Ievads: Microelectronics Packaging Challenge
Sīkie, mikroskopiskie alvas -sudraba sakausējuma izciļņi uz pusvadītāju mikroshēmas-, kas vēlāk tika apgriezti un savienoti ar shēmas plati-, ir galvanizēti no siltas, sarežģītas un viegli skābas organiskā sulfonāta vannas. Šīs vannas ķīmija ir īpaši jutīga pret jebkādu metālisku piesārņojumu, īpaši no alvas ļaunākā ienaidnieka, vara. Iegremdējamais sildītājs, kas izgatavots no PTFE (politetrafluoretilēna), kalpo kā ķīmiski kluss, tīrs un uzticams siltuma avots, kas uztur šo vannu precīzā temperatūrā, kas nepieciešama perfektai, vienmērīgai pumpuru veidošanai. Uzlabotajā iepakošanas procesā, kas pazīstams kā vafeļu sasitīšana,PTFE sildītāja skārda sudraba vafeļu triecienspielietojums ir kļuvis par nozares standartu termiskās stabilitātes uzturēšanai, neievadot kaitīgus piemaisījumus.
Alvas{0}}galvanizācijas vannas sastāvs un jutība
Vannā, ko izmanto alvas -sudraba plāksnīšu izsitīšanai, ir alva un sudrabs kā šķīstošie organiskie sulfonāti, kā arī patentēts antioksidantu, graudu rafinētāju un kompleksveidotāju maisījums. Šis sastāvs darbojas maigā temperatūras diapazonā no aptuveni 25–40 grādiem -pietiekami silts, lai veicinātu konsekventu nogulsnēšanās kinētiku, bet pietiekami vēss, lai novērstu organisko piedevu noārdīšanos. Vannas stabilitāte pēc būtības ir maiga. Jebkāda svešu metālu jonu, īpaši vara, ievadīšana izraisa tūlītējas un destruktīvas sekas: vara joni galvenokārt izplatās, izraisot rupjus, dendrītu nogulsnes, kas sabojā izciļņu morfoloģiju un apdraud elektrisko veiktspēju.
PTFE kā inertas apkures platformas loma
PTFE iegremdējamais sildītājs ir standarta apkures risinājums šim lietojumam. PTFE apvalks ir pilnīgi inerts pret organisko sulfonātu ķīmisko sastāvu un pilnībā neizdala metāla jonus vannā. Vissvarīgākais ir tas, ka netiek ievadīti vara joni, jo PTFE nesatur izskalojamas metāliskas vielas. Šī inerce nav tikai ērtības, bet procesa prasība. PTFE sildītājs darbojas kā silta, inerta un atomiski klusa sala smalkajā ķīmiskajā jūrā, kur rodas mikroshēmas mazie sudraba savienojumi. Iekšējā pretestības elementa radītais siltums tiek pārnests caur PTFE sienu bez ķīmiskas mijiedarbības starp sildītāja virsmu un pārklājuma šķīdumu.
PTFE priekšrocības skārda{0}}vannas temperatūras kontrolei
Nulles metāla jonu atbrīvošana
Parastie sildītāji ar metāla -apvalku (piemēram, nerūsējošā tērauda vai titāna) var lēnām korozēt vai izskalot jonu pēdas agresīvās pārklājuma vannās. Pat tad, ja līmenis ir -uz-miljards, vara piesārņojums no sildītāja apvalka būtu katastrofāls. Turpretim PTFE ir tīrs fluorogļūdeņraža polimērs bez metāliskām sastāvdaļām. Tas atbrīvo nulles metāla jonus, nodrošinot, ka vanna paliek brīva no primārajiem piesārņotājiem, kas noārda alvas un sudraba nogulsnēšanos.
Ne{0}}nepiedegošā virsma novērš dūņu veidošanos
Gludā, -nepiedegošā PTFE apvalka virsma novērš alvas oksidācijas dūņu vai citu vannas sadalīšanās produktu saķeri. Alvas (II) joni laika gaitā var oksidēties par alvu (IV), veidojot nešķīstošas nogulsnes. Uz metāla sildītāja šādas dūņas pieliptu, izolētu sildvirsmu un galu galā atslāņotos kā daļiņas, kas piesārņo vafeles. Uz PTFE jebkuras nejaušas nogulsnes vienkārši izskalojas vai paliek suspendētas vannā, kur tās var noņemt, filtrējot, nevis pielipjot pie sildītāja.
Stabila, vienmērīga siltuma sadale
PTFE sildītājs nodrošina stabilu, tīru siltumu bez lokalizētiem karstajiem punktiem. PTFE siltumvadītspēja ir zema salīdzinājumā ar metāliem, taču šī īpašība tiek pārvaldīta, rūpīgi projektējot sildītāju,-parasti izmantojot zema-vatu-blīvuma konfigurāciju un vairākas sildīšanas zonas. Rezultāts ir maigs, vienmērīgs temperatūras profils visā vannā. Konsekventa temperatūras kontrole tieši nozīmē konsekventu nogulsnēšanās ātrumu un perfekti vienmērīgu izciļņu augstumu visā vafeles virsmā. Attiecībā uz vafeļu izciļņiem, kur izciļņu augstuma vienmērībai 300 mm plāksnītei bieži jābūt dažu procentu robežās, temperatūras vienmērīgums nav apspriežams.
Piezīme par tīrību: Nepieciešamība pēc pārklātas, filtrētas vannas un augstas tīrības pakāpes PTFE apvalka
Pat ar PTFE sildītāju vannas tīrības uzturēšanai nepieciešama holistiska pieeja. Alvas un sudraba vanna jādarbina pārklātā tvertnē, lai samazinātu gaisa daļiņu piesārņojumu un oksidēšanos. Nepārtraukta filtrēšana (parasti caur 0,2–1,0 µm filtriem) noņem visas cietās daļiņas, tostarp visas nejaušās alvas nogulsnes vai putekļus. Turklāt ne visi PTFE apvalki ir vienādi. Jānorāda pusvadītāju kvalitātes augstas tīrības pakāpes PTFE -bez pildvielām, pigmentiem vai otrreizēji pārstrādāta satura-. Standarta komerciālais PTFE var saturēt apstrādes palīglīdzekļus vai krāsvielas, kas var izskaloties vannā. Vafeļu triecieniem ir pieņemams tikai neapstrādāts, pusvadītāju kvalitātes PTFE ar dokumentētu tīrības sertifikātu.
Anoda un sildītāja mijiedarbība
Anoda materiāls alvas-sudraba pārklājumā arī ir ļoti svarīgs -parasti augstas tīrības alvas vai nešķīstoša platīna-titāna anodi atkarībā no vannas konstrukcijas. Sildītājs nedrīkst kļūt par neparedzētu anodu vai katodu elektroķīmiskajā šūnā. PTFE pilnīga elektriskā izolācija nodrošina, ka starp sildītāju un vannu nenotiek galvaniska mijiedarbība. Tas novērš sildītāja apvalka elektroķīmiskas izraisītas izšķīšanas vai netīšas apšuvuma risku uz tā virsmas. PTFE sildītājs faktiski ir elektroķīmiski neredzams.
Secinājums: atomu tīrība superdatora veiktspējai
PTFE iegremdējamais sildītājs ir būtisks, ķīmiski inerts un pilnīgi nepiesārņojošs siltuma avots alvas un sudraba plāksnīšu sasitīšanas procesā. Nodrošinot stabilu, vienmērīgu temperatūru, neizlaižot metāla jonus -īpaši vara-, tas aizsargā mikroshēmas starpsavienojumu elektrisko un mehānisko integritāti. Katrs izciļnis, kas uzticami izveidots šādos attīrītos apstākļos, veicina uzlaboto pusvadītāju pakotņu kopējo ražīgumu un ilgtermiņa uzticamību. Ļoti reālā nozīmē superdatora veiktspēja sākas ar siltuma atomu tīrību tā pārklājuma vannā. Šo tīrību nodrošina klusais, uzticamais PTFE sildītāja klātbūtne.
