Mis on vahvlite liimimine?

Vahvlite ühendamine on protsess, mille käigus luuakse seade mikroelektromehaanilise süsteemi (MEMS), nanoelektromehaanilise süsteemi (NEMS) või opto- või mikroelektroonilise objekti jaoks. “Vahvel” on väike pooljuhtmaterjali, näiteks räni, osa, mida kasutatakse vooluahelate ja muude elektroonikaseadmete valmistamiseks. Liimimise käigus sulatatakse mehaanilised või elektrilised seadmed vahvli enda külge, mille tulemusena tekib valmis kiip. Vahvlite sidumine on keskkonnast sõltuv, mis tähendab, et see saab toimuda ainult rangetes ja hoolikalt kontrollitud tingimustes.

Vahvlite sidumise protsessi läbiviimiseks on vaja kolme asja. Esimene on see, et substraadi pind – vahvel ise – peab olema probleemideta; see tähendab, et liimimise edukaks toimumiseks peab see olema tasane, sile ja puhas. Lisaks sellele peavad ühendatavad elektrilised või mehaanilised materjalid olema ka defektide ja vigadeta. Teiseks tuleb täpselt seadistada keskkonna temperatuur, olenevalt konkreetsest kasutatavast sidumismeetodist. Kolmandaks peavad liimimisel kasutatav rõhk ja rakendatav jõud olema täpsed, võimaldades sulandumist, ilma et oleks võimalik praguneda või muul viisil kahjustada olulisi elektroonilisi või mehaanilisi osi.

Olenevalt konkreetsest olukorrast ja liimitavate materjalide tüüpidest on mitmeid erinevaid vahvlitega liimimise tehnikaid. Otseühendamine on sidumine ilma elektroonika ja aluspinna vahelisi vahekihte kasutamata. Plasma aktiveeritud sidumine seevastu on otsene sidumisprotsess, mida kasutatakse materjalide puhul, mis hõlmavad hüdrofiilseid pindu, materjale, mille pindu tõmbab vesi ja see lahustab. Termokompressiooniga sidumine hõlmab kahe metalli ühendamist jõu ja kuumuse stiimuliga, sisuliselt nende kokku liimimist. Teised liimimismeetodid hõlmavad liimimist, reaktiivset sidumist ja klaasfrittiga sidumist.

Kui vahvlid on omavahel ühendatud, tuleb liimitud pinda testida, et näha, kas protsess oli edukas. Tavaliselt jäetakse osa partii jooksul toodetud saagist kõrvale nii destruktiivsete kui ka mittepurustavate katsemeetodite jaoks. Valmistoote üldise nihketugevuse testimiseks kasutatakse destruktiivseid katsemeetodeid. Mittepurustavaid meetodeid kasutatakse selleks, et hinnata, kas liimimise käigus on tekkinud pragusid või kõrvalekaldeid, mis aitavad tagada, et valmistootel pole defekte.