Verbesserung der Verformung von JEDEC-Trays zur Überschreitung internationaler Standards

    Bei der Lagerung und dem grenzüberschreitenden Transport von Halbleiterkomponenten bestimmt die Ebenheit von JEDEC-Trays (JEDEC-Standard-Trays) direkt die Sicherheit der Chip-Lagerung und des Transports. Als kritischer Träger, der die Chipherstellung und Endanwendungen verbindet, kann eine Verformung durch Verzug zu Chipverschiebungen, Kollisionen oder sogar Beschädigungen führen, was für die Kunden unkalkulierbare Verluste verursacht.

    Gemäß dem Designstandard Jedec-Tray-DGuide4-10D sollte die Verzugskontrolle für JEDEC-Trays mit Standardabmessungen (322,6 x 135,9 x 12,19 mm und 322,6 x 135,9 x 7,62 mm) im Allgemeinen weniger als 0,8 mm betragen. Fertigungsunternehmen verwenden diesen Standard typischerweise als Referenz für die Produktion. Es ist weithin anerkannt, dass ein geringerer Tray-Verzug die Wahrscheinlichkeit verringert, dass Chips und Module aus ihren Aussparungen/Taschen herausspringen, wodurch eine sicherere Lagerung und ein sicherer Transport ermöglicht werden. Um die Qualitätsstandards der Branche aufrechtzuerhalten, hat Hiner-Pack ein spezielles Projekt zur Optimierung des JEDEC-Tray-Verzugs gestartet und die Produktleistung durch multidimensionale technologische Durchbrüche auf neue Höhen getrieben.

Herausforderungen meistern: Definition von Standards und Kernproblemen

    Zu Beginn des Projekts haben wir Optimierungsziele auf der Grundlage strenger Industriestandards festgelegt. Gemäß dem Standard Jedec-Tray-DGuide4-10D und den zugehörigen Testspezifikationen muss der Verzug von JEDEC-Trays nach kontinuierlichem Backen bei 150 °C innerhalb von 0,8 mm kontrolliert werden. Trays für kleinere Chips oder Komponenten erfordern noch höhere Präzision und Ebenheit. Durch umfassende Tests und Datenanalysen früherer Chargen haben wir drei Kernprobleme identifiziert, die zum Verzug beitragen: thermische Verformung durch nicht übereinstimmende Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) in Materialien, ungleichmäßige Spannungsverteilung während des Formens und unzureichende strukturelle Symmetrie. Diese Probleme werden während des Temperaturwechsels bei Hochtemperaturlagerung und Langstreckentransport verschärft und stellen kritische Engpässe in der Qualitätskontrolle dar.

Multidimensionale Durchbrüche: Full-Chain-Optimierung von Design bis Fertigung

1. Konstruktionsdesign: Reduzierung von Spannungen durch Symmetrie

    Inspiriert von den Designprinzipien für hochdichte IC-Substrate haben wir das „Symmetrieprinzip“ während des gesamten Tray-Designprozesses angewendet. Die Nutmatrixverteilung wurde reoptimiert, um gleichmäßige Kupferfolien- und Harzschichtdicken über den Tray zu gewährleisten. Zusätzlich wurden „Ausgleichsinseln“ in nicht-funktionale Bereiche eingefügt, wobei ein Flächenverhältnis von 40 % bis 60 % zwischen den Schichten beibehalten wurde, wobei die Abweichungen der benachbarten Schichten 10 % nicht überschreiten durften. Mithilfe von Finite-Elemente-Analyse (FEA)-Tools haben wir thermomechanische Verhaltensmodelle erstellt, um Verformungstrends bei unterschiedlichen Temperaturen während der Designphase genau vorherzusagen, wodurch eine proaktive Parameteroptimierung zur Bekämpfung potenzieller Verzugsrisiken ermöglicht wird.

2. Fertigungsprozesskontrolle: Präzisionskontrolle und Echtzeitüberwachung

    In der Produktion haben wir einen „gestuften Aushärtungsprozess“ eingeführt, bei dem innere Spannungen während des Formens durch eine abgestufte Temperaturkontrolle allmählich abgebaut werden, wodurch herkömmliche Einmal-Aushärtungsmethoden ersetzt werden. Die Schichtpressausrüstung wurde mit einer Technologie zur gleichmäßigen Druckverteilung aufgerüstet, um Druck- und Temperaturbereiche präzise zu steuern und eine gleichmäßige Harzaushärtung zu gewährleisten. Um einen Qualitätsabschluss zu erreichen, haben wir ein berührungsloses Lasertriangulationsmesssystem zur Echtzeitüberwachung der Verzugsdaten in jeder Charge eingesetzt und durch KI-Analyse einen Optimierungsrückkopplungsmechanismus für den Fertigungsprozess gebildet.

Ergebnisse erzielen: Qualitätsverbesserungen und erhöhter Kundennutzen

    Durch kontinuierliche iterative Optimierung wurde der Verzug unserer JEDEC-Trays stabil unter 0,3 mm gehalten, was die branchenübliche Grenze von 0,8 mm deutlich übertrifft. Dieser Durchbruch reduzierte nicht nur die Produktfehlerquote um 92 %, sondern erfüllte auch die hochpräzisen Verpackungsanforderungen für Chips in voller Größe von 33 mm bis 22 mm. Wir werden weiterhin die Anwendung modernster Materialien wie graphenverstärkte Substrate erforschen und eingebettete aktive Kompensationsstrukturen entwickeln, um die Qualität und Sicherheit der Halbleiter-Lieferkette mit noch größerer Präzision zu gewährleisten.