Sausā kodināšana vs. Mitrā kodināšana

Ievads

Kodināšana ir kritisks process materiālu ražošanā, īpaši tādās nozarēs kā pusvadītāju ražošana, elektronika, un mikrofastrāde. Process ietver materiāla noņemšanu no substrāta, lai izveidotu modeļus vai struktūras. Parasti tiek izmantotas divas galvenās kodināšanas metodes: sausā kodināšana un mitrā kodināšana. Katrai metodei ir savas priekšrocības, trūkumi, un īpašiem lietošanas gadījumiem. Šajā emuārā tiks izpētītas galvenās atšķirības starp sauso kodināšanu un mitro kodināšanu, viņu priekšrocības, pieteikumi, un kā izvēlēties piemērotu metodi konkrētam projektam.

1. Oforta veidu pārskats: Sausā kodināšana vs. Mitrā kodināšana

Kodināšanu var plaši iedalīt divos veidos: sausā kodināšana un mitrā kodināšana. Katram ir savas metodes, procesi, priekšrocības, un trūkumi.

Sausais kodināšanas process

Sausā kodināšana mūsdienās ir visplašāk izmantotā kodināšanas metode. Tas ietver augstas enerģijas izmantošanu, neitrāli lādēti joni, lai kodinātu substrāta īpatnējo virsmu. Šos jonus ģenerē, pārvēršot reaktīvās gāzes plazmā, izmantojot radiofrekvenci (RF) lauks, tāpēc termins "plazmas kodināšana".

Lai arī, ne visas sausās kodināšanas metodes izmanto plazmu. Dažas metodes izmanto dažādas pieejas.

Lai uzturētu procesu, nepārtraukta reaktīvo gāzu, piemēram, argona, padeve, skābeklis, hēlijs, un slāpeklis — ir nepieciešams, lai RF lauks varētu tos konsekventi pārvērst plazmā.

Sausā kodināšana tiek dota priekšroka salīdzinājumā ar mitro kodināšanu, jo tā rada mazāk atkritumu un izmanto mazāk ķīmisko vielu. Papildus, tas ļauj veikt gan izotropu, gan anizotropu kodināšanu, nodrošinot mašīnistiem lielāku kontroli pār kodināšanas precizitāti.

Sausās kodināšanas veidi

• Reaktīvā jonu kodināšana (RIE): RIE apvieno fizisko izsmidzināšanu ar ķīmiskām reakcijām, lai noņemtu materiālu. Tas ir īpaši noderīgi, lai izveidotu smalku, struktūras ar augstu malu attiecību.
• Splutter kodināšana/jonu frēzēšana: Šī metode izmanto jonu bombardēšanu, lai fiziski noņemtu materiālu, bieži izmanto metālu un izolatoru kodināšanai.
• Dziļi reaktīvā jonu kodināšana (TRĪS): DRIE ir optimizēts dziļuma radīšanai, struktūras ar augstu malu attiecību, piemēram, tie, kas atrodami MEMS (Mikroelektromehāniskās sistēmas).

Sausās kodināšanas priekšrocības un trūkumi

1. Priekšrocības:

• Augsta virziena vadība: Sausā kodināšana var radīt ļoti precīzas un vertikālas sānu sienas.
• Labāka izšķirtspēja: Piemērots smalkāku detaļu un augstas proporcijas struktūru veidošanai.
• Samazināta sānu kodināšana: Tas samazina blakus esošo materiālu nevēlamu kodināšanu.
• Piemērots daudzslāņu konstrukcijām: Sauso kodināšanu bieži izmanto, strādājot ar vairākiem materiāliem uz viena pamatnes.

2. Trūkumi:

• Augstākas izmaksas: Nepieciešams specializēts aprīkojums un kontrolēta vide.
• Sarežģīta iestatīšana: Iekārtas ekspluatācijai un apkopei ir vajadzīgas lielākas tehniskās zināšanas.
• Iespējamie bojājumi: Tas var izraisīt substrāta fiziskus bojājumus ar jonu bombardēšanu.

Mitrā kodināšanas process

Mitrā kodināšana izmanto šķidrus šķīdumus, pazīstami kā kodinātāji, kā līdzekli materiāla noņemšanai. Šie risinājumi, piemēram, fluorūdeņražskābe un sālsskābe, ir ļoti kodīgas un efektīvi izšķīdina substrāta materiālu. Lai saglabātu paredzētās pamatnes vietas, aizsargmaskas, kas izgatavotas no kodinātiem materiāliem, piemēram, oksīdiem, hroms, vai tiek uzklāts zelts.

Process ir salīdzinoši vienkāršs: maskētais substrāts ir pakļauts kodinātājam, kas pēc tam izšķīdina neaizsargātos slāņus. Ar atbilstošu iedarbību, neskartas paliek tikai aizsargātās pamatnes daļas.

Lai gan mitrās kodināšanas izotropiskais raksturs ir novedis pie tā izmantošanas samazināšanās speciālistu vidū, daži ir izstrādājuši paņēmienus, lai padarītu procesu anizotropiskāku, tādējādi uzlabojot tā lietderību.

Slapjā kodināšanas veidi

• Iegremdēšanas metode: Vienkāršākajā mitrās kodināšanas formā, substrāti tiek iegremdēti ķīmiskā šķīdumā, kas selektīvi iegravē materiālu.
• Izgriešanas un izsmidzināšanas metode: Šī metode ietver kodināšanas šķīduma izsmidzināšanu uz vērpšanas substrāta, nodrošinot vairāk kontrolētu kodināšanas procesu.

Mitrās kodināšanas priekšrocības un trūkumi

1. Priekšrocības:

• Vienkāršība: Nepieciešams mazāk sarežģīts aprīkojums, un to ir vieglāk uzstādīt.
• Zemākas izmaksas: Lētāk ieviest un uzturēt.
• Daudzpusība: Noderīgs plašam materiālu klāstam un var apstrādāt lielākas pamatnes.

2. Trūkumi:

• Virziena kontroles trūkums: Rezultāti izotropā kodināšanā, kas var ietekmēt sānu izmērus.
• Lēnāks kodināšanas ātrums: Parasti ne tik ātri kā sausās kodināšanas procesi.
• Mazāka precizitāte: Nav ideāli piemērots smalkumu veidošanai, struktūras ar augstu malu attiecību.

2. Kāda ir atšķirība starp sauso kodināšanu un mitro kodināšanu??

Galvenā atšķirība ir kodināšanai izmantotajā vidē un iegūtajos kodināšanas profilos:

• Sausā kodināšana parasti ir anizotrops un izmanto plazmas vai jonu starus vakuuma vidē, lai noņemtu materiālu no substrāta. Sausā kodināšana nodrošina labāku kodināšanas profilu kontroli, padarot to piemērotu lietojumiem, kam nepieciešamas smalkas detaļas un augsta precizitāte.
• Mitrā kodināšana ir izotropisks, izmantojot šķidras ķīmiskas vielas, un ir vairāk piemērots lietojumiem, kur nepieciešama vienmērīga noņemšana visos virzienos. Mitrā kodināšana, vienlaikus rentablāk, mēdz būt mazāk precīza un ir labāk piemērota lietojumiem, kur augsta precizitāte nav tik kritiska.

3. Faktori, kas jāņem vērā, izvēloties kodināšanas metodi

Izvēloties kodināšanas metodi, ir jāņem vērā vairāki faktori, lai nodrošinātu vislabākos rezultātus konkrētajam lietojumam. Tie ietver:

Selektivitāte

Selektivitāte attiecas uz kodināšanas procesa spēju noņemt vienu materiālu, atstājot citu materiālu relatīvi neskartu.. Strādājot ar daudzslāņu materiāliem, izšķiroša nozīme ir ļoti selektīvai kodināšanai, kur nepieciešama precīza kodināšana, lai noņemtu tikai noteiktus slāņus, nesabojājot citus. piemēram, pusvadītāju ražošanā.

Kodināšanas ātrums

Kodināšanas ātrums ir iegravētā materiāla biezums laika vienībā. Sinonīms tam ir kodināšanas ātrums. Operatori to mēra nanometros minūtē (nm/min) vai mikrometri minūtē (µm/min). Materiāla noņemšanas ātrums var ietekmēt procesa efektivitāti. Liela apjoma ražošanai var būt vēlams ātrāks kodināšanas ātrums, bet tam jābūt līdzsvarotam ar precizitātes un kontroles nepieciešamību.

Oforta vienveidība

Viendabīgums nodrošina, ka iegravētais raksts ir konsekvents visā virsmā. Tas ir īpaši svarīgi lietojumos, kur izmēru precizitāte ir kritiska, piemēram, mikroelektronisko ierīču ražošanā.

Citi apsvērumi

• Izotropiskā kodināšana: Šāda veida kodināšana vienmērīgi noņem materiālu visos virzienos, kas ir piemērots noapaļotu vai zemu iegriezumu veidošanai. Lai arī, Šis rezultāts nav precīzs, un tā precizitāte var radīt apakšējos iegriezumus slāņos, kurus nav paredzēts noņemt.
• Anizotropiskā kodināšana: Šī metode selektīvi noņem materiālu virzienā, kas ir perpendikulārs virsmai, kas ļauj izveidot vertikālas sienas un dziļas tranšejas. Tas ir precīzāks kodināšanas veids un darbojas, veidojot apļveida rakstus uz pamatnes.

5. Secinājums

Izvēle starp sauso kodināšanu un mitro kodināšanu ir atkarīga no pielietojuma īpašajām prasībām, piemēram, precizitāte, maksāt, un caurlaidspēja. Sausā kodināšana ir ideāli piemērota augstas precizitātes lietojumiem, savukārt mitrā kodināšana ir piemērotāka liela mēroga, rentablu ražošanu. Izpratne par atšķirībām starp šīm metodēm palīdz ražotājiem un inženieriem izvēlēties savām vajadzībām labāko pieeju.

Satura atsauce：https://en.wikipedia.org/wiki/Etching

6. FAQ

 

Ņurds: Kura kodināšanas metode ir labāka izvēle: sausā kodināšana vai mitrā kodināšana?

Izšķirt: Izvēle ir atkarīga no lietojumprogrammas īpašajām prasībām. Sausā kodināšana ir ieteicama augstas precizitātes lietojumiem, kur nepieciešama anizotropiskā kodināšana un precīza kontrole, piemēram, pusvadītāju ražošanā. Mitrā kodināšana ir piemērotāka lietojumiem, kuriem nepieciešama izotropiskā kodināšana, un vienkāršāka, rentablus uzstādījumus, piemēram, dažos PCB ražošanas procesos.

Ņurds: Kurš no diviem kodināšanas procesiem ir lētāks?

Izšķirt: Mitrā kodināšana parasti ir pieejamāka, jo ir vienkāršāka iestatīšana un zemākas ekspluatācijas izmaksas. Sausās kodināšanas iekārtas ir dārgākas, un tām ir nepieciešama kontrolēta vakuuma vide, kas palielina kopējās izmaksas. Lai arī, rentabilitāte var atšķirties atkarībā no ražošanas apjoma un nepieciešamās kodināšanas sarežģītības.

Ņurds: Kāda ir atšķirība starp lāzergravēšanu un lāzergravēšanu?

Izšķirt: Lāzera kodināšana parasti attiecas uz materiāla noņemšanas procesu no virsmas, lai izveidotu dizainu vai tekstu, bieži vien marķēšanas nolūkos. Lāzergravēšana, No otras puses, ir dziļāks un materiālā rada padziļinājumu, bieži izmanto pastāvīgai marķēšanai vai dekorēšanai.

Ņurds: Vai mitro kodināšanu var padarīt anizotropu?

Izšķirt: Lai gan mitrā kodināšana pēc savas būtības ir izotropiska, var izmantot dažas metodes, lai padarītu to anizotropiskāku. Piemēram, izmantojot temperatūras gradientus vai īpašus kodināšanas maisījumus, kodināšanas ātrumu var ietekmēt dažādos virzienos. Lai arī, Patiesas anizotropijas sasniegšana, kas ir salīdzināma ar sauso kodināšanu, joprojām ir izaicinājums.