等離子清洗技術有效消除芯片封裝過程中出現的分層現象

　　隨(sui)著光電產(chan)(chan)業(ye)的(de)(de)快速(su)發展(zhan)，半導體(ti)等微(wei)電子(zi)產(chan)(chan)業(ye)迎來了發展(zhan)的(de)(de)黃金(jin)時期(qi)，這使得產(chan)(chan)品的(de)(de)性能和質量(liang)成為微(wei)電子(zi)技術公(gong)司(si)的(de)(de)追求。高(gao)(gao)精度、高(gao)(gao)性能、高(gao)(gao)質量(liang)是許多高(gao)(gao)科技領域的(de)(de)行業(ye)標準和企業(ye)的(de)(de)產(chan)(chan)品檢驗(yan)標準。在(zai)(zai)整個微(wei)電子(zi)封裝過(guo)程中，半導體(ti)器(qi)件的(de)(de)表面(mian)會(hui)附著各種(zhong)粒(li)子(zi)和其他污(wu)(wu)染物。這些污(wu)(wu)染物的(de)(de)存在(zai)(zai)將嚴重影響微(wei)電子(zi)器(qi)件的(de)(de)可靠性和使用壽命(ming)。

　　封裝過程的質量直接影響到微電子產品的產量，而整個封裝過程中最大的問題就是附著在產品表面的污染物。等離子清洗可(ke)根(gen)據污染物的(de)不同環節(jie)(jie)應用于各工序的(de)前端。一般在粘貼、引線鍵合和塑料(liao)包(bao)裝之前進行分(fen)發。等(deng)離子清洗(xi)在整個包(bao)裝過程中的(de)作用主要包(bao)括防止包(bao)裝分(fen)層(ceng)、提(ti)(ti)(ti)高(gao)焊絲質量、提(ti)(ti)(ti)高(gao)粘結強度、提(ti)(ti)(ti)高(gao)可(ke)靠性、提(ti)(ti)(ti)高(gao)成品率和節(jie)(jie)約成本。

　　由于干洗方法(fa)可以在不損害芯片表面的材料性能(neng)和導電性能(neng)的情況下去(qu)除(chu)污染(ran)物，因此(ci)在許多清潔方法(fa)中(zhong)具有明顯的優勢。其中(zhong)，等離子清洗具有明顯的優勢。具有操(cao)作簡單(dan)、控制精度高、無(wu)熱處理、全過程無(wu)污染(ran)、安全可靠等特點。它(ta)已廣泛(fan)應用于高級包裝領域。

　　等離子清洗技術原理

　　等離(li)子(zi)體是帶(dai)電(dian)粒(li)子(zi)在膠體中(zhong)具有足夠(gou)正(zheng)負(fu)電(dian)荷(he)的物質聚集狀態(tai)，或是由大量帶(dai)電(dian)粒(li)子(zi)組成的非凝聚系統。等離(li)子(zi)體由帶(dai)正(zheng)負(fu)電(dian)荷(he)和亞穩態(tai)的分子(zi)和原(yuan)子(zi)組成。

　　一(yi)方面(mian)(mian)，當各種(zhong)活性粒子(zi)與(yu)待清(qing)(qing)(qing)洗物(wu)(wu)體(ti)表(biao)面(mian)(mian)相互接(jie)觸時，各種(zhong)活性粒子(zi)會(hui)與(yu)物(wu)(wu)體(ti)表(biao)面(mian)(mian)的雜質(zhi)發(fa)(fa)生反(fan)應(ying)，形成揮(hui)發(fa)(fa)性氣體(ti)等物(wu)(wu)質(zhi)，然(ran)后這(zhe)些(xie)揮(hui)發(fa)(fa)性物(wu)(wu)質(zhi)會(hui)被真(zhen)空泵吸走(zou)。例如(ru)，活性氧等離(li)子(zi)體(ti)與(yu)材(cai)料表(biao)面(mian)(mian)的有(you)機物(wu)(wu)發(fa)(fa)生反(fan)應(ying)。另一(yi)方面(mian)(mian)，各種(zhong)活性粒子(zi)將轟(hong)擊并清(qing)(qing)(qing)潔材(cai)料表(biao)面(mian)(mian)，從而使(shi)材(cai)料表(biao)面(mian)(mian)上(shang)被污(wu)染的雜質(zhi)隨氣流被真(zhen)空泵吸走(zou)。這(zhe)種(zhong)清(qing)(qing)(qing)洗方法沒有(you)化(hua)學反(fan)應(ying)，清(qing)(qing)(qing)洗后的材(cai)料表(biao)面(mian)(mian)沒有(you)氧化(hua)物(wu)(wu)，因此可以(yi)很(hen)好地保(bao)持清(qing)(qing)(qing)洗后材(cai)料的純(chun)度(du)，保(bao)證材(cai)料的各向異(yi)性。

　　(晶體(ti)(ti)管(guan)外形(xing))，即晶體(ti)(ti)管(guan)形(xing)狀。大(da)多數(shu)早期的(de)晶體(ti)(ti)管(guan)使用同軸(zhou)(zhou)封裝(zhuang)，后來(lai)被借用到光(guang)通信(xin)中，稱為封裝(zhuang)，即同軸(zhou)(zhou)封裝(zhuang)。目前，同軸(zhou)(zhou)器(qi)件由于其易(yi)于制造和成本優(you)勢(shi)，已經占(zhan)據了主流(liu)光(guang)學器(qi)件市場的(de)主導地位。

　　在光電子器件的開發(fa)和生產(chan)中(zhong)(zhong)，封(feng)裝(zhuang)往往占成本(ben)的60%~90%，其中(zhong)(zhong)80%的制造成本(ben)來自組(zu)裝(zhuang)和封(feng)裝(zhuang)過程。因此，包裝(zhuang)在降低(di)成本(ben)方面發(fa)揮著重要作用，逐漸(jian)成為研究的熱點(dian)。

　　在包(bao)裝(zhuang)中的(de)問題(ti)主要(yao)包(bao)括焊接分(fen)層、虛(xu)焊或粘結強度不(bu)足。這(zhe)些問題(ti)的(de)罪魁禍首是引線框架和芯片(pian)表面的(de)污(wu)染物(wu)，主要(yao)包(bao)括微粒污(wu)染、氧(yang)化層、有(you)機殘留物(wu)等。這(zhe)些污(wu)染物(wu)使得(de)芯片(pian)和框架基板之間的(de)銅(tong)引線連(lian)接不(bu)完整或虛(xu)焊。如何解決微粒氧(yang)化層等污(wu)染物(wu)，提高包(bao)裝(zhuang)質(zhi)量就顯得(de)尤為重要(yao)。

　　等(deng)離(li)子(zi)(zi)清(qing)洗技術(shu)主(zhu)要通過(guo)(guo)活性(xing)等(deng)離(li)子(zi)(zi)體對(dui)材料表(biao)(biao)面進(jin)行(xing)物(wu)(wu)理轟擊或化學反應等(deng)單效或雙(shuang)效作用，以實(shi)現在分子(zi)(zi)水(shui)平上(shang)對(dui)材料表(biao)(biao)面污染物(wu)(wu)的(de)去除或改性(xing)。應用于包裝(zhuang)過(guo)(guo)程(cheng)中，可有效去除材料表(biao)(biao)面的(de)有機殘(can)留物(wu)(wu)、微粒污染、薄層(ceng)(ceng)氧化層(ceng)(ceng)等(deng)，提高工件的(de)表(biao)(biao)面活性(xing)，避免(mian)粘結分層(ceng)(ceng)或虛焊。

　　等離子清洗不僅可以大大提高引線框架的粘接性能和粘接強度，而且可以避免人為因素長期接觸引線框架造成的二次污染。等離子清洗技術后，產品處理的結果通常通過水滴角或達因值來測量。根據實驗清洗前后的測試數據結果，材料經等離子清洗機清洗后，產品表面的接觸角從清洗前的97.363°下降到清洗后的10°以下，表明等離子清洗方法可以有效去除產品表面的各種雜質和污染物，從而提高材料粘接和布線的強度，有效消除后續芯片封裝過程中出現的分層現象。等離子清洗最(zui)大的(de)優點是可以清(qing)洗各(ge)種尺寸和結構(gou)的(de)產(chan)品(pin)，無廢液和污(wu)染源(yuan)