آنچه در طول چرخه حرارتی نیمه هادی ها با پشتیبانی از گرمکن کارتریج رخ می دهد

آنچه در طول چرخه حرارتی نیمه هادی ها با پشتیبانی از گرمکن کارتریج رخ می دهد

یکی از مضرترین تنش ها برای ویفرهای خام و اجزای نیمه هادی تکمیل شده، چرخه حرارتی است. مواد مختلف مانند سیلیکون، چسب‌های چسبنده و ترکیبات بسته‌بندی به دلیل تغییرات مکرر بین حالت سرد و گرم دچار انبساط و انقباض متناوب می‌شوند. تعریف نرخ رمپ حرارتی توسط سخت افزار گرمایش، که مستقیماً بر آنچه که هنگام چرخش نیمه هادی ها از طریق تغییرات دما روی می دهد تأثیر می گذارد، اغلب توسط تیم های تولید نادیده گرفته می شود. نوسانات سریع دما و استرس مواد ناشی از تطبیق نادرست سخت افزار گرمایشی است.

هنگامی که نیمه هادی ها به تدریج و به طور یکنواخت گرم می شوند، انبساط شبکه در کل جزء ثابت می ماند. با این حال، تغییرات سریع دما باعث می شود که لایه های انباشته داخل بسته های نیمه هادی به طور متفاوتی گسترش پیدا کنند. در فصل مشترک مواد، ریزترک های داخلی شروع به ظاهر شدن می کنند و به تدریج تحت چرخه حرارتی مداوم گسترش می یابند. این شکاف‌های نامحسوس مقاومت حرارتی را افزایش می‌دهند، مسیرهای الکتریکی را مسدود می‌کنند و در نهایت منجر به خرابی پراکنده ابزار می‌شوند. برای قالب های نازک و بسته های نیمه هادی کوچک مورد استفاده در دستگاه های مصرف کننده و خودروها، خطر افزایش می یابد.

بخاری های کارتریجی با اندازه مناسب که در تجهیزات فرآیند ادغام شده اند برای چرخه های شیب دار و نگهدارنده کنترل شده ضروری هستند. برای سیستم های چرخه حرارتی نیمه هادی، یک بخاری کارتریجی با چگالی توان 5-7 وات بر سانتی متر مربع یک خروجی حرارتی ثابت را ارائه می دهد. با برنامه‌ریزی رمپ‌های دمای متوسط، طراحان تجهیزات ممکن است از شوک‌های حرارتی ناگهانی به مواد نیمه‌رسانای ظریف طبق این استاندارد بخاری کارتریج جلوگیری کنند. کاهش توان و زمان چرخه طولانی‌تر ناشی از ناتوانی بخاری‌های کارتریج با چگالی کمتر برای بازیابی سریع گرما پس از باز شدن درب محفظه است. گرما خیلی سریع توسط بخاری های کارتریجی با چگالی بالاتر تحویل داده می شود، که خطر آسیب استرس حرارتی را افزایش می دهد و کنترل دقیق سطح شیب دار را چالش برانگیز می کند.

در میزهای تست قابلیت اطمینان نیمه هادی، بخاری های کارتریجی با چگالی 5-7 وات بر سانتی متر مربع به طور گسترده استفاده می شود. محفظه‌های چرخه حرارتی با استفاده از گرمکن کارتریج در ارتباط با سیستم‌های خنک‌کننده، پروفیل‌های دمایی مشابه شرایط کاری نیمه‌رسانا واقعی را تکرار می‌کنند. قبل از اینکه اقلام به مصرف کنندگان نهایی تحویل داده شوند، این نوع آزمایش سریع عیوب قالب نهفته و اتصال ضعیف بسته بندی را شناسایی می کند. علاوه بر این، هیتر کارتریج دمای بستر را در طول اتصال قالب نیمه هادی حفظ می کند و به لحیم کاری یا چسب اجازه می دهد بدون تنش داخلی به طور یکنواخت تنظیم شوند.

در تجهیزات چرخه حرارتی نیمه هادی، بررسی های عملیاتی ساده زمان خاموشی برنامه ریزی نشده بخاری کارتریج را به حداقل می رساند. اندازه‌گیری‌های مقاومت منظم، تخریب عنصر بخاری کارتریج را پس از هزاران چرخه حرارتی کنترل می‌کند. بازرسی یکپارچگی مهر و موم، نفوذ رطوبت را متوقف می کند، که می تواند تنظیمات اتاق تمیز را آلوده کند و باعث اتصال کوتاه در بخاری های کارتریج شود. برای اندازه گیری دمای واقعی قسمت نیمه هادی به جای سطح بخاری، سنسور دما باید در مجاورت منطقه گرم شده قرار گیرد، نه تنها گرمکن کارتریج.

قابلیت اطمینان درازمدت نیمه هادی با چرخه حرارتی کنترل شده به دقت افزایش می یابد و یکی از اجزای حیاتی سیستم کنترل حرارتی بخاری کارتریج است. برای چرخه های دمایی مکرر، بخاری کارتریجی با چگالی 5-7W/cm² گرمای ثابت و تنظیم شده را ارائه می دهد. برای اطمینان از نرخ های سطح شیب دار ایمن و توزیع یکنواخت دما، فرمت های بسته های نیمه هادی مختلف و پروفایل های آزمایشی نیاز به معماری سفارشی سیستم حرارتی دارند.