Nieve para buenas conexiones

El wire bonding está establecido como técnica de contacto en la industria de semiconductores y microelectrónica. Una condición previa para buenas conexiones son superficies limpias y adecuadas a las necesidades. (Fuente de la imagen: Bond-IQ)

Con la limpieza por chorro de nieve se pueden eliminar de manera muy eficiente contaminaciones fílmicas — aquí una huella dactilar — y particuladas en placas de circuito impreso (de izquierda: superficie contaminada, de derecha: superficie después de la limpieza). (Fuente de la imagen: Bond-IQ)

Gracias a la interacción de los cuatro mecanismos de acción, la limpieza se realiza de manera efectiva y rápida, además de ser suave. El proceso automatizado e integrado en la fabricación garantiza resultados homogéneos y reproducibles. (Fuente de la imagen: acp Systems)

Todos los residuos de flux se eliminan completamente y de manera segura del circuito impreso, sin afectar la estructura de la PCB. (Fuente de la imagen: acp systems)

El wire bonding está establecido como técnica de conexión en la industria de semiconductores y microelectrónica. Si se generan conexiones de alta calidad y duraderas, depende en gran medida de la limpieza de las superficies de unión. La tecnología de chorro de nieve quattroClean, seca y escalable, garantiza de manera segura y económica la pureza necesaria y puede automatizarse según las necesidades.

Como método estándar para el contacto eléctrico en la tecnología de montaje y conexión, el wire bonding se ha consolidado durante 70 años en una amplia gama de aplicaciones. Va desde la tecnología de semiconductores, microelectrónica y componentes ópticos, hasta automóviles, productos de consumo, MEMS y sensores industriales, así como tareas específicas como el unión de celdas de batería para la movilidad eléctrica, herramientas con batería y almacenamiento de energía. “En principio, el wire bonding se divide en tres grandes grupos de procedimientos. Dos de ellos son procedimientos de alambre fino, 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 es el de unión con alambre grueso, con diámetros de 100 a 500 µm”, explica 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 elaborar una guía sobre la limpieza y el estado de las superficies de unión, que sirva como base para la creación de un estándar internacional reconocido industrialmente.

Pureza – un factor decisivo de calidad

Como la formación de conexiones ocurre tanto en el wire bonding fino como en el grueso en el rango nanométrico, los metales a contactar deben colocarse a una distancia atómica. En consecuencia, contaminantes o capas intermedias, incluso en el rango de 5 a 10 nm, pueden obstaculizar el proceso de unión. Esto puede incluir huellas dactilares, adhesivos que sangran, residuos de flux, gases liberados por adhesivos y otros polímeros, polvo, óxidos o residuos de procesos de limpieza químico-hidromecánicos. “Las contaminaciones visibles a simple vista son críticas para el bonding. Si tras la limpieza estas contaminaciones ya no son visibles, normalmente la superficie de unión está suficientemente limpia. Esto generalmente se puede comprobar con un microscopio y una comparación visual previa y posterior. Con ello, la tasa de éxito puede aumentarse de tres a cuatro veces”, explica Stefan Schmitz.

Procedimientos para la limpieza de superficies de unión

Tradicionalmente, las superficies de unión siguen limpiándose mediante procedimientos químicos húmedos con solventes o medios basados en agua, que requieren un secado energéticamente intensivo. La limpieza con plasma puede usarse en contaminaciones delgadas, conocidas y muy específicas. Otra alternativa es la limpieza láser. “En superficies muy sensibles, por ejemplo en microelectrónica, primero se deben evaluar 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 con chorro de nieve quattroClean, ya que permite eliminar contaminantes más adherentes y encrustados”.

Limpieza seca, selectiva y sostenible

La tecnología de chorro de nieve quattroClean, escalable y apta para salas limpias, es un procedimiento de limpieza en seco para aplicaciones tanto en toda la superficie como localizadas. El método es apto para eliminar contaminantes particulados en el rango submicrométrico y contaminaciones en película hasta capas nanométricas de forma reproducible. Como medio de limpieza, la tecnología quattroClean utiliza dióxido de carbono líquido, reciclado y tratado a partir de procesos químicos de producción y generación de energía a partir de biomasa. Este se dirige a través de una boquilla de doble material, ajustable y sin desgaste, y al salir se expande en cristales de nieve finos, que son agrupados por un chorro de aire comprimido separado y aplicados a la superficie a limpiar a velocidad supersónica. La acción de limpieza se basa en una combinación de efectos térmicos, mecánicos, solventes y de sublimación. Dado que el dióxido de carbono cristalino se sublima completamente durante el proceso, las superficies tratadas permanecen secas. Las contaminaciones eliminadas se aspiran junto con el gas del proceso, evitando la contaminación cruzada de las superficies y la contaminación del entorno. En combinación con gases de proceso de Linde, el eficiente procedimiento quattroClean cuenta con la certificación Green Screen para limpiadores y desengrasantes de Clean Production Action.

Tecnología de limpieza para una amplia gama de aplicaciones

La baja dureza de los cristales de nieve finos permite la limpieza incluso de superficies muy sensibles y con estructuras finas. Esto abre un amplio campo de aplicación para la tecnología de chorro de nieve quattroClean. Entre otras cosas, el procedimiento se emplea para eliminar flux y residuos de soldadura en PCB y PCBA, para eliminar contaminantes químico-particulados en las superficies de unión, así como para limpiar 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 química húmeda, el procedimiento puede usarse de manera muy eficiente. Además, hemos obtenido excelentes resultados en semiconductores y en carcasas provenientes de procesos galvanizados u otros procesos químicos húmedos”, informa Stefan Schmitz. Esto también se debe a la automatización relativamente sencilla de la limpieza y su integración en líneas de producción. “De esto se derivan dos ventajas: la limpieza automatizada garantiza resultados homogéneos y reproducibles. Cuando la limpieza se incorpora en el proceso de fabricación, los contaminantes recientes pueden eliminarse inmediatamente, antes de que los procesos de almacenamiento los conviertan en un problema mayor”, añade Stefan Schmitz.

La acp systems AG presentará en la Electronica, que se celebrará del 10 al 13 de noviembre de 2026 en Múnich (Alemania), en el pabellón A2, stand 112.