激光器引線鍵合前等離子清洗提高鍵合強度激光器失效的原因有很多,其中之一就是在封裝器件被污染或者氧化。在微加工領(lǐng)域?qū)ζ骷M行清洗尤為重要,在封裝中等離子清洗是很好的選擇,原因在于等離子清洗具有三維清洗能力,清洗效果顯著,清洗時不會產(chǎn)生污染環(huán)境的其它物質(zhì)。等離子清洗不會破壞器件的結(jié)構(gòu)與外形,可以清洗器件的每個角落,包括極深極小的空洞,基本做到無死角全方位清洗。
燒結(jié)之后的工藝就是引線鍵合。微電路加工制作中,引線鍵合不良是主要的迫使電路不能正常工作的因素。以數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,引線鍵合的部位受到氧化和污染,致使鍵合失效,導(dǎo)致70%以上器件的電路因此不能正常工作。如果在鍵合之前不清理燒結(jié)后的器件,那么會使鍵合強度降低、應(yīng)力增大,甚至出現(xiàn)虛焊脫焊等現(xiàn)象,嚴重影響器件的穩(wěn)定性及長期使用壽命。等離子清洗技術(shù)能使鍵合部分得到有效清洗,改善其表面的浸潤性、化學(xué)性質(zhì),使鍵合質(zhì)量得到有效保障,器件可靠性得以提高。
等離子清洗的原理:等離子體是除氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)之外的第四相態(tài),它的正負電荷數(shù)始終保持一致,它由帶電的正負離子、自由電子和激發(fā)態(tài)分子、中性粒子等不帶電的物質(zhì)組成。氣體可以通過微波、激光、熱電離、弧光和電暈放電等手段變成等離子狀態(tài)。等離子清洗中的氣體一般可分為:惰性等離子體:如氮氣、氬氣等;反應(yīng)性等離子體如:氫氣、氧氣等。反應(yīng)性等離子體十分活躍,可與材料表面物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。
等離子體清洗程序大致為:激發(fā)無機氣體變?yōu)榈入x子體;等離子體與待清洗器件表面物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)變?yōu)榈谌惙肿樱谌惙肿咏馕龀蓺鈶B(tài)物質(zhì)離開器件表面。等離子清洗中一般發(fā)生物理反應(yīng)或化學(xué)反應(yīng)。物理反應(yīng)為:1)紫外線照射在待清洗器件表面,由于紫外線能量強可以使待去除物分子鍵斷裂而脫落,并且可以穿透器件表面幾微米;2)濺射現(xiàn)象:陽離子加速沖擊陰離子撞到待清洗器件表面,足夠的能量帶走了器件表面的附著雜質(zhì)顆粒。化學(xué)反應(yīng)為:1)中性自由基與待清洗器件表面分子產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),生產(chǎn)很多能量不斷傳遞,使該反應(yīng)蔓延到整個器件致使器件表面分子都發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而脫離器件表面。2)電子沖向器件表面使附著的分子解析或分解,負電子與其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
總結(jié)以上文字可以得出等離子清洗去除待清洗器件表面的雜質(zhì)及氧化物是憑借等離子體內(nèi)的各種高能量物質(zhì)及其活化作用。
等離子清洗技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢在于:一、綠色、環(huán)保、無污染。等離子清洗相當(dāng)于氣相清洗,反應(yīng)產(chǎn)物多為二氧化碳和水等,不生成對人體或者環(huán)境有害的廢氣或者廢液等;二、待清洗器件無論是何種材料都可以進行清洗。如:金屬、木材、陶瓷、玻璃、塑料、橡膠等;三、清洗無障礙。無論待清洗器件表面多么崎嶇,器件構(gòu)造多么復(fù)雜,都能進行有效清洗;四、清洗能力強。無論待清洗器件表面有何污染都可以被清除干凈。激光器引線鍵合前等離子清洗提高鍵合強度00224466