软基板金丝键合前进行等离子清洗有效提高键合合格率

文章出处：本站 | 网站编辑：深圳纳恩科技有限公司| 发表时间：2023-03-23

金丝键合是利用热、压力、超声波能量使金丝与焊盘紧密结合，从而实现芯片与基板间的电气互联和芯片间的信息互通的一种技术。金丝键合是微组装的主流技术，也是一项关键技术。理想状态下，金丝和基板之间会发生原子间的相互扩散，从而使金与金之间实现原子量级上的键合。基板的金表层和金丝的可靠键合是非常关键的质量控制点。微波组件组装过程中，常常因为金丝键合出现缺陷而导致整个产品的失效。等离子清洗可以有效清洁器件表面污染物改善表面张力，能够有助于下一步金丝键合工序的操作。

软基板的金丝键合工艺改进方案

按照正常的工艺流程，金丝键合之前，组件已经经历了多道工序，造成了软基板键合界面的污染，而在受污染的键合界面上键合金丝随着时间的推移，更容易发生脱键失效。对于电子整机系统而言，任何键合点的松动或者脱落，都会导致其失灵，后果不堪设想。所以这就要求对如何提升软基板的键合可靠性做深入研究。基于以上软基板的金丝键合失效分析得知，导致软基板键合引线质量可焊性和可靠性下降的主要原因是软基板上的杂质污染。针对这一问题，对软基板金丝键合的工艺进行进一步改善。主要有以下方案：1）键合前进行等离子清洗。

等离子清洗是一种干法物理化学清洗技术，它是利用低真空状态下高频电场的作用，产生辉光放电，将工艺气体电离成离子流，轰击工件表面，达到清洗的目的。本试验采用的工艺气体是氩气，氩气等离子清洗的机理是通过粒子动能产生的物理清洗。氩气的分子比较大，所产生的等离子体呈暗红色，电离所产生的等离子以高能量和高速度对工件表面的污染物进行轰击污染物被打散和松动，最终污染物与基材脱离后经真空泵排出。氩气是惰性气体，在等离子清洗中不发生化学反应，不会造成电子器件的表面氧化，也不会造成二次污染。物理反应式如下：Ar+e-→Ar++2e-；Ar++沾污→挥发性沾污。

对等离子清洗后的软基板键合50根25μm金丝，然后开展破坏性拉力试验。破坏性键合拉力测试结果如表1所示。

表一等离子清洗后的软基板破坏性键合拉力测试结果统计