半導體封裝等離子清洗機的應用

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2022-05-04

半導體器件生產過程中，晶圓芯片表面會存在各種顆粒、金屬離子、有機物及殘留的磨料顆粒等沾污雜質。為保證集成電路IC集成度和器件性能，必須在不破壞芯片及其他所用材料的表面特性、電特性的前提下，清洗去除芯片表面上的這些有害沾污雜質物。否則，它們將對芯片性能造成致命影響和缺陷，極大地降低產品合格率，并將制約器件的進一步發(fā)展。目前，器件生產中的幾乎每道工序都有清洗這一步驟，其目的是去除芯片表面沾污、雜質，現(xiàn)廣泛應用的物理化學清洗方法大致可分成濕法清洗和干法清洗兩類，尤其是干法清洗發(fā)展很快，其中的等離子清洗機優(yōu)勢明顯，在半導體器件及光電子元器件封裝領域中獲得推廣應用。

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(yōu)化引線鍵合中的運用

在芯片、微電子機械系統(tǒng)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(xiàn)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(yè)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(huán)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(shù)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?；罨蟮谋砻婺芨纳骗h(huán)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(fā)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(shù)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(qū)、蓋板密閉區(qū)。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(tài)不穩(wěn)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。

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等離子表面處理