Ускоритель склеивания пластиковых герметиков - DuPont™ Cyclotene™
Химический агент, усиливающий адгезию
В процессе производства AP3000 и AP8000 силан гидролизуется по запатентованной технологии. При этом часть алкоксисилановой или ацетоксисилильной группы преобразуется в силанольную (Si-OH) и частично конденсируется с образованием силоксановых олигомеров. Силановые олигомеры, содержащие силанольные группы, рассматриваются как активные компоненты в растворах усилителей адгезии. AP3000 и AP8000 — единственные усилители адгезии, рекомендуемые для смолы Cyclotene™.
Нанесение ускорителя схватывания
Для подготовки поверхности к покрытию смолой Cyclotene™ раствор усилителя адгезии наносится на поверхность подложки и затем высушивается вращением. Поверхность подложки сразу готова к нанесению BCB. AP3000 и AP8000 предназначены для центрифугирования и не рекомендуются для нанесения паровой грунтовки. Эти усилители адгезии улучшают адгезию BCB к большинству поверхностей. Основная функция усилителей адгезии заключается в формировании совместимого интерфейса между двумя несовместимыми материалами. Механизм адгезии основан на конденсации силанола с поверхностными атомами кислорода или гидроксильными группами. Затем поверхность металла или неорганического материала может быть покрыта органическим силаном, органической частью наружу. Делает поверхность более совместимой с органическими полимерами. AP3000 обычно обеспечивает лучшую адгезию, чем AP8000. Иногда причиной этого улучшения считается наличие винила в AP3000 (который может реагировать с бензоциклобутеновыми группами смолы). Однако конкретных данных, подтверждающих это, недостаточно. На некоторых поверхностях AP8000 работает хорошо, хотя у него отсутствуют очевидные функциональные группы, способные реагировать с полимерами BCB. Фактический механизм взаимодействия BCB с усилителями адгезии остаётся неясным.
Основной материал предварительно очищен.
Чистая поверхность, свободная от частиц и органических загрязнений, имеет решающее значение для обеспечения прочного соединения плёнки Cyclotene™ с подложкой. В зависимости от имеющегося оборудования, применялись различные методы предварительной очистки. Примеры включают:
О2 плазма О2 плазма;
Промывка водой плазмы O2/CF4;
Промывка водой плазмы O2/CF4;
Промывка уксусной кислотой Промывка водой Плазма Ar;
Средство для удаления стойких к смыву водой покрытий;
Промывка водой плазмы O2;
Антикоррозийное и демонтажное средство. Промывка водой.
Все эти методы могут успешно применяться, но при неправильной эксплуатации могут возникнуть проблемы. Для некоторых типов плазменных инструментов плазма O₂/CF₂ может образовывать оксифториды на поверхности металла, что снижает адгезию. Алюминий, по-видимому, особенно подвержен этому влиянию. Использовались антикоррозионные и удаляющие средства, но из-за неполной промывки могут образовываться остатки, что приводит к проблемам с адгезией. Наиболее распространённым методом предварительной очистки является плазма O₂ с промывкой водой или без неё. Плазменный инструмент типа RIE (реактивное ионное травление) представляется наиболее эффективным, превосходя установки для травления в бадьяках и микроволновые плазменные инструменты.
Некоторые травильные реагенты могут воздействовать на границу раздела и вызывать отслоение или отслоение плёнки Cyclotene™ от подложки. Иногда это происходит не из-за воздействия на усилитель адгезии, а из-за травления подложки. Поскольку отверждённая плёнка BCB находится под действием растягивающего напряжения, травитель продолжает воздействовать на границу раздела, что приводит к отслоению.
Методы испытаний на адгезию
Для измерения адгезии пленки используются различные методы. В этом отчете используются данные, полученные тремя различными методами испытаний: снятие ленты, улучшенное снятие кромки (m-ELT) и испытание на сдвиг с помощью удара. Испытание на отслоение ленты основано на ASTM D-3359-93. В ходе испытания набор параллельных лезвий использовался для царапания пленки с образованием сетки 10 x 10 с шагом 1 мм. Оценка представляет собой полуколичественное описание повреждения, вызванного адгезией и удалением ленты. Диапазон оценок составляет от 0B (большая часть отслоения пленки) до 5B (отсутствие потери пленки или ее повреждения). Пленка была испытана после сушки (без воздействия температуры/влажности) и испытания в скороварке (PCT). Условия для PCT: 121 °C, 2 атмосферы давления и 100% относительная влажность.
Адгезия БСВ к металлам
Алюминий
Хотя обычно наблюдается отличная адгезия к алюминию, эта поверхность особенно чувствительна к поверхностным загрязнениям, поэтому предварительная очистка имеет большое значение. При использовании предварительной очистки O2/CF4 необходимо следить за тем, чтобы алюминиевая поверхность не превращалась в большое количество оксифторида алюминия, что может снизить адгезию. Обратите внимание, что при интеграции многослойных светочувствительных плёнок Cyclotene™ с алюминием первый слой потребует дегумирования с помощью фторированной плазмы, и этот этап также должен оставить неповреждённой алюминиевую поверхность для следующего слоя плёнок Cyclotene™.
Золото
Пленки Cyclotene™ плохо сцепляются с золотом и другими драгоценными металлами. Хотя BCB может полностью покрывать золотую проволоку и элементы, попадание отверстий в пленке на границу с золотом может привести к снижению адгезии. Это связано с тем, что золото не образует поверхностных оксидов, поэтому на поверхности нет атомов кислорода, доступных для силанового связывания. Чтобы избежать этого, рекомендуется максимально избегать контакта BCB с границей с золотом и использовать промежуточный слой (например, нитрид кремния) для обеспечения поверхности для адгезии BCB.
Полупроводники III-V групп
Адгезия плёнок Cyclotene™ к полупроводникам III–V групп (GaAs, InP) часто оказывается недостаточной, даже при использовании AP3000. Как и в случае с золотом, лучше избегать этого интерфейса и использовать промежуточный слой (например, нитрид кремния или Ti), чтобы обеспечить поверхность для адгезии BCB.
Адгезия металла к BCB
Распыление
Важнейшим фактором, обеспечивающим хорошую адгезию напылённых металлических плёнок к смоле Cyclotene™, является необходимость травления распылением. Травление распылением (обычно в аргоне) следует проводить in situ, не нарушая вакуум. Травление кремния эквивалентом 100 A широко распространено и может надёжно обеспечить хорошую адгезию. Повреждение поверхности плёнки Cyclotene™, вызванное окислительной плазмой, значительно ослабит связь между металлом и BCB. Незначительное окисление поверхности можно устранить травлением распылением, но значительное окисление поверхности может привести к снижению адгезии.
Испарение
Обычно металлы, поддающиеся распылению, также могут испаряться. Однако травление in situ всё равно необходимо. Это означает, что система испарения металла должна быть оснащена аргоновой ионной пушкой или ионным травлением.
Адгезия неорганических материалов к БСВ
Интеграция нитрида кремния методом PECVD на смоле Cyclotene™ была внедрена в производство многими заказчиками. Важно соблюдать температурный диапазон BCB, иначе это может привести к термической деградации полимера. Температура осаждения не должна превышать 350 °C, а лучше всего, чтобы она была ниже. При использовании N2 вместо NH3 в качестве источника азота нитрид кремния часто обладает лучшей адгезией к BCB. Плазма NH3 может повредить поверхность BCB. При использовании химии SiH4/NH3 время предварительного осаждения NH3 должно быть как можно короче. Лучше всего сначала ввести в камеру N2, а затем, когда плазма станет стабильной, ввести NH3.
Fountyl Technologies PTE Ltd.находится в Сингапуре, использует почти 20-летний опыт накопления технологий в области полупроводников и имеет обширный опыт в проектировании и обработке керамических изделий. Вакуумный патронкерамические рычаги, керамические квадратные балки, керамические направляющие и т.д. Компания Fountyl, опираясь на опытную команду проектировщиков и технологов, предлагает полный спектр технических услуг для современных керамических изделий в области полупроводников. Отличное состояние оборудования, его превосходные технические характеристики, возможность многопроцессной кооперации, эффективная оценка, высококачественное внедрение, сбор экспериментальных данных по всему процессу, детальное управление процессом и превосходное обслуживание.
