Ugelli al plasma per il trattamento superficiale dei semiconduttori avanzati

Plasmatreat amplia il proprio portafoglio di tecnologie al plasma a pressione atmosferica con due nuovi ugelli sviluppati specificamente per la produzione di semiconduttori e dispositivi elettronici. I sistemi sono destinati ad applicazioni quali hybrid bonding, integrazione di chiplet e wafer-level packaging, dove sono richieste superfici prive di ossidi, con elevata energia superficiale e controllo rigoroso della contaminazione in ambienti di camera bianca.

Preparazione delle superfici nella produzione di semiconduttori
Con la crescente miniaturizzazione dei dispositivi e l’aumento della densità di potenza, la preparazione superficiale è diventata un fattore critico per la resa produttiva. I processi di hybrid bonding e di assemblaggio avanzato richiedono substrati privi di residui organici, ossidi, siliconi e polveri elettrostatiche. Inoltre, le superfici devono presentare un’elevata bagnabilità per garantire interfacce metallurgiche e adesive affidabili.

La tecnologia al plasma a pressione atmosferica di Plasmatreat si basa su un processo a secco, privo di sostanze chimiche e compatibile con linee di produzione automatizzate. Utilizzando aria compressa o azoto come gas di processo, il plasma rimuove contaminanti organici e inorganici, riduce gli strati di ossido in linea e aumenta l’energia superficiale oltre 72 mN/m. Questo livello di attivazione favorisce processi successivi quali chip bonding, wire bonding, incapsulamento e rivestimento conformale.

Il trattamento avviene in pochi secondi ed è progettato per garantire condizioni riproducibili con bassa generazione di particelle, idonee agli ambienti di camera bianca.

PDW100: attivazione uniforme di grandi superfici
L’ugello DBD PDW100 estende la larghezza effettiva di trattamento fino a 100 mm, rispetto ai 4–10 mm tipici degli ugelli al plasma atmosferico convenzionali. Questa geometria ampliata consente l’attivazione uniforme di substrati di grandi dimensioni, incluse applicazioni a livello pannello.

Il sistema è progettato per fornire un plasma planare senza generazione di particelle, soddisfacendo i requisiti delle camere bianche e riducendo il rischio di difetti. La rimozione omogenea di residui organici e strati di ossido su ampie superfici contribuisce alla stabilità del processo nelle applicazioni di wafer-level e panel-level packaging, dove l’uniformità influisce direttamente sull’integrità del bonding e sulle prestazioni elettriche.

PFA10: trattamento selettivo e senza potenziale elettrico
L’ugello PFA10 è progettato per trattamenti al plasma localizzati e selettivi. La sua configurazione priva di potenziale elettrico riduce il rischio di danni alle strutture sensibili dei semiconduttori.

Consente la rimozione mirata di residui organici e strati di ossido, nonché l’attivazione di superfici metalliche e polimeriche in aree definite. Questa capacità è particolarmente rilevante per le interfacce di hybrid bonding e per le applicazioni di chip stacking, dove il trattamento deve essere limitato con precisione alle zone funzionali.

Integrazione in linea e controllo della contaminazione
Entrambi gli ugelli sono progettati per l’integrazione in linea in stazioni di trattamento al plasma. Il trasporto dei wafer tra le stazioni può essere realizzato mediante sistemi di movimentazione senza contatto, riducendo l’abrasione meccanica e la formazione di particelle.

L’assenza di composti organici volatili (COV) e di processi chimici aggressivi facilita l’integrazione in ambienti di camera bianca, compresa la classe 1. L’architettura del processo a secco contribuisce inoltre alla stabilità dei tempi di ciclo e alla riduzione delle esigenze legate alla gestione delle sostanze chimiche.

Applicazioni lungo la catena del valore elettronica
I nuovi ugelli ampliano l’ambito di applicazione del plasma atmosferico in diverse fasi della produzione elettronica, tra cui:

Secondo Stephan Gruber, Direttore Commerciale di Plasmatreat Francia, l’ampliamento della gamma di ugelli consente un trattamento superficiale uniforme e privo di contaminazione, essenziale per connessioni elettriche e meccaniche affidabili anche in camere bianche di classe 1.

Con l’introduzione degli ugelli PDW100 e PFA10, Plasmatreat rafforza la propria offerta di processi a secco integrabili in linea per l’ingegneria delle superfici applicata alla produzione di semiconduttori di nuova generazione.

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