Como procedimiento estándar para la conexión eléctrica en la tecnología de ensamblaje y conexión, el wire bonding se ha establecido durante 70 años en un amplio espectro de aplicaciones. Esto abarca desde la tecnología de semiconductores, microelectrónica y componentes ópticos hasta automóviles, productos de consumo, MEMS y sensores industriales, así como tareas especiales como el bonding de celdas de batería para la electromovilidad, herramientas de batería y almacenamiento de energía. "Fundamentalmente, el wire bonding se divide en tres grandes grupos de procedimientos. Dos de ellos son procesos de alambre delgado, en los que, según la aplicación, se procesan alambres de oro, plata, aluminio o cobre con un diámetro de 18 a 50 µm. El tercer grupo se refiere al wire bonding de alambre grueso con diámetros de alambre de 100 a 500 µm", concreta Stefan Schmitz, director general de Bond-IQ GmbH. La consultora en tecnología de wire bonding es la iniciadora del proyecto industrial Surf:Guide. El objetivo del proyecto es desarrollar una guía sobre la limpieza y el estado de las superficies de bonding, que sirva como base para la creación de un estándar internacional reconocido por la industria.
Limpieza - un factor decisivo para la calidad
Dado que la formación de conexiones tanto en el wire bonding delgado como en el grueso se realiza en el rango nanométrico, los metales a contactar deben ser colocados a una distancia atómica entre sí. Por lo tanto, las impurezas o capas intermedias en el rango de 5 a 10 nm pueden obstaculizar el proceso de bonding. Esto incluye, por ejemplo, huellas dactilares, adhesivos que sangran, residuos de flux, desgasificación de adhesivos y otros polímeros, polvo, óxidos o residuos de procesos de limpieza, especialmente químicos húmedos.
"Las contaminaciones visualmente detectables son críticas para el bonding. Si estas impurezas no están presentes visualmente después de la limpieza, la superficie de bonding normalmente está suficientemente limpia. Esto se puede determinar generalmente con la ayuda de un microscopio y una comparación óptica de antes y después. Con esto, la tasa de éxito se puede aumentar de tres a cuatro veces", explica Stefan Schmitz.
Métodos para la limpieza de superficies de bonding
Clásicamente, las superficies de bonding aún se limpian mediante procedimientos químicos húmedos con disolventes o medios a base de agua, que requieren un secado intensivo en energía. La limpieza por plasma puede utilizarse para contaminaciones delgadas, conocidas y muy específicas. Otra alternativa es la limpieza por láser. "Sin embargo, en superficies muy sensibles, como en la microelectrónica, primero deben alinearse los costos de un sistema láser y la tecnología láser adecuada", describe Stefan Schmitz. "El interés actual de la industria se centra en la limpieza por chorro de nieve quattroClean, ya que también se pueden eliminar contaminaciones más adherentes y en costra con ella."
Limpieza seca, específica y sostenible
La tecnología de chorro de nieve quattroClean, escalable y apta para sala limpia, es un procedimiento de limpieza en seco para aplicaciones de área completa y locales. El procedimiento es adecuado para eliminar de manera reproducible contaminaciones particuladas hasta el rango submicrométrico y contaminaciones fílmicas hasta capas nanométricas. Como medio de limpieza, la tecnología quattroClean utiliza dióxido de carbono reciclado, procesado a partir de procesos de producción química y de la generación de energía a partir de biomasa. Se dirige a través de una boquilla de anillo de dos componentes, ajustable de manera flexible y libre de desgaste, y se expande al salir en finos cristales de nieve, que son agrupados por un chorro de aire comprimido separado y aplicados a la superficie a limpiar a velocidad supersónica. El efecto de limpieza se basa en una combinación de efectos térmicos, mecánicos, de disolventes y de sublimación. Dado que el dióxido de carbono cristalino se sublima completamente durante el proceso, las superficies tratadas quedan secas. Las contaminaciones eliminadas se succionan junto con el gas del proceso, evitando la recontaminación de las superficies y la contaminación del entorno. En combinación con el gas del proceso de Linde, el efectivo procedimiento quattroClean cuenta con el certificado Green Screen para limpiadores y desengrasantes de Clean Production Action.
Tecnología de limpieza para un amplio espectro de aplicaciones
La baja dureza de los finos cristales de nieve permite la limpieza incluso de superficies muy sensibles y finamente estructuradas. Esto abre un campo de aplicación muy amplio para la tecnología de chorro de nieve quattroClean. El procedimiento se utiliza, entre otras cosas, para la eliminación de flux y residuos de soldadura en PCB y PCBA, la eliminación de contaminaciones químicas y particuladas en pads de bonding, así como la limpieza de celdas de batería antes del contacto. "En placas de circuito impreso, donde a menudo hay una mezcla de residuos orgánicos como grasas, huellas dactilares, flux o residuos de procesos de limpieza químicos húmedos, el procedimiento se puede utilizar de manera muy eficiente. Además, hemos obtenido muy buenos resultados en semiconductores y en carcasas que provienen de procesos galvánicos u otros procesos químicos húmedos", informa Stefan Schmitz. La relativamente sencilla automatización de la limpieza y su integración en líneas de producción también contribuyen a esto.
"De esto resultan dos ventajas. La limpieza automatizada garantiza resultados homogéneos y reproducibles. Si la limpieza se integra en el proceso de fabricación, la contaminación recién presente se puede eliminar directamente antes de que se convierta en un problema aún mayor debido a los procesos de almacenamiento", complementa Stefan Schmitz.
acp systems AG en Electronica en el pabellón A2, stand 112.
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