Teknologi inti untuk persiapan serbuk mikro silikon ultrafine dengan kemurnian tinggi untuk semikonduktor dan sirkuit terpadu: bahan landasan untuk memberdayakan era chip

Abstrak: Seiring dengan pergerakan sirkuit terpadu (IC) semikonduktor menuju proses skala nano, permintaan akan serbuk silikon ultra halus dengan kemurnian tinggi, bahan enkapsulan utama, telah mencapai titik ekstrem. Makalah ini merinci tantangan persiapan inti dan solusi teknis untuk serbuk mikro silikon ultrafine dengan kemurnian tinggi bersudut dan bulat (SiO₂ ≥ 99,99%, Fe₂O₃ ≤ 0,0005%, ukuran partikel D50 0,5-5μm) untuk enkapsulan IC, dan ElevateSilica menyediakan teknologi dan peralatan inti persiapan bahan mutakhir yang stabil dan andal untuk industri, berdasarkan teknologi pemurnian, penghalusan ultrafine, dan sferisasinya yang inovatif. ElevateSilica menyediakan teknologi dan peralatan inti persiapan material mutakhir yang stabil dan andal bagi industri.

I. Pendahuluan: "Penjaga Tak Terlihat" dari Pengemasan Chip

Didorong oleh Hukum Moore, chip semikonduktor menjadi semakin terintegrasi, dan lebar garis terus menyusut. Ini untuk melindungi chip dari kerusakan lingkungan eksternal pada bahan penyegel plastik epoksi yang mengedepankan persyaratan yang belum pernah terjadi sebelumnya. Sebagai bahan pengisi inti enkapsulan, bubuk silikon ultrafine dengan kemurnian tinggi memainkan peran kunci sebagai "penjaga tak terlihat". Kemurnian, ukuran partikel, dan morfologinya secara langsung menentukan senyawa cetakan:

• Konduktivitas termal: memengaruhi efisiensi termal dan stabilitas chip.

• Koefisien Ekspansi Termal: Perlu dicocokkan dengan chip silikon dan rangka timah untuk mencegah keretakan yang disebabkan oleh tekanan termal.

• Sifat dielektrik: Mempengaruhi integritas dan kecepatan transmisi sinyal.

• Kepadatan dan Keandalan Paket: Ukuran partikel yang lebih halus memungkinkan tingkat pengisian yang lebih tinggi untuk memenuhi persyaratan paket yang tipis dan berdensitas tinggi.

Serbuk silikon terbaik untuk aplikasi canggih:

• Komposisi kimia: SiO₂ ≥ 99,99%, Fe₂O₃ ≤ 0,0005%, dengan tetap mengontrol secara ketat K, Na, Ca, Cu, dan pengotor logam lainnya.

• Distribusi ukuran partikel: Diperlukan distribusi sub-mikron yang ketat, ukuran partikel D50 biasanya antara 0,5-5μm, dan tidak boleh ada partikel yang terlalu besar.

• Morfologi partikel: dibagi menjadi bubuk mikro silika sudut dan bubuk mikro silika bulat dengan kinerja yang lebih baik.

Kedua, tantangan teknis inti dalam persiapan bubuk mikro silika ultra-halus dengan kemurnian tinggi

Mengubah bahan baku kuarsa alami menjadi bubuk mikro silika untuk memenuhi standar ketat di atas membutuhkan penerobosan serangkaian tantangan teknis kelas dunia:

1. Tantangan kemurnian tertinggi: untuk mengontrol kandungan besi lima bagian per juta (0,0005%) di bawahnya, dan untuk menghilangkan semua jejak pengotor yang dapat memengaruhi kinerja semikonduktor, diperlukan kemampuan pemurnian yang nyaris absolut.

2. Tantangan penghancuran ultra-halus dan kontrol ukuran: Cara menghancurkan kuarsa dengan kekerasan tinggi hingga ke tingkat sub-mikron sembari menghindari kontaminasi proses, mengontrol konsumsi energi, dan mencapai distribusi ukuran partikel yang sempit dan stabil.

3. Hambatan Sphericalisation: Mengubah partikel bersudut tak beraturan menjadi bola yang sempurna membutuhkan suhu yang sangat tinggi (di atas 2000°C) dan kontrol kinetik yang tepat untuk memastikan kebulatan yang tinggi, tidak ada bola berongga, dan permukaan yang halus.

4. Konsistensi dan Stabilitas: Industri semikonduktor membutuhkan tingkat konsistensi yang tinggi dalam kinerja produk batch, dan fluktuasi kecil apa pun dapat mengakibatkan hasil yang lebih rendah bagi pelanggan hilir.

Sistem teknologi inti ElevateSilica yang inovatif

Menanggapi tantangan ini, ElevateSilica telah mengembangkan satu set rantai teknologi lengkap yang mencakup "pemurnian bahan baku → bubuk ultra halus → klasifikasi presisi → modifikasi bola.

1. Teknologi pemurnian kimia dalam: landasan kemurnian

• Teknologi pengawetan dan pengompleks multi-tahap: Menggunakan sistem asam campuran dengan kemurnian tinggi khusus, di bawah suhu dan tekanan tinggi atau bantuan ultrasonik, bahan mentah dilindi secara mendalam, secara efektif melucuti inklusi pengotor dan ion logam permukaan. Khusus untuk besi, zat pengompleks digunakan untuk penghilangan yang ditargetkan untuk mencapai indeks batas Fe₂O₃ ≤ 0,0005%.

• Pencucian dan penyaringan air dengan kemurnian tinggi: Gunakan air ultra-murni dengan resistivitas 18 MΩ-cm atau lebih untuk melakukan pencucian arus berlawanan multi-tahap, dan kombinasikan dengan teknologi penyaringan presisi untuk menghilangkan ion radikal asam dan produk reaksi sepenuhnya.

2. Teknologi penghancuran ultra-halus dan perataan presisi: seni ukuran partikel

• Teknologi penggilingan non-polusi: Mengadopsi penggilingan yang diaduk atau penggilingan aliran udara yang dilapisi dengan zirkonia dan poliuretan dengan kemurnian tinggi untuk memastikan tidak ada polusi logam dalam proses penghancuran yang sangat halus.

• Sistem perataan presisi multi-tahap: Integrasi teknologi perataan turbin efisiensi tinggi dan perataan aliran udara, pemotongan distribusi ukuran partikel yang tepat, penghilangan partikel kasar secara efektif (>5μm) dan serbuk sangat halus (<0,5μm), untuk memastikan bahwa produk D50 terkonsentrasi pada kisaran target, dengan distribusi yang sempit dan seragam.

3. Teknologi sphericalisation suhu tinggi: lompatan dalam performa (untuk serbuk mikro silika berbentuk bola)

• Teknologi spheronisasi plasma yang hemat energi: inilah keunggulan inti teknologi kami. Menggunakan obor plasma suhu tinggi (suhu bisa mencapai puluhan ribu derajat) untuk langsung melelehkan partikel serbuk silikon bersudut, dan secara alami membentuk bulatan yang sempurna di bawah aksi tegangan permukaan.

  • Keuntungan: tingkat sphericalisation yang tinggi (≥95%), permukaan partikel yang halus dan padat, tidak ada bola berlubang; proses reaksi dilakukan di lingkungan tertutup, tidak ada polusi sekunder; konsumsi energi lebih menguntungkan daripada metode nyala tradisional.

• Kontrol suhu yang tepat dan optimalisasi hasil: melalui kontrol yang tepat dari daya plasma, laju umpan dan atmosfer, kondisi leleh dan proses pendinginan partikel dioptimalkan untuk memastikan hasil dan konsistensi yang tinggi.

4. Sistem kontrol kualitas dan inspeksi yang komprehensif

• Kami dilengkapi dengan penganalisis ukuran partikel laser, ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer), Mikroskop Elektron Pemindaian, dan peralatan pengujian canggih lainnya untuk secara ketat memantau kemurnian, ukuran partikel, dan morfologi setiap batch produk guna memastikan bahwa produk tersebut sepenuhnya memenuhi standar industri semikonduktor.

Nilai inti dari solusi ElevateSilica

1. Menerobos hambatan teknis: Kami menyediakan tidak hanya satu perangkat, tetapi juga solusi untuk batas kemurnian, ukuran partikel yang sangat halus, dan bidang yang sempurna dari keseluruhan solusi teknis untuk membantu pelanggan mematahkan situasi material kelas atas yang bergantung pada impor.

2. Kapasitas produksi yang disesuaikan: Kami dapat menyesuaikan produk dengan kombinasi ukuran partikel yang berbeda (misalnya desain gradasi "pengisian partikel besar + pemadatan partikel kecil") dan tingkat sphericalisation yang berbeda sesuai dengan formulasi bahan penyegel plastik khusus pelanggan.

3. Ekonomi dan stabilitas yang sangat baik: Rute proses sudah matang dan dapat diandalkan, dan peralatan utama dikembangkan secara independen, yang menjamin kontinuitas produksi dan konsistensi produk, serta membawa manfaat ekonomi jangka panjang dan stabil bagi pelanggan.

4. Dukungan proses penuh dari laboratorium hingga industrialisasi: Kami menyediakan dukungan teknis yang komprehensif mulai dari persiapan sampel skala kilogram hingga konstruksi lini produksi 10.000 ton, yang mencakup desain proses, pasokan peralatan inti, integrasi lini, dan pelatihan komisioning.

Dalam konteks strategi nasional untuk mengendalikan industri semikonduktor secara independen, sangat penting untuk mewujudkan lokalisasi bahan kemasan kelas atas. ElevateSilica berkomitmen untuk menjadi mesin inovasi di bidang bahan semikonduktor, menyediakan produsen chip di dalam dan luar negeri dengan kinerja yang sangat baik dan pasokan yang stabil untuk solusi bahan dasar berdasarkan teknologi inti persiapan bubuk silikon ultrafine dengan kemurnian tinggi yang terdepan di dunia, dan bekerja sama dengan perusahaan untuk menyediakan teknologi dan solusi paling canggih untuk industri semikonduktor. Bersama-sama, kami akan mendukung landasan aritmatika dunia digital.

Selamat datang untuk menghubungi tim teknis kami untuk mendapatkan proposal terperinci dan layanan pengujian sampel pada teknologi inti persiapan serbuk mikro silikon tingkat semikonduktor!