Мале, златне избочине на силиконском чипу, везе које ће касније бити окренуте и спојене на плочу, галванизоване су од топлог, пажљиво избалансираног раствора златног сулфита. Хемија овог купатила је изузетно осетљива. Један, залутали атом гвожђа, никла или бакра који се раствори из металног грејача би се таложио заједно са златом, формирајући тврди, крхки интерметал који би уништио електрична и механичка својства избочине. Потопни грејач унутар ове драгоцене, осетљиве купке мора бити хемијски невидљив. ПТФЕ је тај невидљиви извор топлоте.

Процес наношења позлаћеног сулфита за набијање плочица

Ударавање плочица је критичан корак у напредном паковању полупроводника. Након што су интегрисана кола произведена на силиконској плочици, на улазним/излазним подлогама се формирају ситне проводне избочине (обично злато, лем или бакар). Ове неравнине омогућавају да се чип окрене и залепи директно за подлогу или штампану плочу-технику познату као флип-цхип паковање.

За набијање злата, купка за галванизацију је најчешће азлатни сулфитрешење. За разлику од старијих златних купки на бази цијанида, златни сулфит није цијанид, делује на скоро неутралном до благо алкалном пХ (обично 8-10) и обезбеђује фино зрнато, светло златно наслаге. Купатило садржи:

Злато као комплекс сулфита натријум или калијум злата.

Власнички стабилизатори за спречавање распадања.

Средства за осветљавање и изравнавање за постизање глатке, уједначене неравне површине.

Проводне соли (нпр. калијум сулфит или фосфат) за побољшање дистрибуције струје.

Купатило се одржава на нежном40-60 степени. На овој температури, брзина облагања је оптимизована, напон таложења је минимизиран, а морфологија избочина остаје фина и уједначена. Цео процес се изводи у условима чистих просторија, често у покривеним резервоарима како би се спречила контаминација из ваздуха.

Зашто је ПТФЕ грејач индустријски стандард

У аПТФЕ грејач златне сулфитне плочице бумпингПримена, урањајући грејач служи само једној, бескомпромисној сврси: да обезбеди стабилну, уједначену топлоту без уношења било какве металне нечистоће у каду. Конвенционални грејач са металним омотачем (нпр. титанијум, нерђајући челик или чак позлаћени метал) би полако испирао јоне у раствор сулфита. Сулфитни лиганд је благи агенс за стварање комплекса који може да нападне многе метале, посебно на повишеним температурама. Чак и трагови гвожђа, никла, бакра или цинка (делови на милијарду) могу да се таложе заједно са златом током галванизације. Ови страни атоми формирају чврсте, ломљиве интерметалне фазе или мењају структуру зрна златне кврге, што доводи до:

Повећан контактни отпор.

Смањена отпорност на смицање.

Крхки прелом током термозвучног или термокомпресионог везивања.

Слабо влажење подлоге током монтаже.

Потопни грејач обложен ПТФЕ у потпуности елиминише овај ризик. ПТФЕ омотач је потпуно инертан у односу на благо алкални раствор сулфита злата. Не реагује са хемијом у купатилу, не упија никакве компоненте и ослобађа апсолутно нула металних јона. Сам ПТФЕ материјал је девичанског разреда високе чистоће, без пунила или адитива који би потенцијално могли да излуже загађиваче. Грејач се може безбедно уронити у каду месецима или годинама без нарушавања чистоће раствора.

Додатне предности: Нелепљива површина и опоравак злата

Глатка површина ПТФЕ-а која се не лепи пружа другу критичну предност. Позлаћене купке имају тенденцију таложења метала на било коју проводну или каталитички активну површину. Ако би се користио метални грејач, злато би се излегло на његов омотач, формирајући груб, неравни слој. ово би:

Отпадно скупо злато (тренутно процењено на преко 60.000 долара по килограму).

Промените површинску емисивност грејача и карактеристике преноса топлоте.

Направите извор честица које се љускају које би могле контаминирати плочицу.

Захтева периодично скидање грејача, скуп и опасан корак одржавања.

ПТФЕ грејач, будући да је електрична изолација и не-каталитички, не подстиче таложење злата. Плашт остаје чист, светао и без наслага метала. Свако злато које се исталожи (нпр. услед распадања у купатилу) је обично фини прах који се може сакупљати на одвојеним филтерима, а не лепити се за грејач.

ПТФЕ грејач је хемијски немо, топло присуство у деликатној кади где се рађају златне везе чипа, не додајући ништа осим прецизне топлоте потребне за савршен, уједначен депозит.

Обезбеђивање уједначене висине избочина преко плочице

За успешно спајање флип-цхип-а, златне избочине морају имати веома уједначену висину по целој плочици (обично унутар ±1–2 μм за избочину од 50 μм). Било која варијација температуре у купатилу за облагање директно се претвара у варијацију у брзини облагања, јер је реакција таложења термички активирана. Хладно место у кади производи краће избочине; врућа тачка производи више избочине. Када се плочица касније поравна и залепи, неуједначене висине избочина доводе до отворених спојева (где кратке избочине не долазе у контакт) или напуклих спојева (где су високе избочине изложене превеликом притиску).

ПТФЕ урањајући грејач је дизајниран да обезбеди уједначено грејање ниске густине вати. Вишеструки грејни елементи су распоређени дуж дужине ПТФЕ омотача, или је више грејних јединица распоређено око резервоара за облагање. Купатило се обично циркулише (помоћу пумпе обложене ПТФЕ-ом или мехуриће азота) да би се елиминисали било какви топлотни градијенти. ПТФЕ грејач доприноси овој униформности тако што не ствара локализоване вруће тачке. Температура његове површине одржава се ниском (обично 3-5 степени изнад температуре купатила), а ПТФЕ омотач равномерно шири топлоту. Резултат је уједначеност температуре од ±1 степен у резервоару за облагање, омогућавајући конзистентне висине избочина од матрице до матрице.

Напомена о чистоћи: Захтеви за чисту собу и квалитет воде

Решење за облагање златног сулфита који се користи за набијање плочица није типично индустријско купатило. Мора да испуњава стандарде чистоће за полупроводнике. Због тога, цео систем грејања и руковања течностима мора бити дизајниран за ултрачист рад:

Покривен резервоар:Резервоар је опремљен чврстим поклопцем (често направљен од полипропилена или ПВДФ) како би се спречило да честице у ваздуху, прашина и испарљива органска једињења уђу у купатило. ПТФЕ грејач се монтира кроз заптивену прирубницу у поклопцу или бочном зиду.

ДИ вода високе чистоће: The bath is made up with semiconductor‑grade deionized (DI) water, typically with resistivity >18,2 МΩ·цм и укупни органски угљеник (ТОЦ)<1 ppb. Any contamination in the water would be concentrated during bath operation.

Претходно чишћење ПТФЕ грејача:Пре уградње, ПТФЕ грејач је темељно очишћен и пасивиран. Редослед чишћења обично укључује:

Одмашћивање благим детерџентом без остатака.

Испирање са ДИ водом.

Потапање у разблаженом раствору азотне или сулфаминске киселине (да би се уклонили сви површински метални трагови из производног процеса).

Завршно испирање са ДИ водом и сушење у чистом окружењу.

Без ослобађања силикона или угљоводоника:ПТФЕ грејач мора бити сертификован да не садржи силиконе који могу да се излуже, пластификаторе или друге органске адитиве који би могли да контаминирају златне наслаге или делују као средства за изравнавање.

Оперативне праксе за дуг животни век купања

Да би се максимизирао живот златног сулфитног купатила и ПТФЕ грејача, препоручују се следеће праксе:

Грејање резервоара у празном ходу:Када је линија за облагање неактивна (нпр. преко ноћи или викендом), температура купатила се може смањити на собну температуру да би се успорила деградација органских адитива. ПТФЕ грејач је искључен. Одвојени, ПТФЕ резервни грејач мале снаге може да се користи за одржавање купатила тик изнад тачке падавина било које соли (обично 30 степени), али се то често избегава ради уштеде енергије.

Филтрирање:Купатило се континуирано филтрира кроз полипропиленски или ПТФЕ филтер од 0,2 μм или 0,1 μм да би се уклониле све честице (укључујући све талог злата). ПТФЕ грејач треба да буде постављен тако да се избегне директан удар повратног тока филтера, што може изазвати локализовану ерозију или вибрације.

Периодичне анализе купатила:Концентрација злата, пХ и нивои адитива се мере свакодневно. Изненадни пад перформанси оплата се понекад може пратити до квара грејача (нпр. напукнут омотач који омогућава улазак метала у трагове). У том случају, захваћено купатило мора бити одбачено и замењено.

Преглед грејача:Током одржавања купатила (нпр. месечно), ПТФЕ грејач се визуелно проверава да ли има пукотина, промене боје или накупљања злата (не би требало да буде присутно). Меггер тест (отпор изолације) се изводи како би се осигурало да влага није продрла у омотач.

Закључак: Заштита критичних веза микрочипа

ПТФЕ урањајући грејач је суштински, не-контаминирајући и поуздан извор топлоте за процес набијања златних сулфита. Он штити квалитет критичних веза микрочипа-ситних златних избочина које преносе сигнале и снагу са чипа у спољашњи свет. Без хемијски инертног раствора за грејање без метала, купка би се деградирала, уједначеност неравнина би патила, а приноси при монтажи би се срушили. Перформансе суперкомпјутера, паметног телефона или аутономног возила заштићене су атомском чистоћом једноставног, пластичног грејача. У чистом окружењу полупроводничке амбалаже, ПТФЕ грејач није само компонента; он је чувар чистоће, омогућава принос и тихи партнер у стварању најнапредније електронике на свету.