Une nouvelle unité de traitement de surface (PTU) et le procédé Openair-Plasma® au service de la fabrication des semi-conducteurs
Méthode simple et écologique développée par Plasmatreat pour nettoyer tout type de surface, Openair-Plasma® est un procédé d’activation par plasma pour le traitement de surfaces permettant ainsi une modification de surface efficace, rapide et abordable, et ce, sans en modifier les propriétés mécaniques.
Dans l'industrie électronique, le prétraitement Openair-Plasma® est un atout majeur pour la rentabilité et la sécurité de la production. En effet, l’une des caractéristiques particulières du procédé Openair-Plasma® est d’être libre de potentiel, donc sans aucun transfert de potentiels électriques. Openair-Plasma® se révèle donc idéal pour la fabrication de produits électroniques très sensibles.
Cette technologie peut être utilisée de différentes manières dans le domaine de la fabrication de semi-conducteurs. Par exemple, Openair-Plasma® permet un nettoyage ultra-fin des plaquettes, le collage des puces et des cartes, une adhérence parfaite et de longue durée de l’impression des circuits imprimés, …, remplaçant ainsi de manière efficace et rentable la chambre à vide dans la production. En éliminant le traitement sous vide dans la production, Openair-Plasma® ouvre de nouvelles perspectives dans la fabrication de semi-conducteurs en facilitant un processus rapide de prétraitement en ligne dans des conditions atmosphériques qui conviennent parfaitement aux traitements de surfaces.
A l’heure où les semi-conducteurs sont à court d'approvisionnement (voire en pénurie) et où la demande ne montre aucun signe de faiblesse, le rendement à fournir par les industriels pour offrir un produit de haute qualité n’a jamais été aussi important.
Pour répondre à cette problématique et à la demande d’un de ses clients, Plasmatreat a développé un nouveau système en ligne spécial et sur-mesure, entièrement automatisé, pour un prétraitement sélectif de semi-conducteurs avec le procédé Openair-Plasma®.
La production de semi-conducteurs optimisée grâce au traitement par plasma Openair-Plasma® et à la nouvelle unité de traitement sélectif du plasma PTU !
Appelé unité de traitement du plasma (PTU), et conçu pour répondre aux exigences du marché, ce système permettra aux fabricants de semi-conducteurs de bénéficier d'un traitement flexible, sans potentiel et à grande vitesse.
Afin de respecter les spécifications de vitesse de production des industriels, Plasmatreat a travaillé sur un concept à deux voies pour la PTU. Cette configuration à l’avantage de permettre de traiter des composants en parallèle sur deux courroies de convoyeur dans un seul système. Développée pour un débit maximal, la PTU peut par exemple pré-traiter sélectivement des plateaux JEDEC manipulant de 8 à 128 composants sur des dispositifs de dépôt définis, pour le processus ultérieur de collage par compression thermique.
La PTU, qui est conçue initialement pour la séquence d'ingénierie de processus spécifique de la fabrication de semi-conducteurs, peut être intégrée de manière transparente aux lignes de production. Ce système propose diverses options de cinématique et d'automatisation, telles que la manipulation précise des assemblages et des composants et permet un traitement de surface très efficace.
Afin de développer un système en ligne capable de répondre aux contraintes de l'industrie des semi-conducteurs et pouvoir garantir les temps de cycle les plus élevés possibles, Plasmatreat a dû prendre plusieurs mesures pour le processus et les mettre en œuvre avec précision dès la phase de conception.
Par exemple, Plasmatreat a développé spécifiquement le concept à double voie pour un traitement à grande vitesse allant jusqu'à 1,5 m/s. Ce système à double voie est adapté à diverses applications et a notamment été conçu pour les plateaux de JEDEC et les cadres de plomb. De plus, l’unité de traitement du plasma (PTU) a l’avantage d’offrir différents concepts de traitement selon le temps de cycle.
Un traitement réalisé selon les normes SECS/GEM avec une traçabilité parfaite des opérations réalisées !
Au niveau technique, la communication dans la chaîne de production se fait via le protocole d'interface d'équipement standard de l'industrie semi-conductrice selon les normes SECS/GEM (protocole d'interface des équipements du semi-conducteur pour les communications de données entre l'équipement et l'hôte).
Ainsi, dans une fabrication automatisée, l'interface peut démarrer et arrêter le traitement de l'équipement, collecter des données de mesure, modifier des variables et sélectionner des recettes pour les produits.
Enfin, en ce qui concerne les différentes étapes du processus, tout est enregistré dans la PTU et la traçabilité du traitement est assurée en lisant des codes à barres sur les puces. L'un des nombreux avantages du système est qu'il enregistre toutes les données, comme dans les cas où les composants individuels ont été traités de manière sélective et que, par exemple, seul le dessus d'un composant a été traité avec du plasma.
FOCUS : Openair-Plasma® et le nano-nettoyage au plasma de plaquettes de silicium.
Le silicium est le matériau semi-conducteur le plus utilisé en électronique, du fait de ses bonnes propriétés et de son abondance naturelle. Il est donc généralement le premier composant de la production de plaquettes. Se présentant en bloc de matériau semi-conducteur, la plaquette de silicium est d’abord tranchée (scié), et ensuite polie chimiquement et mécaniquement jusqu'à ce que la rugosité de surface requise de quelques nanomètres soit atteinte.
Dans l'étape suivante, le procédé Openair-Plasma® est utilisé comme une procédure très simple et efficace de nettoyage ultrafin de ces nanostructures. Tous les hydrocarbures et des particules sont éliminés à 100%. En outre, le nettoyage avec le procédé Openair-Plasma® permet de réduire considérablement le taux d'erreur.
Avantages du prétraitement plasma pour la fabrication de semi-conducteurs :
- Permet un nettoyage ultrafin (nettoyage des composants) sans endommager les structures sensibles.
- Fonctionnalisation ciblée des surfaces pour le traitement sélectif.
- Schéma de procédé simplifié, des économies de coûts plus rentables.
- Réduction du taux d'erreur dans les processus de collage.
- Offre un contrôle exceptionnel de processus physique par rapport aux procédés chimiques par voie humide.
- Apporte une simplification importante dans le process de production.
- Solution écologique respectueuse de l'environnement, car aucun déchet et sans aucune utilisation chimique.
