Kakšni so korozijski izzivi toplotnih izmenjevalnikov s polprevodniškimi plastmi in kako jih PTFE rešuje?

Močno korozivni elektroliti pri visoki temperaturi se uporabljajo pri prevleki polprevodniških rezin-bakrenega damascena, kositra-srebrnih ali zlatih povezav. Korozija toplotnega izmenjevalnika ni nevarna samo za opremo, ampak tudi vnaša kovinske ione, ki lahko pokvarijo izkoristek rezin. Toplotni izmenjevalniki,-odporni proti koroziji, so potrebni za sisteme prevleke, da ohranijo čistost in učinkovitost polprevodnikov.

Jedka narava kopeli za galvanizacijo polprevodnikov
Agresivni elektroliti se pogosto uporabljajo v tehnikah nanašanja polprevodnikov za nanašanje kovinskih plasti na silicijeve rezine. Kopeli za prevleko so odvisne od kovine, ki jo je treba prevleči:

Bakrov sulfat z žveplovo kislino Ta kopel se uporablja za bakrenje. Deluje med 20-40 stopinjami. Kopel je precej korozivna in dodatek celo manjših količin železa ali kroma lahko dramatično spremeni stopnje nanašanja, kar vodi do napak in zmanjšane proizvodnje.

Kosit{0}}posrebrenje Osnovni elektrolit je metansulfonska kislina. Rešitve za bakrenje so precej jedke za kovine in zahtevajo opremo, ki je odporna na te pogoje in ne onesnažuje raztopine. Rešitve s kositr-posrebrenjem so podobne.

Pozlačevanje: Raztopine zlatega cianida ali zlatega sulfita se uporabljajo za pozlačevanje povezav na polprevodniških napravah. Te raztopine so enako agresivne in lahko povzročijo resno korozijo nezaščitene kovinske opreme.

Pri teh postopkih toplotni izmenjevalniki ne smejo samo vzdrževati stabilne temperature, ampak tudi ne smejo vnašati kovinskih ionov v raztopine za galvanizacijo. Kakršna koli korozija katerega koli dela sistema izmenjevalnika toplote lahko privede do nezaželene kontaminacije in s tem ogrozi celoten postopek galvanizacije ter morda pokvari dokončane izdelke.

Kako PTFE toplotni izmenjevalci rešujejo težave s korozijo
Toplotni izmenjevalniki iz PTFE so pomembna rešitev za težave s korozijo pri nanašanju polprevodniških oblog. PTFE (politetrafluoroetilen) je zelo odporen fluoropolimer, ki je združljiv z agresivnimi kemijami, ki se uporabljajo pri prevleki polprevodniških rezin, kot so raztopine bakrovega sulfata, kositrovega-srebra in zlata cianida/sulfita.

Oblikovanje PTFE izmenjevalcev
Potopne tuljave ali lupinaste-in-cevne izvedbe: toplotni izmenjevalniki PTFE so običajno na voljo v dveh oblikah, potopne tuljave, ki so neposredno potopljene v galvansko kopel, in lupinaste-in-cevne konfiguracije, ki prenašajo plastenko okoli cevi toplotnega izmenjevalnika. Obe zasnovi sta zelo primerni za obvladovanje toplotnih obremenitev v sistemu in preprečevanje izpiranja kovinskih ionov v raztopino.

Brez izpiranja kovin: toplotni izmenjevalniki PTFE so zelo koristni zaradi ničelnega izpiranja kovinskih ionov. Za razliko od kovinskih toplotnih izmenjevalcev, kot je nerjaveče jeklo, PTFE v raztopino ne sprošča ionov železa, kroma ali niklja. To je pomembno za kakovost rešitve za galvanizacijo in za zagotovitev, da je postopek galvanizacije stalen in brez napak, kot so neenakomerne stopnje nanosa ali slab oprijem.

Odpornost na kemikalije in vzdržljivost
Odpornost na agresivne raztopine PTFE toplotni izmenjevalniki so popolnoma odporni na agresivne kisline in organske spojine, ki so običajne v kopeli za polprevodniško prevleko. Delujejo lahko pri temperaturah do 110 stopinj in so zato primerne za raztopine bakrovega sulfata/žveplove kisline, kositr-srebra z metan sulfonsko kislino in zlatega cianida/sulfita. Tudi če je izpostavljen daljši izpostavljenosti tem ostrim kemikalijam, PTFE ostane strukturno nedotaknjen in ne kaže razgradnje ali izpiranja nevarnih onesnaževal.

Dolgoročna-uporabnost: PTFE je -znan po svoji kemični inertnosti in ne-oprijemanju, kar zagotavlja, da bodo izmenjevalniki toplote zanesljivo delovali v daljših časovnih obdobjih tudi v najzahtevnejših nastavitvah galvanizacije.

Tabela združljivosti skupne kemijske prevleke polprevodnikov
PTFE združljivost kemije prevleke Združljivost z nerjavnim jeklom Združljivost s PFA
Bakrov sulfat/žveplova kislina Odlično Odlično Slabo Kositer-Srebro (metan sulfonska kislina) Odlično Odlično Srednje
Sulfit/zlati cianid Dobro Odlično Slabo
Opomba: PFA (perfluoroalkoksi) je tudi dobra alternativa za nekatere aplikacije, ki zahtevajo boljšo temperaturno stabilnost (tj. pozlačevanje).

Povzetek
PTFE toplotni izmenjevalniki so ključnega pomena pri galvanizaciji polprevodnikov, da se zagotovi čistoča in učinkovitost rešitev za galvanizacijo. PTFE, ki je odporen proti koroziji, izpiranju kovinskih ionov in ohranja natančno ravnovesje kemije prevleke, zagotavlja dolgo življenjsko dobo opreme in izkoristek rezin.

Združljivost z agresivnimi kemikalijami za galvanizacijo je temeljna potreba za materiale, ki se uporabljajo v tovarnah za embalažo-na ravni rezin in v nastavitvah proizvodnje polprevodnikov. Zato so fluoropolimerni izmenjevalci, kot sta PTFE in PFA, kritične komponente za varne, zanesljive in uspešne postopke galvanizacije. Stroški okvare toplotnega izmenjevalnika v tovarni so veliko višji od stroškov izbire ustreznega materiala. To kaže na potrebo po izbiri PTFE za pomembne aplikacije pri prevleki polprevodnikov.