半導(dǎo)體激光器封裝前等離子清洗提高鍵合質(zhì)量

文章出處：等離子清洗機(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2022-04-08

從資料顯示來看，半導(dǎo)體激光器的封裝工藝中，器件失效的百分比分別為：有源器件32%、鍵合24%、污染22%、工藝參數(shù)9%、工藝步驟4%、芯片焊接2%和其他7%。鍵合在激光器封裝中的定義為在芯片與熱沉上或者在需要電路相同的地方打線，建立流通電路。鍵合在整個封裝工藝中的失效百分比名列第二，為什么鍵合的失效如此之高，原因在于鍵合的引線數(shù)目偏多，且一根引線失效將會導(dǎo)致整個激光器無法正常工作。所以提升引線鍵合質(zhì)量萬分必要。

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(jìn)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(qiáng)度降低、應(yīng)力增大，甚至出現(xiàn)虛焊脫焊等現(xiàn)象，嚴(yán)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。

等離子清洗用氧氣會被激發(fā)成活性粒子，其主要祛除的是有機(jī)物如油脂等。這些活躍粒子與待清洗器件的雜質(zhì)生成化學(xué)反應(yīng)，變成易揮發(fā)的、極小的如水分子、二氧化碳分子等，然后被抽真空泵排出。氧氣等離子清洗的致命缺點(diǎn)是清洗完的器件容易生成新的氧化物，變成二次污染。氬氣等離子清洗是用氬分子快速沖撞待清洗器件表面，靠其速度快、能量高使雜質(zhì)脫離器件表面。氬氣屬于惰性氣體，在等離子清洗中屬于物理反應(yīng)，其優(yōu)點(diǎn)在于器件可以保持表面物質(zhì)的化學(xué)性能不被改變，沒有二次污染產(chǎn)生。所以應(yīng)該采取氫氣加氬氣清洗方式進(jìn)行激光器的等離子清洗。

等離子清洗可以洗掉器件表面的手印、油脂等有機(jī)物，同時也能洗去雜質(zhì)、粉塵等無機(jī)物。半導(dǎo)體激光器的封裝器件經(jīng)過等離子清洗之后，器件表面的清潔度明顯得到了改善清洗后的器件表面幾乎沒有污染物，鍵合區(qū)域的清潔度明顯有所改善，在這樣的區(qū)域里進(jìn)行鍵合，可以有助于鍵合強(qiáng)度，提高鍵合質(zhì)量。