Die Grenzen der Flip-Chip-Reinigung mit Wasser (I)

Montag, 16. Mai 2011, von Andy Mackie [Biographie ansehen]

Dieser Beitrag wurde von einem koreanischen Kunden angefordert, der diesen Monat fragte, wo bei der Reinigung auf Wasserbasis die Grenzen von Flussmitteln sind, die in Copper-Pillar Flip-Chip-Anwendungen verwendet werden. Wie klein kann der Pitch sein, bevor die Reinigung auf Wasserbasis undurchführbar / nicht praktizierbar wird?: 40 µm? 20 µm? 5 µm?

Gute Frage. Ich habe keine eindeutige Antwort, aber ich habe nun einen Industriekonsens, der konsistent zu sein scheint. Ich werde versuchen diese Anfrage in Kürze zu beantworten, aber zuerst muss man fragen, "Was ist Reinigung auf 'Wasserbasis'?" Ist es:

-        Deionisiertes (DI) Wasser?

-        Wasser plus ein Tensid?

-        Wasser plus ein Verseifungsmittel?

-        Mischphase (Öl-/Wasserphase)?

-        Alles oben genannte?

DI-Wasser alleine mag vom Standpunkte der Zuverlässigkeit und dem Umweltschutz eine ideale Reinigungsflüssigkeit sein, aber seine schlechte Benetzung selbst auf leicht hydrophoben Oberflächen, seine hohe Viskosität verglichen mit vielen niedermolekularen organischen Lösungsmitteln, und seine schlechte Löslichkeit für viele in Flussmitteln verwendete Moleküle (Harze sind ein gutes Beispiel), machen es als reines Lösungsmittel zu einer schlechten Wahl. 

Ebenfalls ist es wichtig, zwischen Verseifungsmitteln und Tensiden zu unterscheiden:

- Tenside: In der Regel ein nichtionisches Tensid: meistens eine hydrophile Polyethylenglykoleinheit mit einer angehängten, hydrophoben Kohlenstoffkette
-  Verseifungsmittel: In der Regel basische Chemikalien, die mit hochmolekularen Säuren in RMA und No-Clean Flussmitteln reagiert.

Durch das Hinzufügen oberflächenaktive Hilfsmittel (Tenside) zu Wasser werden weniger hydrophile Oberflächen benetzt, die dadurch in enge Räume gelangen können. Es gibt zwei Vorteile, die ein nichtionisches Tensid gegenüber einem ionischen besitzt; a) es gibt keine potentiellen ionischen Rückstände, die elektrische Probleme verursachen können, wenn sie nicht richtig abgewaschen werden b) die Verbesserung der optimalen Oberflächenbenetzung (so genanntes “CMC”) liegt bei einer viel niedrigeren Tensidkonzentration, allerdings muss man beachten, dass dies das vollständige Abwaschen erschwert.

Die allgemeine Struktur des am häufigsten verwendeten Tensids ist:

               CxHy-(OC₂H₄)_n-OH

Andererseits funktioniert das Verseifungsmittel nach einer einfachen Säure-/Basenreaktion, die in der Regel Aminchemie verwendet:

               R’R”NR’” + RCO₂H ---> R’R”NR’”H+ + RCO₂-

Das basische Verseifungsmittel dient zu einer massiven Steigerung der Löslichkeit von Harzen in wässrigen Lösungen, während das Tensid lediglich die Benetzung auf hydrophoben Oberflächen verbessern soll. Kompliziert wird es dann, wenn Sie erkennen, dass das verseifte Harz nun ebenfalls als Tensid agieren kann.

Ich erzähle dies, weil wir bei Flip-Chip-Anwendungen mit einem kleineren Pitch nun überwiegend die Verwendung von kleinen Mengen an nichtionischen Tensiden mit deionisiertem Wasser, zusammen mit anderen Tricks ins Auge fassen, um die wässrige Lösung unter den Chip zu bekommen.

Ich glaube ich höre hier auf. Mehr beim nächsten Mal. Währenddessen können Sie diesen Beitrag gerne kommentieren oder mir eine E-Mail schreiben.

Bis bald! Andy

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