鋁線鍵合等離子清洗機工藝應用等離子清洗技術被廣泛應用于電子、生物醫藥、珠寶制作、紡織等眾多行業，由于各個行業的特殊性，需要針對行業需要，采用不同的設備及工藝。在電子封裝行業鋁線鍵合中，使用等離子清洗技術，目的是增強焊線/焊球的焊接質量及芯片與環氧樹脂塑封材料之間的粘結強度。為了更好地達到等離子清洗的效果，需要了解設備的工作原理與構造，根據封裝工藝，設計可行的等離子清洗料盒及工藝。
等離子清洗的工作原理是通過將注入氣體激發成等離子體，等離子體由電子、離子、自由基、光子以及其他中性粒子組成。由于等離子體中的電子、離子和自由基等活性粒子存在，其本身容易與固體表面發生反應。反應類型可以分為物理反應和化學反應，物理反應主要是以轟擊的形式使污染物脫離表面，從而被氣體帶走；化學反應是活性粒子與污染物發生反應，生成易揮發物質再被帶走。在實際使用過程中，通常使用Ar氣來進行物理反應，使用O2或者H2來進行化學反應，其反應原理示意圖如圖1所示。
圖 1 等離子清洗物理 / 化學反應原理示意圖
等離子清洗的效果通常用滴水實驗來直觀反應，如圖2所示，等離子清洗前接觸角約為56°，等離子清洗后表面接觸角約為7°。在電子封裝中，通常使用物理化學結合的方式進行等離子清洗，以去除在原材料制造、運輸、前工序中殘留的有機污染物及芯片焊盤和引線框架表面形成的氧化物。
圖 2 等離子清洗前后滴水實驗對比
等離子清洗效果除與等離子清洗設備的參數設置有關外，也與樣品形狀及樣品的料盒有關。在料盒選擇方面，一般選用鏤空料盒（如圖3所示），讓盡可能多的等離子氣體進入到料盒內部，并且不干擾等離子氣體的流動方向與流動速度。一般選用鋁合金材質，因為其具有良好的加工特性，同時質量輕，便于運輸。玻璃和陶瓷材質雖然在等離子清洗工藝中使用效果更佳，但在工廠批量生產中不利于運輸與操作。
圖三 等離子清洗用鏤空料盒
等離子清洗有利于電子封裝鋁線鍵合的可靠性，能增強焊線工藝的穩定性。在使用等離子清洗工藝時，需結合等離子清洗機腔體的結構，設計合適的料盒，合理擺放料盒在腔體內的位置。同時，根據清洗樣品的不同，通過實驗找到最合適的清洗工藝，達到最好的清洗效果。鋁線鍵合等離子清洗機工藝應用00224821