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技術文章
等離子清洗的應用
閱讀：838 發布時間：2022-4-21
早期,日本為了迎合高集成度的電子制造技術，開始使用超薄鍍金技術，鍍金厚度小于0.05mm。但問題也隨之而來，當DM工藝后，經過烘烤，使原鍍金層下的Ni鎳元素會上移到表面。在隨后的WB工藝中由于這些Ni元素及其他沾污會導致著線不佳現象，甚至著不上線（漏線，少線，一點剝離，D二點剝離）。Plasma清洗機也就隨之出現。
隨著光電產業的迅猛發展，半導體等微電子產業迎來了黃金發展期，促使產品的性能和質量成為微電子技術產業公司的追求。高精度、
高性能以及高質量是眾多高科技領域的行業標準和企業產品檢驗的標準。
在整個微電子封裝工藝生產流程中，半導體器件產品表面會附著各種微粒等沾污雜質。這些沾污雜質的存在會嚴重影響微電子器件的可靠性和工作壽命。
考慮到半導體器件的特性，一般會采用干法清洗方式，能夠不破壞芯片表面材料特性和導電特性就可去除污染物，所以在眾多清洗方式中具有明顯優勢，其中等離子體清洗優勢明顯，具有操作簡單、精密可控、無需加熱處理、整個工藝過程無污染以及安全可靠等特點，在*封裝領域中獲得了大規模的推廣應用。
使用領域及產業化要求
需要清除金屬、陶瓷、塑料表面的有機污染物，要顯著加強這些表面的粘性及焊接強度。改善絕大多數物質的性能：潔凈度、親水性、斥水性、粘結性、標刻性、潤滑性、耐磨性。
如果有效的表面處理對于產品的可靠性或過程效率的提高是至關重要的，那么等離子技術對你也許就是可選的技術。
能夠容易地控制和安全地重復離子化過程。
等離子清洗原理
就是在一組電極施以射頻電壓（頻率約為幾十兆赫茲），電極之間形成高頻交變電場，區域內氣體在交變電場的激蕩下，形成等離子體，活性等離子對被清洗物進行物理轟擊與化學反應雙重作用，使被清洗物表面物質變成粒子和氣態物質。使被清洗物表面物質變成粒子和氣態物質，經過抽真空排出，而達到清洗目的。
目前，在實際應用中，廣泛被用來激發等離子體的頻率有 40kHz、13.56MHz、2.45GHz 這 3 種。頻 率 高 的為超聲等離子體，只發生物理反應，沒有化學反應。次之的為射頻等離子體，既發生化學反應也發生物理反應。頻率低的為微波等離子體，僅發生化學反應，不涉及物理反應。化學反應中常使用的工藝氣體是氧氣或氫氣，物理反應中的典型工藝氣體是氬氣。但是，40kHz 的等離子體會改變被清潔表面性質，因此實際封裝生產應用中大多用13.56MHz 的等離子體清洗和 2.45GHz 的等離子體清洗。
13.56MHz 的等離子體清洗優勢
一方面，當各種活性粒子與被清洗物體表面彼此碰觸時，各種活性粒子與物體表面雜質污物會發生化學反應，形成易揮發性的氣體等物質，隨后易揮發性的物質會被真空泵吸走。另一方面，各種活性粒子會轟擊清洗材料表面，使得材料表面的沾污雜質會隨氣流被真空泵吸走。這種清洗方式本身不存在化學反應，在被清潔材料表面沒有留下任何氧化物，因此可以很好地保全被清洗物的純凈性，保障材料的各向異性。
應用場合
等離子表面處理系統現正應用于LCD、LED、 IC，PCB，SMT、BGA、MEMS、引線框架、平板顯示器的清洗和蝕刻。
等離子清洗過的IC可顯著提高焊線強度，減少電路故障的可能性。溢出的樹脂、殘余的感光阻劑、溶液殘渣及其他有機污染物暴露于等離子體區，短時間內就能清除。
PCB制造商用等離子蝕刻系統進行去污和蝕刻來帶走鉆孔中的絕緣物。
• 微電子工業 Microelectronic Industry
– 閃存，電可擦編程只讀存儲器 Flash, EEPROM
– 存取器 DRAM, SRAM
– 模擬器件/Analog/Linear
–微組裝Microcontrollers, Microprocessors, Microperipherals
– 專用集成電路ASIC
• 光電子工業 Optoelectronic Industry
– 激光二極管Laser Diodes
– 光纖封裝Fiber Assembly
– 密封包裝Hermetic Packaging
– 微機電系統MEMS
• 印刷電路工業 Printed Circuit Industry
– 印刷電路板Printed Circuit Board
集成電路封裝面臨的挑戰
IC Assembly and Packaging: Specific Challenges
• 不良的芯片粘結 Poor Die Attach
– Insufficient Heat Dissipation Due to Poor Die Attach
• 不良的導線連接強度 Poor Wire Bond Strength
– Contamination on Bond Pad
• 覆晶填料 Flip Chip Underfill
– Fillet Height of Underfill
– Void in Flip Chip Underfill
• 剝離 Delamination
– Laminate Materials Releasing Moisture（層壓板材料釋放水分）
– Metal Leadframe Oxidation（金屬引線框氧化）
• 印刷電路板孔中的殘余物 Smearing in Printed
Circuit Boards
• 打印記號 Marking
產品金屬表面去氧化
水滴實驗：
