माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स के लिए मल्टीलेयर सिरेमिक पैकेज के उत्पादन में गर्म प्लेटें का उपयोग कैसे किया जाता है?

सैन्य ग्रेड माइक्रोचिप की सुरक्षा करने वाला छोटा, सीलबंद सिरेमिक पैकेज एक सूक्ष्म स्तरित संरचना की तरह बनाया गया है। टंगस्टन या अन्य दुर्दम्य धातु कंडक्टरों के पैटर्न वाली सिरेमिक टेप की पतली शीटों को सटीक रूप से संरेखित किया जाता है, ढेर किया जाता है, और फिर सावधानीपूर्वक नियंत्रित गर्मी और दबाव के माध्यम से एक अखंड ब्लॉक में बदल दिया जाता है। इस प्रक्रिया में उपयोग किए जाने वाले गर्म प्लेटें सटीक गर्म सतहों के रूप में काम करते हैं जहां लेमिनेशन और सह-फायरिंग निष्पादित की जाती है, जो उच्च विश्वसनीयता वाले माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक पैकेजिंग की नींव बनाती है।

इस सन्दर्भ में,गर्म प्लैटन मल्टीलेयर सिरेमिक पैकेज माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्सप्रक्रिया सामग्री विज्ञान, थर्मल इंजीनियरिंग और सेमीकंडक्टर पैकेजिंग प्रौद्योगिकी के एक महत्वपूर्ण अंतर्संबंध का प्रतिनिधित्व करती है।

सिरेमिक पैकेज निर्माण में गर्म प्लेटों की भूमिका

हरे सिरेमिक टेपों का लेमिनेशन

विनिर्माण प्रक्रिया आम तौर पर हरे सिरेमिक टेपों से शुरू होती है, जो आमतौर पर उच्च {{0} तापमान सह {{1} फायर्ड सिरेमिक (एचटीसीसी) तकनीक में उपयोग किए जाने वाले एल्यूमिना सिस्टम पर आधारित होती है। इन टेपों को टंगस्टन प्रवाहकीय पैटर्न के साथ स्क्रीन पर मुद्रित किया जाता है और फिर सावधानीपूर्वक बहुपरत संरचनाओं में रखा जाता है।

निम्नलिखित को लागू करने के लिए हाइड्रोलिक लेमिनेशन प्रेस में गर्म प्लेटों का उपयोग किया जाता है:

पूरे ढेर पर एक समान दबाव

पूर्ण सिंटरिंग रेंज के नीचे नियंत्रित तापमान

सटीक यांत्रिक संरेखण स्थिरता

इस स्तर पर, लक्ष्य सघनीकरण नहीं है, बल्कि यांत्रिक रूप से स्थिर प्रीफॉर्म में परतों का नियंत्रित बंधन है।

प्लेटन एक शांत, चिलचिलाती गर्म निहाई है जो पाउडर और स्याही के एक नाजुक ढेर को एक कंप्यूटर चिप के लिए एक ठोस, सुरक्षात्मक किले में बदल देती है।

सह-फायरिंग और सिंटरिंग प्रक्रिया

उच्च-तापमान घनत्व

लेमिनेशन के बाद, स्टैक्ड सिरेमिक संरचना को विशेष गर्म प्लेटें या सपोर्ट फिक्स्चर से सुसज्जित एक उच्च तापमान वाले सह{1}फायरिंग फर्नेस में स्थानांतरित किया जाता है। प्रणाली सावधानीपूर्वक नियंत्रित वायुमंडलीय परिस्थितियों में संचालित होती है, आमतौर पर टंगस्टन धातुकरण के ऑक्सीकरण को रोकने के लिए एक कम करने वाला गैस वातावरण होता है।

फायरिंग के दौरान:

सामग्री प्रणाली के आधार पर तापमान 800 डिग्री और 1600 डिग्री के बीच बढ़ता है

सिरेमिक कण एक कठोर, अखंड संरचना में सघन हो जाते हैं

टंगस्टन कंडक्टर निरंतर विद्युत मार्गों में सिंटर करते हैं

ऑर्गेनिक बाइंडर्स पूरी तरह से जल गए हैं

गर्म प्लेटों या सहायक गर्म सतहों को बनाए रखना चाहिए:

उच्च तापीय एकरूपता

अत्यधिक तापमान के तहत आयामी स्थिरता

वायुमंडल को कम करने में रासायनिक जड़ता

विकृति और रेंगने की विकृति का प्रतिरोध

थर्मल वितरण में किसी भी विचलन के परिणामस्वरूप प्रदूषण, दरार, या विद्युत असंतुलन हो सकता है।

प्लेटें के लिए सामग्री और डिज़ाइन आवश्यकताएँ

उच्च-तापमान संरचनात्मक सामग्री

एचटीसीसी प्रसंस्करण में उपयोग किए जाने वाले प्लेटें आम तौर पर निर्मित होते हैं:

सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) सिरेमिक

उच्च -निकल या दुर्दम्य धातु मिश्र धातु

उन्नत सिरेमिक कंपोजिट

इन सामग्रियों का चयन उनकी रखरखाव क्षमता के आधार पर किया जाता है:

ऊंचे तापमान पर समतलता

गैस वायुमंडल बनाने में रासायनिक स्थिरता

थर्मल साइकलिंग थकान का प्रतिरोध

सिरेमिक सबस्ट्रेट्स का न्यूनतम संदूषण

वायुमंडलीय अनुकूलता

प्रसंस्करण वातावरण को टंगस्टन धातुकरण को ऑक्सीकरण से बचाने के लिए कम करने वाले वातावरण की आवश्यकता होती है। इसलिए गर्म प्लेटों को रासायनिक रूप से निष्क्रिय रहना चाहिए:

हाइड्रोजन-जिसमें गैस बनती है

उच्च-तापमान सिंटरिंग स्थितियाँ

लंबे तापीय निवास चक्र

प्रक्रिया नोट: प्लेटिन फ़्लैटनेस का महत्व

लेमिनेशन और थर्मल प्रोसेसिंग दोनों चरणों में प्लेटिन सतह का समतल होना एक महत्वपूर्ण गुणवत्ता पैरामीटर है। कोई भी विचलन प्रस्तुत कर सकता है:

लेमिनेशन के दौरान स्थानीय दबाव की गैर--एकरूपता

सिरेमिक परतों में मोटाई में भिन्नता

सिंटरिंग के दौरान आंतरिक तनाव प्रवणता

अंतिम पैकेज ज्यामिति का विरूपण या विकृति

शुरुआती चरण के लेमिनेशन के दौरान नरम सिरेमिक टेप की छाप या बनावट को रोकने के लिए एक चिकनी, अत्यधिक पॉलिश की गई प्लेटिन सतह की आवश्यकता होती है। यहां तक ​​कि सूक्ष्म सतह की अनियमितताएं भी अंतिम बहुपरत उपकरण में संरचनात्मक दोषों में बदल सकती हैं।

थर्मल एकरूपता और विद्युत प्रदर्शन

सिग्नल की अखंडता और विश्वसनीयता पर प्रभाव

मल्टीलेयर सिरेमिक पैकेज का उपयोग उच्च प्रदर्शन वाले अनुप्रयोगों में किया जाता है जैसे:

एयरोस्पेस इलेक्ट्रॉनिक्स

रक्षा प्रणालियाँ

उच्च -आवृत्ति आरएफ मॉड्यूल

पावर सेमीकंडक्टर पैकेजिंग

सह-फायरिंग के दौरान थर्मल गैर--एकरूपता के कारण निम्न हो सकते हैं:

आंतरिक विअस का गलत संरेखण

टंगस्टन अंशों में प्रतिरोधक असाततताएँ

ढांकता हुआ संपत्ति भिन्नता

अंतिम पैकेज की सिकुड़न कम हो गई

परिणामस्वरूप, प्लैटन प्रदर्शन सीधे दीर्घकालिक डिवाइस विश्वसनीयता को प्रभावित करता है।

फर्नेस सिस्टम में यांत्रिक एकीकरण

उच्च तापमान प्रसंस्करण में संरचनात्मक भूमिका

कई भट्ठी डिजाइनों में, गर्म प्लेटें दोनों के रूप में काम करती हैं:

थर्मल ऊर्जा वितरण सतहें

सिरेमिक स्टैक के लिए यांत्रिक समर्थन संरचनाएं

इस दोहरे कार्य के लिए आवश्यक है:

ऊँचे तापमान पर उच्च भार सहने की क्षमता

थर्मल विस्तार बेमेल का प्रतिरोध

फर्नेस आर्किटेक्चर के भीतर स्थिर माउंटिंग

प्लेटन प्रभावी रूप से एक अलग उपकरण घटक के बजाय थर्मल प्रसंस्करण वातावरण का हिस्सा बन जाता है।

निष्कर्ष

गर्म प्लेटें माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स में मल्टीलेयर सिरेमिक पैकेज निर्माण की सटीक थर्मल और मैकेनिकल नींव बनाती हैं। कसकर नियंत्रित लेमिनेशन और उच्च तापमान वाले सह-फायरिंग के माध्यम से, ये सिस्टम नाजुक सिरेमिक टेप और मुद्रित धातु पेस्ट को मजबूत, हेमेटिक इलेक्ट्रॉनिक बाड़ों में बदलने में सक्षम बनाते हैं।

के अंदरगर्म प्लैटन मल्टीलेयर सिरेमिक पैकेज माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्सप्रक्रिया, प्लेटन समतलता, तापीय एकरूपता और वायुमंडलीय अनुकूलता आवश्यक पैरामीटर हैं जो अंतिम पैकेज अखंडता और विद्युत प्रदर्शन को निर्धारित करते हैं। सिस्टम एक निर्माण उपकरण और उच्च तापमान वाले संरचनात्मक तत्व दोनों के रूप में कार्य करता है, जो चरम तापीय चक्रों के दौरान आयामी सटीकता सुनिश्चित करता है।

दुनिया में सबसे संरक्षित माइक्रोचिप्स अंततः पूरी तरह से सपाट, रासायनिक रूप से निष्क्रिय और अत्यधिक गर्म सिरेमिक सतहों के बिस्तर पर बनाए जाते हैं, जहां सटीक थर्मल इंजीनियरिंग उन्नत इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों की विश्वसनीयता को परिभाषित करती है।