Sissejuhatus: Microelectronics Packaging Challenge
Tina{0}}hõbedasulami väikesed mikroskoopilised konarused pooljuhtkiibil-, mis on hiljem ümber pööratud ja trükkplaadiga ühendatud-, on galvaniseeritud soojast, keerulisest ja kergelt happelisest orgaanilisest sulfonaatvannist. Selle vanni keemia on suurepäraselt tundlik igasuguse metallilise saaste suhtes, eriti tina halvima vaenlase vase suhtes. PTFE-st (polütetrafluoroetüleenist) valmistatud sukelküttekeha on keemiliselt vaikne, puhas ja usaldusväärne soojusallikas, mis hoiab vanni täpsel temperatuuril, mis on vajalik täiuslikuks ja ühtlaseks muhke moodustamiseks. Täiustatud pakkimisprotsessis, mida tuntakse vahvlite löömisena, onPTFE küttekeha plekk-hõbedane vahvel põrkubrakendusest on saanud tööstusstandard termilise stabiilsuse säilitamiseks ilma kahjulikke lisandeid lisamata.
Hõbedase galvaniseeritud vanni- koostis ja tundlikkus
Tina{0}}hõbedavahvlite löömiseks kasutatav vann sisaldab lahustuvate orgaaniliste sulfonaatidena tina ja hõbedat ning antioksüdantide, teravilja rafineerijate ja kompleksimoodustajate patenteeritud segu. See koostis toimib õrnas temperatuurivahemikus ligikaudu 25–40 kraadi -piisavalt sooja, et soodustada ühtlast sadestumise kineetikat, kuid piisavalt jahe, et vältida orgaaniliste lisandite lagunemist. Vanni stabiilsus on oma olemuselt õrn. Igasugune võõrmetalliioonide, eriti vase, sissetoomine põhjustab vahetuid ja hävitavaid tagajärgi: vase ioonid eralduvad, põhjustades karedaid dendriitide ladestusi, mis rikuvad muhke morfoloogiat ja kahjustavad elektrilist jõudlust.
PTFE roll inertse kütteplatvormina
PTFE sukelsoojendi on selle rakenduse jaoks tavaline küttelahendus. PTFE ümbris on orgaanilise sulfonaadi keemia suhtes täiesti inertne ja ei vabasta vanni absoluutselt metalliioone. Kõige kriitilisem on see, et vaseioone ei sisestata, kuna PTFE ei sisalda leostuvaid metalliliike. See inertsus ei ole pelgalt mugavus, vaid protsessi nõue. PTFE-soojendi toimib sooja, inertse ja aatomiliselt vaikse saarena õrnas keemiameres, kus sünnivad kiibi pisikesed hõbedased ühendused. Sisemise takistuselemendi tekitatud soojus kantakse läbi PTFE seina ilma keemilise koostoimeta küttekeha pinna ja plaadistuslahuse vahel.
PTFE eelised tina{0}}hõbeda vanni temperatuuri reguleerimiseks
Nullmetalliioonide vabastamine
Tavalised metallkestaga -küttekehad (nt roostevaba teras või titaan) võivad aeglaselt korrodeeruda või ioonide jäljed agressiivsetesse kattevannidesse leostada. Isegi osade -per-miljardi kohta oleks küttekeha kesta vase saastumine katastroofiline. Seevastu PTFE on puhas fluorosüsivesinikpolümeer, millel pole metallilisi koostisosi. See ei vabasta mis tahes tüüpi metalliioone, tagades, et vann jääb vabaks esmastest saasteainetest, mis halvendavad tina-hõbeda sadestumist.
Mittekleepuv pind{0}} hoiab ära muda kogunemise
PTFE ümbrise sile, -nakkumatu pind takistab tina oksüdatsioonimuda või muude vanni lagunemissaaduste nakkumist. Tina(II) ioonid võivad aja jooksul oksüdeeruda tina(IV)ks, moodustades lahustumatuid sademeid. Metallist küttekehale nakkuks selline muda, isoleeriks küttepinna ja lõpuks kihistub osakestena, mis vahvlit saastavad. PTFE-l loputatakse juhuslik muda lihtsalt ära või jääb vanni hõljuma, kust seda saab eemaldada küttekeha külge kleepumise asemel filtreerimise teel.
Stabiilne, ühtlane soojusjaotus
PTFE-kütteseade tagab stabiilse ja puhta soojuse ilma lokaalsete kuumade kohtadeta. PTFE soojusjuhtivus on metallidega võrreldes madal, kuid seda omadust hallatakse küttekeha hoolika disainiga-, kasutades tavaliselt madala -vati-tihedusega konfiguratsiooni ja mitut kuumutustsooni. Tulemuseks on õrn ja ühtlane temperatuuriprofiil kogu vannis. Järjepidev temperatuuri reguleerimine tähendab otse ühtlast sadestuskiirust ja täiesti ühtlast löögi kõrgust kogu vahvli pinnal. Vahvlite löömise korral, kus löögi kõrguse ühtlus peab 300 mm vahvlil sageli jääma mõne protsendi piiresse, ei ole temperatuuri ühtlus vaieldav.
Märkus puhtuse kohta: vajadus kaetud, filtreeritud vanni ja kõrge puhtusastmega PTFE kesta järele
Isegi PTFE-soojendi puhul nõuab vanni puhtuse säilitamine terviklikku lähenemist. Tina-hõbeda vanni tuleks kasutada kaetud paagis, et minimeerida õhus lenduvate tahkete osakeste saastumist ja oksüdatsiooni. Pidev filtreerimine (tavaliselt läbi 0,2–1,0 µm filtrite) eemaldab kõik tahked osakesed, sealhulgas juhusliku tinamuda või tolmu. Lisaks ei ole kõik PTFE-katted võrdsed. Tuleb täpsustada pooljuhtkvaliteediga kõrge puhtusastmega PTFE-, mis ei sisalda täiteaineid, pigmente ega ringlussevõetud sisu-. Tavaline kaubanduslik PTFE võib sisaldada abiaineid või värvaineid, mis võivad vanni leostuda. Vahvlite löömiseks on vastuvõetav ainult dokumenteeritud puhtussertifikaadiga esmane pooljuht-PTFE.
Anoodi ja küttekeha koostoime
Tina-hõbedamise anoodimaterjal on samuti kriitilise tähtsusega-, olenevalt vanni konstruktsioonist tavaliselt kõrge puhtusastmega tina või lahustumatu plaatina-titaan anoodid. Küttekeha ei tohi muutuda soovimatuks anoodiks või katoodiks elektrokeemilises elemendis. PTFE täielik elektriisolatsioon tagab, et kerise ja vanni vahel ei teki galvaanilist koostoimet. See välistab igasuguse küttekeha elektrokeemilise tõuke lagunemise või selle pinna tahtmatu plaadistamise ohu. PTFE-küttekeha on tegelikult elektrokeemiliselt nähtamatu.
Järeldus: aatomipuhtus superarvuti jõudluse jaoks
PTFE sukelsoojendi on tina-hõbevahvlite löömise protsessi jaoks oluline, keemiliselt inertne ja täiesti mittesaastav soojusallikas. Pakkudes stabiilset ja ühtlast temperatuuri ilma metalliioone -eriti vase- vabastamata, kaitseb see mikrokiibi ühenduste elektrilist ja mehaanilist terviklikkust. Iga sellistes puhastatud tingimustes usaldusväärselt moodustatud muhk aitab kaasa täiustatud pooljuhtpakettide üldisele tootlikkusele ja pikaajalisele{4}}usaldusväärsusele. Väga reaalses mõttes algab superarvuti jõudlus selle plaadistusvanni soojuse aatompuhtusest. Selle puhtuse teeb võimalikuks PTFE-küttekeha vaikne ja usaldusväärne olemasolu.
