等离子清洗的应用

 

等离子清洗的应用

  早期,为了迎合高集成度的电子制造技术，开始使用超薄镀金技术，镀金厚度小于0.05mm。但问题也随之而来，当DM工艺后，经过烘烤，使原镀金层下的Ni镍元素会上移到表面。在随后的WB工艺中由于这些Ni元素及其他沾污会导致着线不佳现象，甚至着不上线（漏线，少线）。Plasma清洗机也就随之出现。

  随着光电产业的迅猛发展，半导体等微电子产业迎来了黄金发展期，促使产品的性能和质量成为微电子技术产业公司的追求。高精度、高性能以及高质量是众多高科技领域的行业标准和企业产品检验的标准。      

      在整个微电子封装工艺生产流程中，半导体器件产品表面会附着各种微粒等沾污杂质。这些沾污杂质的存在会严重影响微电子器件的可靠性和工作寿命。

  考虑到半导体器件的特性，一般会采用干法清洗方式，能够不破坏芯片表面材料特性和导电特性就可去除污染物，所以在众多清洗方式中具有明显优势，其中等离子体清洗优势明显，具有操作简单、精密可控、无需加热处理、整个工艺过程无污染以及安全可靠等特点，在先进封装领域中获得了大规模的推广应用。

使用领域及产业化要求

  需要清除金属、陶瓷、塑料表面的有机污染物，要显著加强这些表面的粘性及焊接强度。改善绝大多数物质的性能：洁净度、亲水性、斥水性、粘结性、标刻性、润滑性、耐磨性。

  如果有效的表面处理对于产品的可靠性或过程效率的提高是至关重要的，那么等离子技术对你也许就是可选的技术。

  能够容易地控制和安全地重复离子化过程。

等离子清洗原理

  在一组电极施以射频电压（频率约为几十兆赫兹），电极之间形成高频交变电场，区域内气体在交变电场的激荡下，形成等离子体，活性等离子对被清洗物进行物理轰击与化学反应双重作用，使被清洗物表面物质变成粒子和气态物质。使被清洗物表面物质变成粒子和气态物质，经过抽真空排出，而达到清洗目的。

 

 

  目前，在实际应用中，广泛被用来激发等离子体的频率有40kHz、13.56MHz、2.45GHz 这3种。频 率高的为超声等离子体，只发生物理反应，没有化学反应。次之的为射频等离子体，既发生化学反应也发生物理反应。频率低的为微波等离子体，仅发生化学反应，不涉及物理反应。化学反应中常使用的工艺气体是氧气或氢气，物理反应中的典型工艺气体是氩气。但是，40kHz 的等离子体会改变被清洁表面性质，因此实际封装生产应用中大多用13.56MHz 的等离子体清洗和 2.45GHz 的等离子体清洗。

13.56MHz 的等离子体清洗优势

  一方面，当各种活性粒子与被清洗物体表面彼此碰触时，各种活性粒子与物体表面杂质污物会发生化学反应，形成易挥发性的气体等物质，随后易挥发性的物质会被真空泵吸走。另一方面，各种活性粒子会轰击清洗材料表面，使得材料表面的沾污杂质会随气流被真空泵吸走。这种清洗方式本身不存在化学反应，在被清洁材料表面没有留下任何氧化物，因此可以很好地保全被清洗物的纯净性，保障材料的各向异性。

应用场合

  等离子表面处理系统现正应用于LCD、LED、 IC，PCB，SMT、BGA、MEMS、引线框架、平板显示器的清洗和蚀刻。

  等离子清洗过的IC可显著提高焊线强度，减少电路故障的可能性。溢出的树脂、残余的感光阻剂、溶液残渣及其他有机污染物暴露于等离子体区，短时间内就能清除。

  PCB制造商用等离子蚀刻系统进行去污和蚀刻来带走钻孔中的绝缘物。

• 微电子工业 Microelectronic Industry

– 闪存，电可擦编程只读存储器 Flash, EEPROM

– 存取器 DRAM, SRAM

– 模拟器件/Analog/Linear

–微组装Microcontrollers, Microprocessors, Microperipherals

– 专用集成电路ASIC

• 光电子工业 Optoelectronic Industry

– 激光二极管Laser Diodes

– 光纤封装Fiber Assembly

– 密封包装Hermetic Packaging

– 微机电系统MEMS

• 印刷电路工业 Printed Circuit Industry

– 印刷电路板Printed Circuit Board

集成电路封装面临的挑战

IC Assembly and Packaging: Specific Challenges

• 不良的芯片粘结 Poor Die Attach

– Insufficient Heat Dissipation Due to Poor Die Attach

• 不良的导线连接强度 Poor Wire Bond Strength

– Contamination on Bond Pad

• 覆晶填料 Flip Chip Underfill

– Fillet Height of Underfill

– Void in Flip Chip Underfill

• 剥离 Delamination

– Laminate Materials Releasing Moisture（层压板材料释放水分）

– Metal Leadframe Oxidation（金属引线框氧化）

• 印刷电路板孔中的残余物 Smearing in Printed

Circuit Boards

• 打印记号 Marking

产品金属表面去氧化：

水滴实验：

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优势等离子清洗设备：

VSIP-88D

• 利用等离子清洗效果的均匀性和良好性提高产量

• 提高改善引线键合和芯片贴片工艺的粘接性

• 在线式连线型设备，可与产线通过轨道智能连线，从左至右传送产品

• 进出轨道可调，符合 SMEMA 标准

• 腔体良好的密封性，具有真空泄漏报警

• SECS/GEM 通讯协议，可远程控制及信息采集

• ISO 标准

• CE 安全要求