半导体激光器封装前等离子清洗提高键合质量

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：2022-04-08

从资料显示来看，半导体激光器的封装工艺中，器件失效的百分比分别为：有源器件32%、键合24%、污染22%、工艺参数9%、工艺步骤4%、芯片焊接2%和其他7%。键合在激光器封装中的定义为在芯片与热沉上或者在需要电路相同的地方打线，建立流通电路。键合在整个封装工艺中的失效百分比名列第二，为什么键合的失效如此之高，原因在于键合的引线数目偏多，且一根引线失效将会导致整个激光器无法正常工作。所以提升引线键合质量万分必要。

激光器失效的原因有很多，其中之一就是在封装器件被污染或者氧化。在微加工领域对器件进行清洗尤为重要，在封装中等离子清洗是很好的选择，原因在于等离子清洗具有三维清洗能力，清洗效果显著，清洗时不会产生污染环境的其它物质。等离子清洗不会破坏器件的结构与外形，可以清洗器件的每个角落，包括极深极小的空洞，基本做到无死角全方位清洗。

烧结之后的工艺就是引线键合。微电路加工制作中，引线键合不良是主要的迫使电路不能正常工作的因素。以数据统计分析，引线键合的部位受到氧化和污染，致使键合失效，导致70％以上器件的电路因此不能正常工作。如果在键合之前不清理烧结后的器件，那么会使键合强度降低、应力增大，甚至出现虚焊脱焊等现象，严重影响器件的稳定性及长期使用寿命。等离子清洗技术能使键合部分得到有效清洗，改善其表面的浸润性、化学性质，使键合质量得到有效保障，器件可靠性得以提高。

等离子清洗用氧气会被激发成活性粒子，其主要祛除的是有机物如油脂等。这些活跃粒子与待清洗器件的杂质生成化学反应，变成易挥发的、极小的如水分子、二氧化碳分子等，然后被抽真空泵排出。氧气等离子清洗的致命缺点是清洗完的器件容易生成新的氧化物，变成二次污染。氩气等离子清洗是用氩分子快速冲撞待清洗器件表面，靠其速度快、能量高使杂质脱离器件表面。氩气属于惰性气体，在等离子清洗中属于物理反应，其优点在于器件可以保持表面物质的化学性能不被改变，没有二次污染产生。所以应该采取氢气加氩气清洗方式进行激光器的等离子清洗。

等离子清洗可以洗掉器件表面的手印、油脂等有机物，同时也能洗去杂质、粉尘等无机物。半导体激光器的封装器件经过等离子清洗之后，器件表面的清洁度明显得到了改善清洗后的器件表面几乎没有污染物，键合区域的清洁度明显有所改善，在这样的区域里进行键合，可以有助于键合强度，提高键合质量。