ওয়েফার বাম্পিংয়ের জন্য গোল্ড সালফাইট প্লেটিং সলিউশন গরম করার জন্য পিটিএফই হিটারগুলি কীভাবে ব্যবহৃত হয়?

একটি সিলিকন চিপের ছোট, সোনালি বাম্প, যে সংযোগগুলি পরে উল্টানো হবে এবং একটি সার্কিট বোর্ডের সাথে সংযুক্ত হবে, একটি উষ্ণ, সাবধানে সুষম সোনার সালফাইট দ্রবণ থেকে ইলেক্ট্রোপ্লেট করা হয়। এই স্নানের রসায়ন অত্যন্ত সংবেদনশীল। ধাতব হিটার থেকে দ্রবীভূত লোহা, নিকেল বা তামার একটি একক, ভুল পরমাণু সোনার সাথে জমা হবে, যা একটি শক্ত, ভঙ্গুর আন্তঃধাতু তৈরি করবে যা বাম্পের বৈদ্যুতিক এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে নষ্ট করবে। এই মূল্যবান, সংবেদনশীল স্নানের ভিতরে নিমজ্জন হিটারটি অবশ্যই রাসায়নিকভাবে অদৃশ্য হতে হবে। PTFE সেই অদৃশ্য তাপের উৎস।

ওয়েফার বাম্পিংয়ের জন্য গোল্ড সালফাইট প্লেটিং প্রক্রিয়া

ওয়েফার বাম্পিং উন্নত সেমিকন্ডাক্টর প্যাকেজিংয়ের একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ। ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটগুলি একটি সিলিকন ওয়েফারে তৈরি করার পরে, ইনপুট/আউটপুট প্যাডে ক্ষুদ্র পরিবাহী বাম্প (সাধারণত সোনা, সোল্ডার বা তামা) তৈরি হয়। এই বাম্পগুলি চিপটিকে ফ্লিপ করার অনুমতি দেয় এবং সরাসরি একটি সাবস্ট্রেট বা সার্কিট বোর্ডে-একটি কৌশল যা ফ্লিপ-চিপ প্যাকেজিং নামে পরিচিত।

গোল্ড বাম্পিংয়ের জন্য, ইলেক্ট্রোপ্লেটিং বাথ সবচেয়ে বেশি হয় aসোনার সালফাইটসমাধান পুরানো, সায়ানাইড-ভিত্তিক সোনার স্নানের বিপরীতে, সোনার সালফাইট অ-সায়ানাইড, কাছাকাছি-নিরপেক্ষ থেকে হালকা ক্ষারীয় pH (সাধারণত 8-10) পর্যন্ত কাজ করে এবং একটি সূক্ষ্ম দানাদার, উজ্জ্বল সোনার আমানত প্রদান করে। স্নানের মধ্যে রয়েছে:

সোডিয়াম বা পটাসিয়াম গোল্ড সালফাইট কমপ্লেক্স হিসাবে সোনা।

পচন প্রতিরোধ করার জন্য মালিকানাধীন স্টেবিলাইজার।

ব্রাইটনার এবং লেভেলার একটি মসৃণ, অভিন্ন বাম্প পৃষ্ঠ অর্জন করতে।

পরিবাহী লবণ (যেমন, পটাসিয়াম সালফাইট বা ফসফেট) বর্তমান বিতরণ উন্নত করতে।

স্নান একটি মৃদু এ বজায় রাখা হয়40-60 ডিগ্রী. এই তাপমাত্রায়, কলাইয়ের হার অপ্টিমাইজ করা হয়, জমার চাপ কমানো হয় এবং বাম্পের আকার সূক্ষ্ম এবং অভিন্ন থাকে। বায়ুবাহিত দূষণ রোধ করার জন্য প্রায়শই আচ্ছাদিত ট্যাঙ্কগুলিতে সম্পূর্ণ প্রক্রিয়াটি পরিষ্কারকক্ষের অবস্থায় সঞ্চালিত হয়।

কেন একটি PTFE হিটার শিল্প মান

কPTFE হিটার সোনার সালফাইট ওয়েফার বাম্পিংপ্রয়োগ, নিমজ্জন হিটার একটি একক, আপোষহীন উদ্দেশ্য পরিবেশন করে: স্নানের মধ্যে কোনো ধাতব অপবিত্রতা প্রবর্তন না করেই স্থিতিশীল, অভিন্ন তাপ প্রদান করা। একটি প্রচলিত ধাতু-চাপযুক্ত হিটার (যেমন, টাইটানিয়াম, স্টেইনলেস স্টীল বা এমনকি সোনার ধাতুপট্টাবৃত ধাতু) ধীরে ধীরে সালফাইট দ্রবণে আয়নগুলিকে লিচ করবে। সালফাইট লিগ্যান্ড একটি হালকা জটিল এজেন্ট যা অনেক ধাতুকে আক্রমণ করতে পারে, বিশেষ করে উচ্চ তাপমাত্রায়। এমনকি লোহা, নিকেল, তামা বা দস্তার পরিমাণও (প্রতি বিলিয়ন অংশ) ইলেক্ট্রোপ্লেটিং এর সময় সোনার সাথে জমা হতে পারে। এই বিদেশী পরমাণুগুলি শক্ত, ভঙ্গুর আন্তঃধাতু পর্যায়গুলি গঠন করে বা সোনার বাম্পের শস্য কাঠামোকে পরিবর্তন করে, যার ফলে:

বর্ধিত যোগাযোগ প্রতিরোধের.

শিয়ার শক্তি হ্রাস.

থার্মোসনিক বা থার্মোকম্প্রেশন বন্ধনের সময় ভঙ্গুর ফ্র্যাকচার।

সমাবেশের সময় সাবস্ট্রেটের উপর দুর্বল ভেজা।

একটি PTFE-চাপযুক্ত নিমজ্জন হিটার এই ঝুঁকি সম্পূর্ণভাবে দূর করে। PTFE খাপ হালকা ক্ষারীয় সোনার সালফাইট দ্রবণে সম্পূর্ণরূপে নিষ্ক্রিয়। এটি স্নানের রসায়নের সাথে প্রতিক্রিয়া করে না, কোন উপাদান শোষণ করে না এবং একেবারে শূন্য ধাতব আয়ন প্রকাশ করে। PTFE উপাদান নিজেই একটি উচ্চ-বিশুদ্ধতা ভার্জিন গ্রেড, ফিলার বা সংযোজন মুক্ত যা সম্ভাব্য দূষিত পদার্থগুলিকে ছাড়তে পারে। দ্রবণ বিশুদ্ধতা অবনমিত না করে হিটার নিরাপদে মাস বা বছর ধরে স্নানে নিমজ্জিত হতে পারে।

অতিরিক্ত সুবিধা: নন-স্টিক সারফেস এবং গোল্ড রিকভারি

PTFE এর মসৃণ, নন-স্টিক পৃষ্ঠ একটি দ্বিতীয় গুরুত্বপূর্ণ সুবিধা প্রদান করে। গোল্ড প্লেটিং স্নানের যে কোনো পরিবাহী বা অনুঘটকভাবে সক্রিয় পৃষ্ঠে ধাতু জমা করার প্রবণতা রয়েছে। যদি একটি ধাতব হিটার ব্যবহার করা হয়, তাহলে সোনা তার খাপের উপর প্রলেপ দেবে, একটি রুক্ষ, অসম স্তর তৈরি করবে। এটি হবে:

বর্জ্য ব্যয়বহুল সোনা (বর্তমানে মূল্য প্রতি কিলোগ্রাম $60,000)।

হিটারের পৃষ্ঠ নির্গততা এবং তাপ স্থানান্তর বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করুন।

ফ্লেকিং কণার একটি উৎস তৈরি করুন যা ওয়েফারকে দূষিত করতে পারে।

হিটারের পর্যায়ক্রমিক স্ট্রিপিং প্রয়োজন, একটি ব্যয়বহুল এবং বিপজ্জনক রক্ষণাবেক্ষণের পদক্ষেপ।

PTFE হিটার, বৈদ্যুতিকভাবে নিরোধক এবং অ-অনুঘটক হওয়ায়, সোনার জমাকে উৎসাহিত করে না। খাপ পরিষ্কার, উজ্জ্বল এবং ধাতব জমাট মুক্ত থাকে। যে কোন স্বর্ণ যা দ্রুত বের হয়ে যায় (যেমন, স্নানের পচনশীলতার কারণে) সাধারণত একটি সূক্ষ্ম পাউডার যা আলাদা ফিল্টারে সংগ্রহ করা যায়, হিটারের সাথে লেগে থাকে না।

PTFE হিটার একটি রাসায়নিকভাবে নিঃশব্দ, সূক্ষ্ম স্নানের উষ্ণ উপস্থিতি যেখানে চিপের সোনালী সংযোগগুলি জন্ম নেয়, একটি নিখুঁত, অভিন্ন জমার জন্য প্রয়োজনীয় সুনির্দিষ্ট তাপ ছাড়া আর কিছুই যোগ করে না।

ওয়েফার জুড়ে অভিন্ন বাম্প উচ্চতা নিশ্চিত করা

সফল ফ্লিপ-চিপ বন্ডিংয়ের জন্য, গোল্ড বাম্পগুলির সমগ্র ওয়েফার জুড়ে একটি উচ্চ অভিন্ন উচ্চতা থাকতে হবে (সাধারণত 50 μm বাম্পের জন্য ±1–2 μm এর মধ্যে)। প্লেটিং স্নান জুড়ে তাপমাত্রার যে কোনো পরিবর্তন সরাসরি প্রলেপ হারের তারতম্যে ​​অনুবাদ করে, কারণ জমা বিক্রিয়া তাপগতভাবে সক্রিয় হয়। স্নানের একটি ঠাণ্ডা স্পট ছোট আঁচড় তৈরি করে; একটি হট স্পট লম্বা বাম্প তৈরি করে। যখন ওয়েফারটি পরে সারিবদ্ধ এবং বন্ধন করা হয়, তখন নন-ইউনিফর্ম বাম্প উচ্চতা খোলা সংযোগের দিকে নিয়ে যায় (যেখানে ছোট বাম্পগুলি যোগাযোগ করে না) বা ফাটল জয়েন্টগুলি (যেখানে লম্বা বাম্পগুলি অতিরিক্ত চাপ পায়)।

PTFE নিমজ্জন হিটারটি অভিন্ন, কম-ওয়াট-ঘনত্ব গরম করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। একাধিক গরম করার উপাদান PTFE খাপের দৈর্ঘ্য বরাবর বিতরণ করা হয়, অথবা একাধিক হিটার ইউনিট প্লেটিং ট্যাঙ্কের চারপাশে সাজানো হয়। কোনো তাপীয় গ্রেডিয়েন্ট নির্মূল করার জন্য স্নানটি সাধারণত (PTFE- রেখাযুক্ত পাম্প বা নাইট্রোজেন বুদবুদ দ্বারা) সঞ্চালিত হয়। PTFE হিটার স্থানীয় হট স্পট তৈরি না করে এই অভিন্নতাতে অবদান রাখে। এর পৃষ্ঠের তাপমাত্রা কম রাখা হয় (সাধারণত স্নানের তাপমাত্রা থেকে 3-5 ডিগ্রি বেশি), এবং PTFE খাপ সমানভাবে তাপ ছড়িয়ে দেয়। ফলাফল হল প্রলেপ ট্যাঙ্ক জুড়ে একটি ±1 ডিগ্রি তাপমাত্রার অভিন্নতা, যা ডাই থেকে ডাই পর্যন্ত সামঞ্জস্যপূর্ণ বাম্প উচ্চতা সক্ষম করে।

বিশুদ্ধতা নোট: ক্লিনরুম এবং জলের গুণমানের প্রয়োজনীয়তা

ওয়েফার বাম্পিংয়ের জন্য ব্যবহৃত সোনার সালফাইট প্লেটিং দ্রবণটি একটি সাধারণ শিল্প স্নান নয়। এটি অবশ্যই সেমিকন্ডাক্টর-গ্রেড বিশুদ্ধতার মান পূরণ করবে। অতএব, সম্পূর্ণ গরম এবং তরল হ্যান্ডলিং সিস্টেমটি অতি পরিষ্কার অপারেশনের জন্য ডিজাইন করা আবশ্যক:

আচ্ছাদিত ট্যাঙ্ক:বায়ুবাহিত কণা, ধূলিকণা এবং উদ্বায়ী জৈব যৌগগুলিকে স্নানে প্রবেশ করতে বাধা দেওয়ার জন্য প্লেটিং ট্যাঙ্কে একটি টাইট কভার (প্রায়শই পলিপ্রোপিলিন বা PVDF দিয়ে তৈরি) লাগানো থাকে। PTFE হিটারটি কভার বা পাশের দেয়ালে একটি সিল করা ফ্ল্যাঞ্জের মাধ্যমে মাউন্ট করা হয়।

উচ্চ বিশুদ্ধতা ডিআই জল: The bath is made up with semiconductor‑grade deionized (DI) water, typically with resistivity >18.2 MΩ·cm এবং মোট জৈব কার্বন (TOC)<1 ppb. Any contamination in the water would be concentrated during bath operation.

PTFE হিটার প্রাক-পরিষ্কার:ইনস্টলেশনের আগে, PTFE হিটারটি পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে পরিষ্কার এবং নিষ্ক্রিয় করা হয়। পরিষ্কারের ক্রমটি সাধারণত জড়িত থাকে:

একটি হালকা, অবশিষ্টাংশ-মুক্ত ডিটারজেন্ট দিয়ে ডিগ্রেসিং।

DI জল দিয়ে ধুয়ে ফেলা।

একটি পাতলা নাইট্রিক বা সালফামিক অ্যাসিড দ্রবণে ভিজিয়ে রাখা (উৎপাদন প্রক্রিয়া থেকে পৃষ্ঠের ধাতুর চিহ্ন অপসারণ করতে)।

DI জল দিয়ে শেষ ধুয়ে পরিষ্কার পরিবেশে শুকানো।

কোন সিলিকন বা হাইড্রোকার্বন রিলিজ নেই:PTFE হিটারটি অবশ্যই লিচযোগ্য সিলিকন, প্লাস্টিকাইজার বা অন্যান্য জৈব সংযোজন মুক্ত হিসাবে প্রত্যয়িত হতে হবে যা সোনার আমানতকে দূষিত করতে পারে বা সমতলকরণ এজেন্ট হিসাবে কাজ করতে পারে।

দীর্ঘ স্নান জীবনের জন্য অপারেশনাল অনুশীলন

গোল্ড সালফাইট বাথ এবং পিটিএফই হিটারের আয়ু বাড়াতে, নিম্নলিখিত অনুশীলনগুলি সুপারিশ করা হয়:

ট্যাঙ্ক নিষ্ক্রিয় গরম করা:যখন প্লেটিং লাইনটি নিষ্ক্রিয় থাকে (যেমন, রাতারাতি বা সপ্তাহান্তে), জৈব সংযোজনগুলির ধীর হ্রাসের জন্য স্নানের তাপমাত্রা ঘরের তাপমাত্রায় হ্রাস করা যেতে পারে। PTFE হিটার বন্ধ আছে. একটি পৃথক, কম-ওয়াটের PTFE স্ট্যান্ড-বাই হিটার ব্যবহার করা যেতে পারে স্নানকে যেকোনো লবণের বৃষ্টিপাতের বিন্দু (সাধারণত 30 ডিগ্রি) থেকে ঠিক উপরে রাখতে, কিন্তু শক্তি সঞ্চয় করার জন্য এটি প্রায়শই এড়ানো হয়।

পরিস্রাবণ:কোনো কণা (যে কোনো সোনার ক্ষরণ সহ) অপসারণ করতে একটি 0.2 μm বা 0.1 μm পলিপ্রোপিলিন বা PTFE ফিল্টারের মাধ্যমে স্নানটি ক্রমাগত ফিল্টার করা হয়। ফিল্টার রিটার্ন প্রবাহের সরাসরি প্রতিবন্ধকতা এড়াতে PTFE হিটারটি স্থাপন করা উচিত, যা স্থানীয় ক্ষয় বা কম্পনের কারণ হতে পারে।

পর্যায়ক্রমিক স্নান বিশ্লেষণ:সোনার ঘনত্ব, pH এবং সংযোজন মাত্রা প্রতিদিন পরিমাপ করা হয়। কলাইয়ের কার্যক্ষমতা হঠাৎ করে কমে গেলে তা কখনও কখনও হিটারের ব্যর্থতার জন্য চিহ্নিত করা যেতে পারে (যেমন, একটি ফাটল খাপ যা ট্রেস ধাতু প্রবেশের অনুমতি দেয়)। এই ধরনের ক্ষেত্রে, প্রভাবিত স্নান বাতিল এবং প্রতিস্থাপন করা আবশ্যক।

হিটার পরিদর্শন:স্নান রক্ষণাবেক্ষণের সময় (উদাহরণস্বরূপ, মাসিক), PTFE হিটারটি ফাটল, বিবর্ণতা বা সোনা তৈরির জন্য দৃশ্যত পরিদর্শন করা হয় (কোনটি উপস্থিত থাকা উচিত নয়)। একটি মেগার পরীক্ষা (নিরোধক প্রতিরোধ) করা হয় যাতে নিশ্চিত করা হয় যে কোনও আর্দ্রতা খাপের মধ্যে প্রবেশ করেনি।

উপসংহার: মাইক্রোচিপের জটিল সংযোগগুলিকে সুরক্ষিত করা

একটি PTFE নিমজ্জন হিটার হল গোল্ড সালফাইট ওয়েফার বাম্পিং প্রক্রিয়ার জন্য অপরিহার্য, অ-দূষিত, এবং নির্ভরযোগ্য তাপের উৎস। এটি মাইক্রোচিপের গুরুত্বপূর্ণ সংযোগের গুণমান রক্ষা করে-ছোট সোনালি বাম্প যা চিপ থেকে বহির্বিশ্বে সংকেত এবং শক্তি বহন করে। রাসায়নিকভাবে নিষ্ক্রিয়, ধাতু-মুক্ত গরম করার দ্রবণ ছাড়া, স্নানের অবনতি ঘটবে, বাম্পের অভিন্নতা ক্ষতিগ্রস্ত হবে এবং সমাবেশের ফলন ভেঙে পড়বে। একটি সুপার কম্পিউটার, একটি স্মার্টফোন বা একটি স্বায়ত্তশাসিত যানের কার্যকারিতা একটি সাধারণ, প্লাস্টিকের হিটারের পারমাণবিক বিশুদ্ধতা দ্বারা সুরক্ষিত। সেমিকন্ডাক্টর প্যাকেজিংয়ের ক্লিনরুম পরিবেশে, PTFE হিটার নিছক একটি উপাদান নয়; এটি একটি বিশুদ্ধতা রক্ষাকারী, একটি ফলন সক্ষমকারী এবং বিশ্বের সবচেয়ে উন্নত ইলেকট্রনিক্স তৈরিতে একটি নীরব অংশীদার৷