鋁線鍵合等離子清洗機工藝應(yīng)用

文章出處：本站 | 網(wǎng)站編輯：深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2022-04-13

等離子清洗技術(shù)被廣泛應(yīng)用于電子、生物醫(yī)藥、珠寶制作、紡織等眾多行業(yè)，由于各個行業(yè)的特殊性，需要針對行業(yè)需要，采用不同的設(shè)備及工藝。在電子封裝行業(yè)鋁線鍵合中，使用等離子清洗技術(shù)，目的是增強焊線/焊球的焊接質(zhì)量及芯片與環(huán)氧樹脂塑封材料之間的粘結(jié)強度。為了更好地達到等離子清洗的效果，需要了解設(shè)備的工作原理與構(gòu)造，根據(jù)封裝工藝，設(shè)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(fā)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(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)類型可以分為物理反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)，物理反應(yīng)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(xué)反應(yīng)是活性粒子與污染物發(fā)生反應(yīng)，生成易揮發(fā)物質(zhì)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(yīng)，使用O2或者H2來進行化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)原理示意圖如圖1所示。

圖 1 等離子清洗物理 / 化學(xué)反應(yīng)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(yīng)，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(xué)結(jié)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(shè)備的參數(shù)設(shè)置有關(guān)外，也與樣品形狀及樣品的料盒有關(guān)。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(nèi)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(zhì)，因為其具有良好的加工特性，同時質(zhì)量輕，便于運輸。玻璃和陶瓷材質(zhì)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(chǎn)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(wěn)定性。在使用等離子清洗工藝時，需結(jié)合等離子清洗機腔體的結(jié)構(gòu)，設(shè)計合適的料盒，合理擺放料盒在腔體內(nèi)的位置。同時，根據(jù)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。

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