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摘要

? ? ? 本文的方法通過(guò)使用動(dòng)態(tài)液滴對(duì)硅晶片進(jìn)行局部濕法處理來(lái)表示，該液滴在與晶片接觸時(shí)形成動(dòng)態(tài)液體彎月面。這項(xiàng)工作引入的主要科學(xué)創(chuàng)新和相關(guān)性已經(jīng)應(yīng)用于工業(yè)太陽(yáng)能電池生產(chǎn)和集成電路互連的硅晶片金屬凸塊形成(即。銅柱)。這種新技術(shù)允許在特定的限定位置接觸硅晶片，以便執(zhí)行任何種類(lèi)的濕法處理(例如。蝕刻、清潔和/或電鍍)而不需要任何保護(hù)性抗蝕劑。利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)技術(shù)(即。精確預(yù)測(cè)流體流動(dòng)的數(shù)值技術(shù))之后，并提出。建立了實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果。數(shù)值結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合良好。使用立體光刻系統(tǒng)的原型頭被開(kāi)發(fā)出來(lái)，并且在硅上進(jìn)行不需要光刻步驟的局部選擇性電鍍。

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介紹

? ? ? 與半導(dǎo)體和光伏產(chǎn)業(yè)的任何其他部門(mén)一樣，主要驅(qū)動(dòng)力是通過(guò)降低成本來(lái)提高業(yè)績(jī)。在光伏領(lǐng)域，這意味著每美元更便宜的瓦特和更高效率的硅太陽(yáng)能電池(即。> 19%). 在電子封裝行業(yè)，這意味著使用面積陣列封裝尋求更好的電氣性能和更高的輸入/輸出數(shù)量，目標(biāo)是“更小、更快、更便宜”。

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實(shí)驗(yàn)測(cè)試和計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)驗(yàn)證

? ? ? ?設(shè)計(jì)了兩種不同類(lèi)型的原型來(lái)驗(yàn)證計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)模型:一種具有矩形噴嘴幾何形狀，另一種具有圓形對(duì)稱陣列。同時(shí)，本文寫(xiě)道，用于制造銅柱電鍍的具有4x4陣列的圓形對(duì)稱的原型正在建造中，這里將給出測(cè)試的矩形幾何形狀相對(duì)于DLD和DLM的結(jié)果。采用高精度60塑料快速成型立體光刻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了4個(gè)3厘米長(zhǎng)的矩形通道。在圖1中，顯示了噴嘴末端部分的細(xì)節(jié)以及輸出通道、輸入入口和壁的相對(duì)幾何尺寸。

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圖1 為測(cè)試DLD和DLM而實(shí)現(xiàn)的矩形原型的幾何形狀

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結(jié)論

? ? ? 提出了一種基于受限動(dòng)態(tài)液滴彎月面的選擇性加工新技術(shù)。計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)模擬與實(shí)驗(yàn)裝置非常吻合。這種新的方法，以使用DLD的局部濕處理為代表，與襯底接觸形成DLM，允許執(zhí)行任何類(lèi)型的濕處理而不使用任何類(lèi)型的光刻步驟。由于流體的高速，像在噴射電鍍中一樣，擴(kuò)散層減少，并且實(shí)現(xiàn)了沉積速率高達(dá)9 m/min的銅的初步電鍍工藝。DLM一旦形成，甚至可以處理不完美的平面襯底。利用所呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，即使磁頭和襯底之間的距離在兩個(gè)方向上變化大約200微米，也有可能在襯底上保持相同的DLM足跡。用于實(shí)現(xiàn)4x4銅柱陣列的原型噴嘴正在實(shí)現(xiàn)的路上，用于實(shí)現(xiàn)非常小的噴嘴尺寸的縮放技術(shù)也在實(shí)現(xiàn)的路上。20米的噴嘴尺寸正在通過(guò)微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，并且利用激光微機(jī)械加工和3D直接激光寫(xiě)入技術(shù)，正在研究小到5米的更小尺寸。提出了一種新的無(wú)掩模選擇性濕法工藝，為電子封裝和光伏產(chǎn)業(yè)打開(kāi)了一個(gè)新的哲學(xué)進(jìn)程。

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