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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