමුවට හෝ පැකේජ උපස්ථරයට නිශ්චිත මැලියම් ප්‍රමාණයක් යෙදිය යුතු අතර, පසුව ඩයි බන්ධන හිස චිපය ලබා ගන්නා අතර යන්ත්‍ර දර්ශන මාර්ගෝපදේශය හරහා චිපය නිවැරදිව බන්ධනය මත තබා ඇත. මැලියම් වලින් ආලේප කර ඇති ඊයම් රාමුවේ හෝ පැකේජ උපස්ථරයේ පිහිටීම සහ ඩයි බන්ධන යන්ත්‍ර හිස හරහා චිපයට යම් ඩයි බන්ධන බලයක් යොදනු ලැබේ, චිපය සහ ඊයම් රාමුව හෝ පැකේජ උපස්ථරය අතර ඇලවුම් තට්ටුවක් සෑදීම, චිපය බන්ධනය, ස්ථාපනය සහ සවි කිරීමේ අරමුණ සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා. මෙම ඩයි බන්ධන ක්රියාවලිය මැලියම් බන්ධන ක්රියාවලිය ලෙසද හැඳින්වේ, මන්ද ඩයි බන්ධන යන්ත්‍රය ඉදිරිපිට මැලියම් යෙදිය යුතුය.
බහුලව භාවිතා වන ඇලවුම් වලට ඉෙපොක්සි ෙරසින් සහ සන්නායක රිදී පේස්ට් වැනි අර්ධ සන්නායක ද්‍රව්‍ය ඇතුළත් වේ. ඇලවුම් බන්ධන ක්රියාවලිය සාපේක්ෂ වශයෙන් සරල නිසාත්, පිරිවැය අඩු නිසාත්, විවිධ ද්‍රව්‍ය භාවිතා කළ හැකි නිසාත් බහුලව භාවිතා වන අර්ධ සන්නායක චිප් ඩයි බන්ධන ක්රියාවලිය වේ.
2.3 Eutectic බන්ධන ක්රියාවලිය
යුටෙක්ටික් බන්ධන අතරතුර, යුටෙක්ටික් බන්ධන ද්‍රව්‍ය සාමාන්‍යයෙන් චිපයේ පතුලේ හෝ ඊයම් රාමුවේ පෙර යොදනු ලැබේ. යුටෙක්ටික් බන්ධන උපකරණ චිපය ලබා ගන්නා අතර ඊයම් රාමුවේ අනුරූප බන්ධන ස්ථානයේ චිපය නිවැරදිව තැබීමට යන්ත්‍ර දෘෂ්ඨි පද්ධතිය මගින් මෙහෙයවනු ලැබේ. චිපය සහ ඊයම් රාමුව උණුසුම් කිරීමේ සහ පීඩනයේ ඒකාබද්ධ ක්‍රියාව යටතේ චිපය සහ පැකේජ උපස්ථරය අතර eutectic බන්ධන අතුරු මුහුණතක් සාදයි. Eutectic බන්ධන ක්රියාවලිය බොහෝ විට ඊයම් රාමු සහ සෙරමික් උපස්ථර ඇසුරුම්වල භාවිතා වේ.
Eutectic බන්ධන ද්‍රව්‍ය සාමාන්‍යයෙන් යම් උෂ්ණත්වයකදී ද්‍රව්‍ය දෙකකින් මිශ්ර වේ. සාමාන්‍යයෙන් භාවිතා වන ද්‍රව්‍ය අතර රන් සහ ටින්, රන් සහ සිලිකන් යනාදිය ඇතුළත් වේ. යුටෙක්ටික් බන්ධන ක්රියාවලිය භාවිතා කරන විට, ඊයම් රාමුව පිහිටා ඇති ට්‍රැක් සම්ප්‍රේෂණ මොඩියුලය රාමුව පෙර රත් කරයි. යුටෙක්ටික් බන්ධන ක්රියාවලිය සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා යතුර වන්නේ යුටෙක්ටික් බන්ධන ද්‍රව්‍ය බන්ධනයක් සෑදීම සඳහා සංඝටක ද්‍රව්‍ය දෙකේ ද්‍රවාංකයට වඩා බෙහෙවින් අඩු උෂ්ණත්වයකදී දිය විය හැකි බවයි. eutectic බන්ධන ක්‍රියාවලියේදී රාමුව ඔක්සිකරණය වීම වැළැක්වීම සඳහා, Eutectic බන්ධන ක්රියාවලිය බොහෝ විට ඊයම් රාමුව ආරක්ෂා කිරීම සඳහා ධාවන පථයට ඇතුළු කිරීම සඳහා හයිඩ්‍රජන් සහ නයිට්‍රජන් මිශ්ර වායුව වැනි ආරක්ෂිත වායු භාවිතා කරයි.
2. 4 මෘදු පෑස්සුම් බන්ධන ක්රියාවලිය
මෘදු පෑස්සුම් බන්ධනය වන විට, චිපය තැබීමට පෙර, ඊයම් රාමුව මත බන්ධන ස්ථානය ටින් කර තද කර හෝ ද්විත්ව ටින් කර ඇති අතර ඊයම් රාමුව ධාවන පථයේ රත් කළ යුතුය. මෘදු පෑස්සුම් බන්ධන ක්රියාවලියේ වාසිය හොඳ තාප සන්නායකතාවක් වන අතර අවාසිය නම් එය ඔක්සිකරණය කිරීමට පහසු වන අතර ක්රියාවලිය සාපේක්ෂව සංකීර්ණ වේ. එය ට්‍රාන්සිස්ටර දළ සටහන් ඇසුරුම් වැනි බල උපාංගවල ඊයම් රාමු ඇසුරුම් සඳහා සුදුසු වේ.
2. 5 රිදී සින්ටර් බන්ධන ක්රියාවලිය
වත්මන් තුන්වන පරම්පරාවේ බලශක්ති අර්ධ සන්නායක චිපය සඳහා වඩාත්ම පොරොන්දු වූ බන්ධන ක්රියාවලිය වන්නේ සන්නායක මැලියම් තුළ සම්බන්ධ කිරීම සඳහා වගකිව යුතු ඉෙපොක්සි ෙරසින් වැනි බහු අවයවක මිශ්ර කරන ලෝහ අංශු සින්ටර් කිරීමේ තාක්ෂණය භාවිතා කිරීමයි. එය විශිෂ්ට විද්යුත් සන්නායකතාව, තාප සන්නායකතාවය සහ ඉහළ උෂ්ණත්ව සේවා ලක්ෂණ ඇත. එය මෑත වසරවල තුන්වන පරම්පරාවේ අර්ධ සන්නායක ඇසුරුම්වල තවදුරටත් දියුණුව සඳහා ප්රධාන තාක්‍ෂණයකි.
2.6 තාප සම්පීඩන බන්ධන ක්රියාවලිය
ඉහළ කාර්ය සාධනයක් සහිත ත්‍රිමාණ සංයුක්ත පරිපථවල ඇසුරුම් යෙදුමේදී, චිප් අන්තර් සම්බන්ධක ආදාන/ප්‍රතිදාන තණතීරුව, බම්ප් ප්‍රමාණය සහ තාර අඛණ්ඩව අඩු කිරීම හේතුවෙන්, අර්ධ සන්නායක සමාගමක් වන ඉන්ටෙල් උසස් කුඩා තාර බන්ධන යෙදුම් සඳහා තාප සම්පීඩන බන්ධන ක්‍රියාවලියක් දියත් කර ඇත, කුඩා බන්ධන 40 සිට 50 μm හෝ 10 දක්වා වූ තණතීරුවක් සහිත bump chips μm තාප සම්පීඩන බන්ධන ක්රියාවලිය චිප් සිට වේෆර් සහ චිප් සිට උපස්ථර යෙදුම් සඳහා සුදුසු වේ. වේගවත් බහු-පියවර ක්‍රියාවලියක් ලෙස, තාප සම්පීඩන බන්ධන ක්රියාවලිය අසමාන උෂ්ණත්වය සහ කුඩා වෙළුම් පෑස්සුම් පාලනය කළ නොහැකි දියවීම වැනි ක්‍රියාවලි පාලන ගැටළු වලදී අභියෝගවලට මුහුණ දෙයි. තාප සම්පීඩන බන්ධන අතරතුර, උෂ්ණත්වය, පීඩනය, පිහිටීම යනාදිය නිශ්චිත පාලන අවශ්යතා සපුරාලිය යුතුය.
2.7 ෆ්ලිප් චිප් බන්ධන ක්රියාවලිය
flip chip බන්ධන ක්රියාවලියේ මූලධර්මය රූපය 2 හි පෙන්වා ඇත. flip යාන්ත්‍රණය වේෆරයෙන් චිපය ලබාගෙන චිපය මාරු කිරීම සඳහා 180°ක් පෙරළයි. පෑස්සුම් හිස තුණ්ඩය ෆ්ලිප් යාන්ත්‍රණයෙන් චිපය ලබා ගන්නා අතර චිපයේ බම්ප් දිශාව පහළට ඇත. වෙල්ඩින් හෙඩ් තුණ්ඩය ඇසුරුම් උපස්ථරයේ ඉහළට ගමන් කිරීමෙන් පසුව, එය ඇසුරුම් උපස්ථරය මත චිපය බැඳීමට සහ සවි කිරීමට පහළට ගමන් කරයි.
ෆ්ලිප් චිප් ඇසුරුම් යනු උසස් චිප් අන්තර් සම්බන්ධතා තාක්ෂණයක් වන අතර උසස් ඇසුරුම් තාක්ෂණයේ ප්රධාන සංවර්ධන දිශාව බවට පත්ව ඇත. එය අධික ඝනත්වය, ඉහළ කාර්ය සාධනය, සිහින් සහ කෙටි යන ලක්ෂණ ඇති අතර, ස්මාර්ට් ෆෝන් සහ ටැබ්ලට් වැනි පාරිභෝගික ඉලෙක්ට්‍රොනික නිෂ්පාදනවල සංවර්ධන අවශ්යතා සපුරාලිය හැකිය. ෆ්ලිප් චිප් බන්ධන ක්රියාවලිය ඇසුරුම් පිරිවැය අඩු කරන අතර ගොඩගැසී ඇති චිප්ස් සහ ත්‍රිමාණ ඇසුරුම් අවබෝධ කර ගත හැක. එය 2.5D/3D ඒකාබද්ධ ඇසුරුම්කරණය, වේෆර් මට්ටමේ ඇසුරුම්කරණය සහ පද්ධති මට්ටමේ ඇසුරුම්කරණය වැනි ඇසුරුම්කරණ තාක්‍ෂණ ක්ෂේත්‍රවල බහුලව භාවිතා වේ. ෆ්ලිප් චිප් බන්ධන ක්රියාවලිය උසස් ඇසුරුම් තාක්ෂණයේ වඩාත් බහුලව භාවිතා වන සහ බහුලව භාවිතා වන ඝන ඩයි බන්ධන ක්‍රියාවලියයි.
පසු කාලය: නොවැම්බර්-18-2024