微波等離子清洗技術(shù)及其應(yīng)用介紹

文章出處：等離子清洗機(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時(shí)間：2022-06-01

微波等離子清洗技術(shù)具有優(yōu)越的環(huán)境特性和去污能力，但傳統(tǒng)產(chǎn)生等離子體的不足限制了等離子清洗技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用，使用微波產(chǎn)生等離子可以避免清洗中產(chǎn)生的靜電損傷，從而為擴(kuò)展等離子技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用提供可能。

微波等離子體

常見的產(chǎn)生等離子的方式分為三種:(1)大氣等離子體;(2)射頻等離子體;(3)微波等離子體。這是根據(jù)產(chǎn)生等離子體的發(fā)生頻率來分，大氣等離子體為40kHz，射頻等離子體為13．56MHz，微波等離子體為2．45GHz。微波等離子是由工作頻率為2.45GHz的微波激發(fā)工藝氣體放電,在正負(fù)極磁場(chǎng)作用下的諧振腔體內(nèi)產(chǎn)生等離子體，該諧振腔體位于反應(yīng)倉(cāng)體旁邊，磁控管連接微波發(fā)生器，因?yàn)檎麄€(gè)放電過程不需要正負(fù)電極，所以產(chǎn)生自偏壓極小，從根本上避免了靜電放電損傷。

微波等離子產(chǎn)生原理

微波頻率相對(duì)于其他頻率有兩個(gè)決定性優(yōu)勢(shì)，其一是離子濃度最高,在微波等離子里的反應(yīng)微粒數(shù)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在RF等離子里的反應(yīng)等離子數(shù)量，這會(huì)使反應(yīng)速度更快，反應(yīng)時(shí)間更短。其二，等離子的一個(gè)自然特性是可以在直接暴露于等離子的基材上生成一種自偏壓。這種自偏壓要取決于等離子的激勵(lì)頻率,比如頻率為2.45GHz的微波一般僅要求5-15伏,而在同樣的情況下,RF等離子自偏壓卻要求100伏。因此,基材將要承受高能量離子沖擊帶來的損害,特別是半導(dǎo)體。實(shí)驗(yàn)已證明,在對(duì)晶片生產(chǎn)感光性樹脂帶處理過程中,使用微波等離子沒有對(duì)腔體及腔門造成氧化損害。

下面介紹微波等離子清洗技術(shù)的兩個(gè)常見應(yīng)用場(chǎng)合

微波等離子清洗技術(shù)在IC封裝中的應(yīng)用

微波等離子清洗在IC封裝中通常在下面的幾個(gè)環(huán)節(jié)引入:在芯片粘合與引線鍵合前,以及在芯片封裝前。

①用環(huán)氧樹脂導(dǎo)電膠粘片前如果用等離子體對(duì)載體正面進(jìn)行清洗，可以提高環(huán)氧樹脂的粘附性，去除氧化物以利于焊料回流，改善芯片與載體的連接，減少剝離現(xiàn)象，提高熱耗散性能。用合金焊料將芯片往載體上進(jìn)行共晶燒結(jié)時(shí),如果由于載體上有污染或表面陳舊而影響焊料回流和燒結(jié)質(zhì)量,在燒結(jié)前用等離子清洗載體,對(duì)保證燒結(jié)質(zhì)量也是有效的。②在進(jìn)行引線鍵合前用等離子清潔焊盤及基材，會(huì)顯著提高鍵合強(qiáng)度和鍵合線拉力的均勻性。對(duì)鍵合點(diǎn)的清潔意味著清除纖薄的污染表層。

③IC在進(jìn)行塑封時(shí)要求塑封材料與芯片、載體、金屬鍵合腳等各種不同材料有較好的粘附性，如果有沾污或表面活性差，就會(huì)導(dǎo)致塑封表面層剝離。如果用等離子清洗后再封裝可以有效地提高表面活性，改善粘附性，提高封裝的可靠性。

微波等離子體在LCD行業(yè)中的具體應(yīng)用

等離子清洗技術(shù)實(shí)際是高精度的干法清洗設(shè)備，它的清洗范圍為納米級(jí)別的有機(jī)和無機(jī)污染物。LCD行業(yè)中的ITO玻璃在運(yùn)送和濕法清洗后，表面殘留的有機(jī)溶液和無機(jī)顆粒，成為影響IC貼合到ITO玻璃上的主要因素。

在等離子清洗應(yīng)用中，主要是利用低壓氣體輝光等離子體。一些非聚合性無機(jī)氣體(Ar、N2、H2、O2等)在高頻低壓下被激發(fā)，產(chǎn)生含有離子、激發(fā)態(tài)分子，自由基等多種活性粒子。一般在等離子清洗中，可把活化氣體分為兩類，一類為惰性氣體的等離子體(如Ar、N2等);另一類為反應(yīng)性氣體的等離子體(如O2、H2等)。這些活性粒子能與表面材料發(fā)生反應(yīng)，其反應(yīng)過程如下:電離———氣體分子———激發(fā)———激發(fā)態(tài)分子———清洗———活化表面。等離子產(chǎn)生的原理如下:給一組電極施加射頻電壓(頻率約為幾十兆赫茲)，電極之間形成高頻交變電場(chǎng)，區(qū)域內(nèi)氣體在交變電場(chǎng)的激蕩下，產(chǎn)生等離子體。活性等離子對(duì)被清洗物進(jìn)行表面物理轟擊與化學(xué)反應(yīng)雙重作用，使被清洗物表面物質(zhì)變成粒子和氣態(tài)物質(zhì)，經(jīng)過抽真空排出，而達(dá)到清洗目的。

微波等離子清洗技術(shù)在諸多領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，成為許多精密制造行業(yè)的必備設(shè)備。由于半導(dǎo)體和光電材料在未來的快速成長(zhǎng)，此方面應(yīng)用需求將越來越大。