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    技術(shù)文章

    等離子清洗的應(yīng)用

    閱讀:754          發(fā)布時(shí)間:2022-4-21

     

    早期,日本為了迎合高集成度的電子制造技術(shù),開(kāi)始使用超薄鍍金技術(shù),鍍金厚度小于0.05mm。但問(wèn)題也隨之而來(lái),當(dāng)DM工藝后,經(jīng)過(guò)烘烤,使原鍍金層下的Ni鎳元素會(huì)上移到表面。在隨后的WB工藝中由于這些Ni元素及其他沾污會(huì)導(dǎo)致著線不佳現(xiàn)象,甚至著不上線(漏線,少線,一點(diǎn)剝離,D二點(diǎn)剝離)。Plasma清洗機(jī)也就隨之出現(xiàn)。

    隨著光電產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,半導(dǎo)體等微電子產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了黃金發(fā)展期,促使產(chǎn)品的性能和質(zhì)量成為微電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)公司的追求。高精度、

    高性能以及高質(zhì)量是眾多高科技領(lǐng)域的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)產(chǎn)品檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)。      

       在整個(gè)微電子封裝工藝生產(chǎn)流程中,半導(dǎo)體器件產(chǎn)品表面會(huì)附著各種微粒等沾污雜質(zhì)。這些沾污雜質(zhì)的存在會(huì)嚴(yán)重影響微電子器件的可靠性和工作壽命。

    考慮到半導(dǎo)體器件的特性,一般會(huì)采用干法清洗方式能夠不破壞芯片表面材料特性和導(dǎo)電特性就可去除污染物,所以在眾多清洗方式中具有明顯優(yōu)勢(shì),其中等離子體清洗優(yōu)勢(shì)明顯,具有操作簡(jiǎn)單、精密可控、無(wú)需加熱處理、整個(gè)工藝過(guò)程無(wú)污染以及安全可靠等特點(diǎn),在*封裝領(lǐng)域中獲得了大規(guī)模的推廣應(yīng)用。

    使用領(lǐng)域及產(chǎn)業(yè)化要求

    需要清除金屬、陶瓷、塑料表面的有機(jī)污染物,要顯著加強(qiáng)這些表面的粘性及焊接強(qiáng)度。改善絕大多數(shù)物質(zhì)的性能:潔凈度、親水性、斥水性、粘結(jié)性、標(biāo)刻性、潤(rùn)滑性、耐磨性。

    如果有效的表面處理對(duì)于產(chǎn)品的可靠性或過(guò)程效率的提高是至關(guān)重要的,那么等離子技術(shù)對(duì)你也許就是可選的技術(shù)。

    能夠容易地控制和安全地重復(fù)離子化過(guò)程。

    等離子清洗原理

    就是在一組電極施以射頻電壓(頻率約為幾十兆赫茲),電極之間形成高頻交變電場(chǎng),區(qū)域內(nèi)氣體在交變電場(chǎng)的激蕩下,形成等離子體,活性等離子對(duì)被清洗物進(jìn)行物理轟擊與化學(xué)反應(yīng)雙重作用,使被清洗物表面物質(zhì)變成粒子和氣態(tài)物質(zhì)。使被清洗物表面物質(zhì)變成粒子和氣態(tài)物質(zhì),經(jīng)過(guò)抽真空排出,而達(dá)到清洗目的。



    目前,在實(shí)際應(yīng)用中,廣泛被用來(lái)激發(fā)等離子體的頻率有 40kHz、13.56MHz、2.45GHz 這 3 種。頻 率  高 的為超聲等離子體,只發(fā)生物理反應(yīng),沒(méi)有化學(xué)反應(yīng)。次之的為射頻等離子體,既發(fā)生化學(xué)反應(yīng)也發(fā)生物理反應(yīng)。頻率低的為微波等離子體,僅發(fā)生化學(xué)反應(yīng),不涉及物理反應(yīng)。化學(xué)反應(yīng)中常使用的工藝氣體是氧氣或氫氣,物理反應(yīng)中的典型工藝氣體是氬氣。但是,40kHz 的等離子體會(huì)改變被清潔表面性質(zhì),因此實(shí)際封裝生產(chǎn)應(yīng)用中大多用13.56MHz 的等離子體清洗和 2.45GHz 的等離子體清洗。

    13.56MHz 的等離子體清洗優(yōu)勢(shì)

    一方面,當(dāng)各種活性粒子與被清洗物體表面彼此碰觸時(shí),各種活性粒子與物體表面雜質(zhì)污物會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成易揮發(fā)性的氣體等物質(zhì),隨后易揮發(fā)性的物質(zhì)會(huì)被真空泵吸走。另一方面,各種活性粒子會(huì)轟擊清洗材料表面,使得材料表面的沾污雜質(zhì)會(huì)隨氣流被真空泵吸走。這種清洗方式本身不存在化學(xué)反應(yīng),在被清潔材料表面沒(méi)有留下任何氧化物,因此可以很好地保全被清洗物的純凈性,保障材料的各向異性。

    應(yīng)用場(chǎng)合

    等離子表面處理系統(tǒng)現(xiàn)正應(yīng)用于LCD、LED、 IC,PCB,SMT、BGA、MEMS、引線框架、平板顯示器的清洗和蝕刻。

    等離子清洗過(guò)的IC可顯著提高焊線強(qiáng)度,減少電路故障的可能性。溢出的樹(shù)脂、殘余的感光阻劑、溶液殘?jiān)捌渌袡C(jī)污染物暴露于等離子體區(qū),短時(shí)間內(nèi)就能清除。

    PCB制造商用等離子蝕刻系統(tǒng)進(jìn)行去污和蝕刻來(lái)帶走鉆孔中的絕緣物。

    • 微電子工業(yè) Microelectronic Industry

    – 閃存,電可擦編程只讀存儲(chǔ)器 Flash, EEPROM

    – 存取器 DRAM, SRAM

    – 模擬器件/Analog/Linear

    –微組裝Microcontrollers, Microprocessors, Microperipherals

    – 專(zhuān)用集成電路ASIC

    • 光電子工業(yè) Optoelectronic Industry

    – 激光二極管Laser Diodes

    – 光纖封裝Fiber Assembly

    – 密封包裝Hermetic Packaging

    – 微機(jī)電系統(tǒng)MEMS

    • 印刷電路工業(yè) Printed Circuit Industry

    – 印刷電路板Printed Circuit Board

    集成電路封裝面臨的挑戰(zhàn)

    IC Assembly and Packaging: Specific Challenges

    • 不良的芯片粘結(jié) Poor Die Attach

    – Insufficient Heat Dissipation Due to Poor Die Attach

    • 不良的導(dǎo)線連接強(qiáng)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

    • 剝離 Delamination

    – Laminate Materials Releasing Moisture(層壓板材料釋放水分)

    – Metal Leadframe Oxidation金屬引線框氧化

    • 印刷電路板孔中的殘余物 Smearing in Printed

    Circuit Boards

    • 打印記號(hào) Marking



    產(chǎn)品金屬表面去氧化

     


    水滴實(shí)驗(yàn):

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