עיבוד פוליאימיד (PI)
ציפוי, אשפרה ותחריט של פוליאימיד רגיש לאור.
סקירת שירות
פוליאימיד הוא הדיאלקטרי הפולימרי המוביל ב-MEMS ואריזה מתקדמת. Tg > 350°C, εr ≈ 3.2–3.5.
GINECHIP מציעה שירות עיבוד PI מלא — רגיש אור ולא רגיש. מהכנת פני שטח ועד בדיקה סופית.
חומרי PI ואפשרויות עיבוד
פוליאימיד רגיש-אור — סדרת HD-4100
PI שלילי, ניתן לפיתוח מימי. HD-4100: רזולוציה > 1:1, Tg > 350°C.
פוליאימיד רגיש-אור — HD-8820
PI חיובי. HD-8820: 2–3μm L/S, ספיגת לחות < 0.5%.
פוליאימיד לא רגיש-אור
PI תרמופלסטי ותרמוסטי. יציב עד 500°C.
קידום הידבקות והכנת פני שטח
מקדמי הדבקה AP3000/VM-652. ייבוש 150°C. O₂ פלזמה.
תהליך עבודה
הכנת פני שטח
אפיית ייבוש (150°C, 5 דק׳, N₂). O₂ plasma descum. מקדם הדבקה (AP3000/VM-652).
ציפוי PI בסחרור
דיספנס דינמי. סחרור רב-שלבי. מטרה 1–50μm לשכבה.
אפייה רכה (טרום-אפייה)
אפייה 90–120°C (רגיש-אור) או 120–150°C (לא רגיש). קצב מבוקר למניעת בועות.
תבנית פוטוליתוגרפית
UV (i-line, 365nm) 200–500 mJ/cm². PEB 50–80°C. פיתוח TMAH. או מסכה קשה + תחריט יבש.
ניקוי פלזמה ובדיקה
O₂ פלזמה (100–200W). מיקרוסקופיה אופטית. מדידת CD.
אפייה קשה (ריפוי סופי)
אשפרה מתוכנתת ב-N₂. 25→200°C, 30 דק׳ → 350–375°C, 60 דק׳. 4–6 שעות. התכווצות 30–50%. אימידיזציה >98% (FTIR).
מפרטי איכות
| פרמטר | מפרט יעד | שיטת מדידה |
|---|---|---|
| אחידות עובי סרט | ±3% בתוך פרוסה (1σ) | רפלקטומטריה ספקטרוסקופית / אליפסומטריה |
| רזולוציית via (רגיש אור) | 3–10μm תלוי בעובי | חתך SEM / מיקרוסקופיה אופטית |
| זווית דופן | 45–70° (חיובי), 60–85° (שלילי) | חתך SEM |
| חספוס פני שטח (Ra) | < 2nm לאחר אשפרה | AFM (סריקה 5μm × 5μm) |
| דרגת אימידיזציה | > 98% | FTIR (יחס C=O / C-N) |
| הידבקות | 5B (ללא דלמינציה) | בדיקת סרט הצלבה (ASTM D3359) |
| מתח פריצה | > 250 V/μm | מתח DC עולה, אלקטרודת נקודת Au |
| מאמץ שיורי | < 35 MPa (מתיחה) לאחר אשפרה | עקמומיות פרוסה (משוואת Stoney) |
מפרטים לעיבוד PI סטנדרטי על פרוסות 100–200mm. מפרטים מותאמים אישית לפי בקשה.
פרופיל אשפרה ובקרת אימידיזציה
אשפרה תרמית — השלב הקריטי ביותר. PAA → PI. קצב מבוקר 2–3°C/דקה.
בקרת FTIR > 98% אימידיזציה. מתכוני טמפרטורה נמוכה 200–250°C עבור HD-4100.
פתיחת via ותבנית מגעים
PI רגיש-אור: via 3–>50μm דרך UV. לא רגיש: מסכה קשה + RIE.
O₂ פלזמה (100–200W) ניקוי תחתית via. בקרת SEM.
יישומים מרכזיים
פסיבציית MEMS
PI — פסיבציה סטנדרטית ל-MEMS. 2–10μm.
שכבת חיץ מאמצים
באריזת Flip-Chip ו-WLP, שכבת חיץ PI (10–20μm) מנתקת את מאמץ אי-ההתאמה של CTE בין השבב (~2.6 ppm/°C) למצע האריזה (~14–18 ppm/°C), ומשפרת משמעותית את אמינות חיבורי ההלחמה במהלך מחזורי חום.
דיאלקטרי RDL
בעיבוד RDL לאריזת Fan-Out WLP, PI משמש הן כדיאלקטרי בין-שכבתי והן כפסיבציה סופית. שכבות PI מרובות (3–5μm כל אחת) עם Vias בין שכבות מתכת Cu RDL.
אריזה ברמת פרוסה
PI נמצא בשימוש נרחב כחומר דיאלקטרי ומבני ב-WLCSP. מספק בידוד, משמש כמסיכת הלחמה וסופג מאמצים תרמו-מכניים.
בקרת תהליך ציפוי בסחרור
אחידות עובי סרט PI נשלטת על ידי מהירות סיבוב, נפח הזרקה, צמיגות ותנאי סביבה. מכונות הציפוי שלנו שומרות על בקרת אטמוספירת ממס ומסירות אוטומטית את שפת הקצה (EBR).
עבור סרטי PI עבים (> 20μm), ניתן להשתמש במספר מחזורי ציפוי-אפייה. כל תת-שכבה עוברת אפייה רכה חלקית. עובי כולל עד 50μm ללא דלמינציה בין-שכבתית.
תאימות מצע והדבקה
הדבקת PI למצע היא מצב הכשל הנפוץ ביותר. הפרוטוקול שלנו: (1) אפיית ייבוש, (2) מקדם הדבקה אורגנוסילאני (AP3000, VM-652), (3) הפעלת O₂ פלזמה.
הדבקה מאומתת בבדיקת סרט הצלבה (ASTM D3359), מינימום דרגה 5B. בדיקות נוספות: PCT וזעזוע תרמי.
מוכנים לשלב PI בתהליך?
ציינו חומר PI, עובי, גאומטריית via ומפרטים — מתכון והצעת מחיר תוך 24 שעות.