半导体封装等离子清洗机的应用
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：2022-05-04
半导体器件生产过程中，晶圆芯片表面会存在各种颗粒、金属离子、有机物及残留的磨料颗粒等沾污杂质。为保证集成电路IC集成度和器件性能，必须在不破坏芯片及其他所用材料的表面特性、电特性的前提下，清洗去除芯片表面上的这些有害沾污杂质物。否则，它们将对芯片性能造成致命影响和缺陷，极大地降低产品合格率，并将制约器件的进一步发展。目前，器件生产中的几乎每道工序都有清洗这一步骤，其目的是去除芯片表面沾污、杂质，现广泛应用的物理化学清洗方法大致可分成湿法清洗和干法清洗两类，尤其是干法清洗发展很快，其中的等离子清洗机优势明显，在半导体器件及光电子元器件封装领域中获得推广应用。
等离子清洗机在微电子封装领域有着广泛的应用前景，半导体后部生产工序中，由于指印、助焊剂、焊料、划痕、沾污、微尘、树脂残迹、自热氧化、有机物等，在器件和材料表面形成各种沾污，这些沾污会明显地影响封装生产及产品质量，利用等离子体清洗技术，能够很容易清除掉生产过程中形成的这些分子水平的污染，从而显著地改善封装的可制造性、可靠性及成品率。
等离子清洗机在优化引线键合中的运用
在芯片、微电子机械系统MEMS封装中，基板、基座与芯片之间有大量的引线键合，引线键合仍然是实现芯片焊盘与外引线连接的重要方式，如何提高引线键合强度一直是行业研究的问题。射频驱动的低压等离子清洗技术是一种有效的、低成本的清洁方法，能够有效地去除基材表面可能存在的污染物，例如氟化物、镍的氢氧化物、有机溶剂残留、环氧树脂的溢出物、材料的氧化层，等离子清洗一下再键合，会显著提高键合强度和键合引线拉力的均匀性，它对提高引线键合强度作用很大。在引线键合之前，气体等离子体技术可以用来清洗芯片接点，改善结合强度及成品率。
等离子清洗机在倒装焊接前的清洗应用
在芯片倒装封装方面，对芯片和载体进行等离子体清洗，提高其表面活性以后再进行倒装焊，可以有效地防止或减少空洞，提高黏附性。另一特点是提高填料边缘高度，改善封装的机械强度，降低因材料间不同的热膨胀系数而在界面间形成的剪切应力，提高产品可靠性和寿命。
等离子清洗机在芯片粘结的清洗的应用
等离子体表面清洗可用于芯片粘结之前的处理，由于未处理材料表明普遍的疏水性和惰性，其表面粘结性能通常很差，粘结过程中很容易在界面产生空洞。活化后的表面能改善环氧树脂等高分子材料在表面的流动性能，提供良好的接触表面和芯片粘结浸润性，可有效防止或减少空洞形成，改善热传导能力。清洗常用的表面活化工艺是通过氧气、氮气或它们的混合气等离子体来完成的。微波半导体器件在烧结前采用等离子体清洗管座，对保证烧结质量十分有效。
等离子清洗机在引线框架的清洗的应用
引线框架在当今的塑封中仍占有相当大的市场份额，其主要采用导热性、导电性、加工性能良好的铜合金材料制作引线框架。但铜的氧化物及其他一些污染物会造成模塑料与铜引线框架分层，并影响芯片粘接和引线键合质量，确保引线框架清洁是保证封装可靠性的关键。研究表明，采用氢氩混合气体，激发频率13.56MHz，能够有效地去除引线框架金属层上的污染物，氢等离子体能够去除氧化物，而氩通过离子化能够促进氢等离子体数量的增加。
等离子清洗机在管座管帽的清洗应用
管座管帽若存放时间较长，表面会有陈迹且可能有污染，先对管座管帽进行等离子体清洗，去除污染，然后封帽，可显著提高封帽合格率。陶瓷封装通常使用金属浆料印制线作键合区、盖板密闭区。在这些材料的表面电镀Ni、Au前，采用等离子清洗，去掉有机物沾污，提高镀层质量。
在半导体封装方面，等离子清洗机正广泛应用于封装材料清洗及活化，对解决电子元器件存在的表面沾污、界面状态不稳定、烧结及键合不良等缺陷隐患，提升质量管理和工序控制能力具有操作性的积极作用，改善材料表面特性，提高封装产品性能，需要选择合适的清洗方式和清洗时间，对提高封装质量和可靠性极为重要。
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