Какви са предизвикателствата пред корозията в топлообменниците с полупроводниково покритие и как ги решава PTFE?

Силно корозивни електролити при висока температура се използват при покритие на полупроводникови пластини-мед дамасцена, калаени-сребърни удари или златни връзки. Корозията на топлообменника е опасна не само за оборудването, но също така въвежда метални йони, които могат да развалят добивите на пластини. Устойчивите- на корозия топлообменници са необходими за системите за покритие, за да запазят чистотата и производителността на полупроводниците.

Корозивен характер на ваните за покритие за полупроводници
Агресивните електролити обикновено се използват в техниките за покритие на полупроводници за отлагане на метални слоеве върху силициеви пластини. Баните за покритие зависят от метала, който ще бъде покрит:

Меден сулфат със сярна киселина Тази баня се използва за медно покритие. Работи между 20-40 градуса. Ваната е доста корозивна и добавянето дори на малки количества желязо или хром може да промени драстично скоростите на отлагане, което води до дефекти и намалено производство.

Калай{0}}сребърно покритие Основният електролит е метансулфонова киселина. Разтворите за медно покритие са доста корозивни за металите и изискват оборудване, което е устойчиво на тези условия и не замърсява разтвора. Решенията за калай-сребърно покритие са подобни.

Позлатяване: Разтворите на златен цианид или златен сулфит се използват за покритие на златни връзки на полупроводникови устройства. Тези разтвори са еднакво агресивни и могат да доведат до сериозна корозия на незащитено метално оборудване.

При тези процедури топлообменниците не само трябва да поддържат стабилна температура, но също така не трябва да въвеждат метални йони в разтворите за покритие. Всяка корозия на която и да е част от топлообменната система може да доведе до нежелано замърсяване и следователно да компрометира целия процес на галванопластика и евентуално да развали завършените продукти.

Как PTFE топлообменниците решават проблемите с корозията
PTFE топлообменниците са важно решение за проблемите с корозията в приложенията за покритие на полупроводници. PTFE (политетрафлуороетилен) е силно устойчив флуорополимер, който е съвместим с агресивните химикали, използвани при покритието на полупроводникови пластини, като меден сулфат, калаено-сребърни и златни цианидни/сулфитни разтвори.

Проектиране на PTFE топлообменници
Потопяеми серпентини или конструкции с кожух-и-тръба: PTFE топлообменниците обикновено се предлагат в две форми, потопяеми бобини, които са директно потопени във ваната за обшивка, и конфигурации от кожух-и-тръба, които пропускат разтвора за обшивка около топлообменните тръби. И двата дизайна са много подходящи за справяне с термичните натоварвания в системата и избягване на всяко извличане на метални йони в разтвора.

Нулево извличане на метали: PTFE топлообменниците са много полезни поради нулевото извличане на метални йони. За разлика от металните топлообменници като неръждаема стомана, PTFE не отделя никакви йони на желязо, хром или никел в разтвора. Това е важно за качеството на разтвора за покритие и за да се гарантира, че процесът на галванопластика е постоянен и без дефекти като неравномерни скорости на отлагане или лошо прилепване.

Устойчивост на химикали и дълготрайност
Устойчивост на агресивни разтвори PTFE топлообменниците са напълно устойчиви на агресивни киселини и органични съединения, често срещани във ваните за покритие на полупроводници. Те могат да работят при температури до 110 градуса и затова са подходящи за разтвори на меден сулфат/сярна киселина, калай-сребро с метансулфонова киселина и златен цианид/сулфит. Дори когато е подложен на продължително излагане на тези сурови химикали, PTFE остава структурно непокътнат, като не показва разграждане или извличане на опасни замърсители.

Дългосрочна-производителност: PTFE е добре-известен със своята химическа инертност и незалепващи качества, гарантиращи, че топлообменниците ще работят надеждно за дълги периоди от време дори при най-предизвикателните настройки за покритие.

Таблица за химическа съвместимост на общото полупроводниково покритие
PTFE Съвместимост на химията на покритието Съвместимост с неръждаема стомана Съвместимост с PFA
Меден сулфат/Сярна киселина Отлично Отлично Лош калай-Сребро (метансулфонова киселина) Отлично Отлично Средно
Сулфит/златен цианид Добър Отличен Лош
Забележка: PFA (перфлуороалкокси) също е добра алтернатива за някои приложения, изискващи по-добра температурна стабилност (т.е. златно покритие)

Резюме
PTFE топлообменниците са критични при покритието на полупроводници, за да се гарантира чистотата и ефективността на решенията за покритие. Устойчив на корозия, излужване на метални йони и поддържайки точния баланс на химията на покритието, PTFE гарантира дълголетие на оборудването и добив на пластини.

Съвместимостта с агресивни химикали за нанасяне на покритие е основна необходимост за материалите, използвани във фабриките за опаковки на ниво-вафли и настройките за производство на полупроводници. Следователно, флуорополимерните обменници като PTFE и PFA са критични компоненти за безопасни, надеждни и успешни процедури за покритие. Цената на повреда на топлообменника във фабрика е много по-висока от цената за избор на правилния материал. Това показва необходимостта от избор на PTFE за важни приложения в полупроводниковите покрития.