微波等离子清洗技术及其应用介绍

文章出处：等离子清洗机厂家 | 深圳纳恩科技有限公司| 发表时间：2022-06-01

微波等离子清洗技术具有优越的环境特性和去污能力，但传统产生等离子体的不足限制了等离子清洗技术在工业中的应用，使用微波产生等离子可以避免清洗中产生的静电损伤，从而为扩展等离子技术在工业中的应用提供可能。

微波等离子体

常见的产生等离子的方式分为三种:(1)大气等离子体;(2)射频等离子体;(3)微波等离子体。这是根据产生等离子体的发生频率来分，大气等离子体为40kHz，射频等离子体为13．56MHz，微波等离子体为2．45GHz。微波等离子是由工作频率为2.45GHz的微波激发工艺气体放电,在正负极磁场作用下的谐振腔体内产生等离子体，该谐振腔体位于反应仓体旁边，磁控管连接微波发生器，因为整个放电过程不需要正负电极，所以产生自偏压极小，从根本上避免了静电放电损伤。

微波等离子产生原理

微波频率相对于其他频率有两个决定性优势，其一是离子浓度最高,在微波等离子里的反应微粒数量要远远大于在RF等离子里的反应等离子数量，这会使反应速度更快，反应时间更短。其二，等离子的一个自然特性是可以在直接暴露于等离子的基材上生成一种自偏压。这种自偏压要取决于等离子的激励频率,比如频率为2.45GHz的微波一般仅要求5-15伏,而在同样的情况下,RF等离子自偏压却要求100伏。因此,基材将要承受高能量离子冲击带来的损害,特别是半导体。实验已证明,在对晶片生产感光性树脂带处理过程中,使用微波等离子没有对腔体及腔门造成氧化损害。

下面介绍微波等离子清洗技术的两个常见应用场合

微波等离子清洗技术在IC封装中的应用

微波等离子清洗在IC封装中通常在下面的几个环节引入:在芯片粘合与引线键合前,以及在芯片封装前。

①用环氧树脂导电胶粘片前如果用等离子体对载体正面进行清洗，可以提高环氧树脂的粘附性，去除氧化物以利于焊料回流，改善芯片与载体的连接，减少剥离现象，提高热耗散性能。用合金焊料将芯片往载体上进行共晶烧结时,如果由于载体上有污染或表面陈旧而影响焊料回流和烧结质量,在烧结前用等离子清洗载体,对保证烧结质量也是有效的。②在进行引线键合前用等离子清洁焊盘及基材，会显著提高键合强度和键合线拉力的均匀性。对键合点的清洁意味着清除纤薄的污染表层。

③IC在进行塑封时要求塑封材料与芯片、载体、金属键合脚等各种不同材料有较好的粘附性，如果有沾污或表面活性差，就会导致塑封表面层剥离。如果用等离子清洗后再封装可以有效地提高表面活性，改善粘附性，提高封装的可靠性。

微波等离子体在LCD行业中的具体应用

等离子清洗技术实际是高精度的干法清洗设备，它的清洗范围为纳米级别的有机和无机污染物。LCD行业中的ITO玻璃在运送和湿法清洗后，表面残留的有机溶液和无机颗粒，成为影响IC贴合到ITO玻璃上的主要因素。

在等离子清洗应用中，主要是利用低压气体辉光等离子体。一些非聚合性无机气体(Ar、N2、H2、O2等)在高频低压下被激发，产生含有离子、激发态分子，自由基等多种活性粒子。一般在等离子清洗中，可把活化气体分为两类，一类为惰性气体的等离子体(如Ar、N2等);另一类为反应性气体的等离子体(如O2、H2等)。这些活性粒子能与表面材料发生反应，其反应过程如下:电离———气体分子———激发———激发态分子———清洗———活化表面。等离子产生的原理如下:给一组电极施加射频电压(频率约为几十兆赫兹)，电极之间形成高频交变电场，区域内气体在交变电场的激荡下，产生等离子体。活性等离子对被清洗物进行表面物理轰击与化学反应双重作用，使被清洗物表面物质变成粒子和气态物质，经过抽真空排出，而达到清洗目的。

微波等离子清洗技术在诸多领域已经得到广泛应用，成为许多精密制造行业的必备设备。由于半导体和光电材料在未来的快速成长，此方面应用需求将越来越大。