No armazenamento e transporte transfronteiriço de componentes semicondutores, a planicidade das Bandejas JEDEC (bandejas padrão JEDEC) determina diretamente a segurança do armazenamento e transporte de chips. Como um transportador crítico que conecta a fabricação de chips e aplicações de uso final, a deformação por empenamento pode levar ao deslocamento, colisões ou até mesmo danos aos chips, causando perdas incalculáveis aos clientes.
De acordo com o padrão de design Jedec-Tray-DGuide4-10D, o controle de empenamento para Bandejas JEDEC com dimensões padrão (322,6 135,9 12,19 mm e 322,6 135,9 7,62 mm) geralmente deve ser inferior a 0,8 mm. As empresas de manufatura normalmente usam este padrão como referência para a produção. É amplamente reconhecido que um empenamento menor da bandeja reduz a probabilidade de os chips e módulos saírem de suas cavidades/bolsos, facilitando assim um armazenamento e transporte mais seguros. Para manter os padrões de qualidade da indústria, a Hiner-Pack lançou um projeto dedicado de otimização de empenamento de Bandejas JEDEC, elevando o desempenho do produto a novos patamares por meio de avanços tecnológicos multidimensionais.
Enfrentando Desafios: Definindo Padrões e Principais Pontos Problemáticos
No início do projeto, definimos metas de otimização com base em rigorosos padrões da indústria. De acordo com o padrão Jedec-Tray-DGuide4-10D e especificações de teste relacionadas, o empenamento das Bandejas JEDEC deve ser controlado em até 0,8 mm após cozimento contínuo a 150°C. Bandejas para chips ou componentes menores exigem ainda maior precisão e planicidade. Por meio de testes abrangentes e análise de dados de lotes anteriores, identificamos três principais pontos problemáticos que contribuem para o empenamento: deformação térmica causada por coeficientes de expansão térmica (CTE) incompatíveis nos materiais, distribuição desigual de tensão durante a moldagem e simetria estrutural insuficiente. Essas questões são exacerbadas durante a ciclagem de temperatura em armazenamento em alta temperatura e transporte de longa distância, representando gargalos críticos no controle de qualidade.
Avanços Multidimensionais: Otimização de Toda a Cadeia, do Design à Fabricação
1. Design Estrutural: Mitigando a Tensão por Meio da Simetria
Inspirando-se nos princípios de design de substratos de CI de alta densidade, aplicamos o "princípio da simetria" em todo o processo de design da bandeja. A distribuição da matriz de ranhuras foi reotimizada para garantir espessuras uniformes de folha de cobre e camada de resina em toda a bandeja. Além disso, foram adicionadas "ilhas de equilíbrio" a áreas não funcionais, mantendo uma relação de área de 40% a 60% entre as camadas, com desvios de camadas adjacentes não excedendo 10%. Usando ferramentas de análise de elementos finitos (FEA), estabelecemos modelos de comportamento termomecânico para prever com precisão as tendências de deformação em temperaturas variáveis durante a fase de design, permitindo a otimização proativa de parâmetros para neutralizar potenciais riscos de empenamento.
2. Controle do Processo de Fabricação: Controle de Precisão e Monitoramento em Tempo Real
Na produção, introduzimos um processo de "cura em etapas", liberando gradualmente as tensões internas durante a moldagem por meio do controle de temperatura graduado, substituindo os métodos tradicionais de cura única. O equipamento de prensagem de camadas foi atualizado com tecnologia de distribuição de pressão uniforme para controlar com precisão as faixas de pressão e temperatura, garantindo a cura consistente da resina. Para alcançar o fechamento de qualidade, implantamos um sistema de medição por triangulação a laser sem contato para monitoramento em tempo real dos dados de empenamento em cada lote, formando um mecanismo de feedback de otimização do processo de fabricação por meio de análise de IA.
Conseguindo Resultados: Melhorias de Qualidade e Maior Valor para o Cliente
Por meio de otimização iterativa contínua, o empenamento de nossas Bandejas JEDEC foi controlado de forma estável abaixo de 0,3 mm, superando significativamente o limite padrão da indústria de 0,8 mm. Essa inovação não apenas reduziu as taxas de defeito do produto em 92%, mas também atendeu aos requisitos de embalagem de alta precisão para chips de tamanho total, variando de 33 mm a 22 mm. Continuaremos a explorar a aplicação de materiais de ponta, como substratos reforçados com grafeno, e a desenvolver estruturas de compensação ativas embutidas para salvaguardar a qualidade e a segurança da cadeia de suprimentos de semicondutores com ainda maior precisão.
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