等離子清洗機在微電子封裝領域有著廣泛的應用前景，等離子體清洗技術的成功應用依賴于工藝參數的優化，包括過程壓力、等離子激發頻率和功率、時間和工藝氣體類型、反應腔室和電極的配置以及待清洗工件放置位置等。半導體后部生產工序中，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及產品質量，利用等離子體清洗技術，能夠很容易清除掉生產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。

在芯片封裝生產中，等離子體清洗工藝的選擇取決于后續工藝對材料表面的要求、材料表面的原有特征、化學組成以及表面污染物性質等。

汶顥手持式等離子清洗機

優化引線鍵合

　　在芯片、微電子機械系統MEMS封裝中，基板、基座與芯片之間有大量的引線鍵合，引線鍵合仍然是實現芯片焊盤與外引線連接的重要方式，如何提高引線鍵合強度一直是行業研究的問題。射頻驅動的低壓等離子清洗技術是一種有效的、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、有機溶劑殘留、環氧樹脂的溢出物、材料的氧化層，等離子清洗一下再鍵合，會顯著提高鍵合強度和鍵合引線拉力的均勻性，它對提高引線鍵合強度作用很大。在引線鍵合之前，氣體等離子體技術可以用來清洗芯片接點，改善結合強度及成品率，表3示出一例改善的拉力強度對比，采用氧氣及氬氣的等離子體清洗工藝，在維持高工序能力指數Cpk值的同時能有效改善拉力強度。據資料介紹，研究等離子體清洗的效能時，不同公司的不同產品類型在鍵合前采用等離子體清洗，增加鍵合引線拉力強度的幅度大小不等，但對提高器件的可靠性而言都很有好處。

　　用Ar等離子體，將樣品置放在地極板，當射頻功率為200W～600W、氣體壓力為100mT～120mT或140mT～180mT時，清洗10min～15min，能獲得很好的清洗效果和鍵合強度，實驗用直徑25μm金絲鍵合引線，當采用等離子清洗后，其平均鍵合強度可提高到6.6gf以上。

倒裝焊接前的清洗

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

芯片粘結的清洗

　　等離子體表面清洗可用于芯片粘結之前的處理，由于未處理材料表明普遍的疏水性和惰性，其表面粘結性能通常很差，粘結過程中很容易在界面產生空洞。活化后的表面能改善環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浸潤性，可有效防止或減少空洞形成，改善熱傳導能力。清洗常用的表面活化工藝是通過氧氣、氮氣或它們的混合氣等離子體來完成的。微波半導體器件在燒結前采用等離子體清洗管座，對保證燒結質量十分有效。

引線框架的清洗

　　引線框架在當今的塑封中仍占有相當大的市場份額，其主要采用導熱性、導電性、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量，確保引線框架清潔是保證封裝可靠性的關鍵。研究表明，采用氫氬混合氣體，激發頻率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氫等離子體數量的增加。

管座管帽的清洗

　　管座管帽若存放時間較長，表面會有陳跡且可能有污染，先對管座管帽進行等離子體清洗，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、蓋板密閉區。在這些材料的表面電鍍Ni、Au前，采用等離子清洗，去掉有機物沾污，提高鍍層質量。

在微電子、光電子、MEMS封裝方面，等離子技術正廣泛應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、界面狀態不穩定、燒結及鍵合不良等缺陷隱患，提升質量管理和工序控制能力具有可操作性的積極作用，改善材料表面特性，提高封裝產品性能，需要選擇合適的清洗方式和清洗時間，對提高封裝質量和可靠性極為重要。

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