等離子清洗機在微電子封裝領域有著廣泛的應用前景,半導體后部生產工序中,由于指印、助焊劑、焊料、劃痕、沾污、微塵、樹脂殘跡、自熱氧化、有機物等,在器件和材料表面形成各種沾污,這些沾污會明顯地影響封裝生產及產品質量,利用等離子體清洗技術,能夠很容易清除掉生產過程中形成的這些分子水平的污染,從而顯著地改善封裝的可制造性、可靠性及成品率。
等離子清洗機在優化引線鍵合中的運用
在芯片、微電子機械系統MEMS封裝中,基板、基座與芯片之間有大量的引線鍵合,引線鍵合仍然是實現芯片焊盤與外引線連接的重要方式,如何提高引線鍵合強度一直是行業研究的問題。射頻驅動的低壓等離子清洗技術是一種有效的、低成本的清潔方法,能夠有效地去除基材表面可能存在的污染物,例如氟化物、鎳的氫氧化物、有機溶劑殘留、環氧樹脂的溢出物、材料的氧化層,等離子清洗一下再鍵合,會顯著提高鍵合強度和鍵合引線拉力的均勻性,它對提高引線鍵合強度作用很大。在引線鍵合之前,氣體等離子體技術可以用來清洗芯片接點,改善結合強度及成品率。
等離子清洗機在倒裝焊接前的清洗應用
在芯片倒裝封裝方面,對芯片和載體進行等離子體清洗,提高其表面活性以后再進行倒裝焊,可以有效地防止或減少空洞,提高黏附性。另一特點是提高填料邊緣高度,改善封裝的機械強度,降低因材料間不同的熱膨脹系數而在界面間形成的剪切應力,提高產品可靠性和壽命。
等離子清洗機在芯片粘結的清洗的應用
等離子體表面清洗可用于芯片粘結之前的處理,由于未處理材料表明普遍的疏水性和惰性,其表面粘結性能通常很差,粘結過程中很容易在界面產生空洞。活化后的表面能改善環氧樹脂等高分子材料在表面的流動性能,提供良好的接觸表面和芯片粘結浸潤性,可有效防止或減少空洞形成,改善熱傳導能力。清洗常用的表面活化工藝是通過氧氣、氮氣或它們的混合氣等離子體來完成的。微波半導體器件在燒結前采用等離子體清洗管座,對保證燒結質量十分有效。
等離子清洗機在引線框架的清洗的應用
引線框架在當今的塑封中仍占有相當大的市場份額,其主要采用導熱性、導電性、加工性能良好的銅合金材料制作引線框架。但銅的氧化物及其他一些污染物會造成模塑料與銅引線框架分層,并影響芯片粘接和引線鍵合質量,確保引線框架清潔是保證封裝可靠性的關鍵。研究表明,采用氫氬混合氣體,激發頻率13.56MHz,能夠有效地去除引線框架金屬層上的污染物,氫等離子體能夠去除氧化物,而氬通過離子化能夠促進氫等離子體數量的增加。
等離子清洗機在管座管帽的清洗應用
管座管帽若存放時間較長,表面會有陳跡且可能有污染,先對管座管帽進行等離子體清洗,去除污染,然后封帽,可顯著提高封帽合格率。陶瓷封裝通常使用金屬漿料印制線作鍵合區、蓋板密閉區。在這些材料的表面電鍍Ni、Au前,采用等離子清洗,去掉有機物沾污,提高鍍層質量。
在半導體封裝方面,等離子清洗機正廣泛應用于封裝材料清洗及活化,對解決電子元器件存在的表面沾污、界面狀態不穩定、燒結及鍵合不良等缺陷隱患,提升質量管理和工序控制能力具有操作性的積極作用,改善材料表面特性,提高封裝產品性能,需要選擇合適的清洗方式和清洗時間,對提高封裝質量和可靠性極為重要。