半導(dǎo)體封裝等離子清洗機(jī)的應(yīng)用

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：2022-05-04

半導(dǎo)體器件生產(chǎn)過程中，晶圓芯片表面會存在各種顆粒、金屬離子、有機(jī)物及殘留的磨料顆粒等沾污雜質(zhì)。為保證集成電路IC集成度和器件性能，必須在不破壞芯片及其他所用材料的表面特性、電特性的前提下，清洗去除芯片表面上的這些有害沾污雜質(zhì)物。否則，它們將對芯片性能造成致命影響和缺陷，極大地降低產(chǎn)品合格率，并將制約器件的進(jìn)一步發(fā)展。目前，器件生產(chǎn)中的幾乎每道工序都有清洗這一步驟，其目的是去除芯片表面沾污、雜質(zhì)，現(xiàn)廣泛應(yīng)用的物理化學(xué)清洗方法大致可分成濕法清洗和干法清洗兩類，尤其是干法清洗發(fā)展很快，其中的等離子清洗機(jī)優(yōu)勢明顯，在半導(dǎo)體器件及光電子元器件封裝領(lǐng)域中獲得推廣應(yīng)用。

等離子清洗機(jī)在微電子封裝領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，半導(dǎo)體后部生產(chǎn)工序中，由于指印、助焊劑、焊料、劃痕、沾污、微塵、樹脂殘跡、自熱氧化、有機(jī)物等，在器件和材料表面形成各種沾污，這些沾污會明顯地影響封裝生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量，利用等離子體清洗技術(shù)，能夠很容易清除掉生產(chǎn)過程中形成的這些分子水平的污染，從而顯著地改善封裝的可制造性、可靠性及成品率。

等離子清洗機(jī)在優(yōu)化引線鍵合中的運(yùn)用

在芯片、微電子機(jī)械系統(tǒng)MEMS封裝中，基板、基座與芯片之間有大量的引線鍵合，引線鍵合仍然是實(shí)現(xiàn)芯片焊盤與外引線連接的重要方式，如何提高引線鍵合強(qiáng)度一直是行業(yè)研究的問題。射頻驅(qū)動的低壓等離子清洗技術(shù)是一種有效的、低成本的清潔方法，能夠有效地去除基材表面可能存在的污染物，例如氟化物、鎳的氫氧化物、有機(jī)溶劑殘留、環(huán)氧樹脂的溢出物、材料的氧化層，等離子清洗一下再鍵合，會顯著提高鍵合強(qiáng)度和鍵合引線拉力的均勻性，它對提高引線鍵合強(qiáng)度作用很大。在引線鍵合之前，氣體等離子體技術(shù)可以用來清洗芯片接點(diǎn)，改善結(jié)合強(qiáng)度及成品率。

等離子清洗機(jī)在倒裝焊接前的清洗應(yīng)用

在芯片倒裝封裝方面，對芯片和載體進(jìn)行等離子體清洗，提高其表面活性以后再進(jìn)行倒裝焊，可以有效地防止或減少空洞，提高黏附性。另一特點(diǎn)是提高填料邊緣高度，改善封裝的機(jī)械強(qiáng)度，降低因材料間不同的熱膨脹系數(shù)而在界面間形成的剪切應(yīng)力，提高產(chǎn)品可靠性和壽命。

等離子清洗機(jī)在芯片粘結(jié)的清洗的應(yīng)用

等離子體表面清洗可用于芯片粘結(jié)之前的處理，由于未處理材料表明普遍的疏水性和惰性，其表面粘結(jié)性能通常很差，粘結(jié)過程中很容易在界面產(chǎn)生空洞?；罨蟮谋砻婺芨纳骗h(huán)氧樹脂等高分子材料在表面的流動性能，提供良好的接觸表面和芯片粘結(jié)浸潤性，可有效防止或減少空洞形成，改善熱傳導(dǎo)能力。清洗常用的表面活化工藝是通過氧氣、氮?dú)饣蛩鼈兊幕旌蠚獾入x子體來完成的。微波半導(dǎo)體器件在燒結(jié)前采用等離子體清洗管座，對保證燒結(jié)質(zhì)量十分有效。

等離子清洗機(jī)在引線框架的清洗的應(yīng)用

引線框架在當(dāng)今的塑封中仍占有相當(dāng)大的市場份額，其主要采用導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、加工性能良好的銅合金材料制作引線框架。但銅的氧化物及其他一些污染物會造成模塑料與銅引線框架分層，并影響芯片粘接和引線鍵合質(zhì)量，確保引線框架清潔是保證封裝可靠性的關(guān)鍵。研究表明，采用氫氬混合氣體，激發(fā)頻率13.56MHz，能夠有效地去除引線框架金屬層上的污染物，氫等離子體能夠去除氧化物，而氬通過離子化能夠促進(jìn)氫等離子體數(shù)量的增加。

等離子清洗機(jī)在管座管帽的清洗應(yīng)用

管座管帽若存放時(shí)間較長，表面會有陳跡且可能有污染，先對管座管帽進(jìn)行等離子體清洗，去除污染，然后封帽，可顯著提高封帽合格率。陶瓷封裝通常使用金屬漿料印制線作鍵合區(qū)、蓋板密閉區(qū)。在這些材料的表面電鍍Ni、Au前，采用等離子清洗，去掉有機(jī)物沾污，提高鍍層質(zhì)量。

在半導(dǎo)體封裝方面，等離子清洗機(jī)正廣泛應(yīng)用于封裝材料清洗及活化，對解決電子元器件存在的表面沾污、界面狀態(tài)不穩(wěn)定、燒結(jié)及鍵合不良等缺陷隱患，提升質(zhì)量管理和工序控制能力具有操作性的積極作用，改善材料表面特性，提高封裝產(chǎn)品性能，需要選擇合適的清洗方式和清洗時(shí)間，對提高封裝質(zhì)量和可靠性極為重要。