铝线键合等离子清洗机工艺应用

文章出处：本站 | 网站编辑：深圳纳恩科技有限公司| 发表时间：2022-04-13

等离子清洗技术被广泛应用于电子、生物医药、珠宝制作、纺织等众多行业，由于各个行业的特殊性，需要针对行业需要，采用不同的设备及工艺。在电子封装行业铝线键合中，使用等离子清洗技术，目的是增强焊线/焊球的焊接质量及芯片与环氧树脂塑封材料之间的粘结强度。为了更好地达到等离子清洗的效果，需要了解设备的工作原理与构造，根据封装工艺，设计可行的等离子清洗料盒及工艺。

等离子清洗的工作原理是通过将注入气体激发成等离子体，等离子体由电子、离子、自由基、光子以及其他中性粒子组成。由于等离子体中的电子、离子和自由基等活性粒子存在，其本身容易与固体表面发生反应。反应类型可以分为物理反应和化学反应，物理反应主要是以轰击的形式使污染物脱离表面，从而被气体带走；化学反应是活性粒子与污染物发生反应，生成易挥发物质再被带走。在实际使用过程中，通常使用Ar气来进行物理反应，使用O2或者H2来进行化学反应，其反应原理示意图如图1所示。

图 1 等离子清洗物理 / 化学反应原理示意图

等离子清洗的效果通常用滴水实验来直观反应，如图2所示，等离子清洗前接触角约为56°，等离子清洗后表面接触角约为7°。在电子封装中，通常使用物理化学结合的方式进行等离子清洗，以去除在原材料制造、运输、前工序中残留的有机污染物及芯片焊盘和引线框架表面形成的氧化物。

图 2 等离子清洗前后滴水实验对比

等离子清洗效果除与等离子清洗设备的参数设置有关外，也与样品形状及样品的料盒有关。在料盒选择方面，一般选用镂空料盒（如图3所示），让尽可能多的等离子气体进入到料盒内部，并且不干扰等离子气体的流动方向与流动速度。一般选用铝合金材质，因为其具有良好的加工特性，同时质量轻，便于运输。玻璃和陶瓷材质虽然在等离子清洗工艺中使用效果更佳，但在工厂批量生产中不利于运输与操作。