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，等離子體清洗技術(shù)的成功應(yīng)用依賴于工藝參數(shù)的優(yōu)化，包括過(guò)程壓力、等離子激發(fā)頻率和功率、時(shí)間和工藝氣體類(lèi)型、反應(yīng)腔室和電極的配置以及待清洗工件放置位置等。
在芯片封裝生產(chǎn)中，等離子清洗機(jī)的選擇取決于后續(xù)工藝對(duì)材料表面的要求、材料表面的原有特征、化學(xué)組成以及表面污染物性質(zhì)等。
一、優(yōu)化引線鍵合
用Ar等離子體，將樣品置放在地極板，當(dāng)射頻功率為200W～600W、氣體壓力為100mT～120mT或140mT～180mT時(shí)，清洗10min～15min，能獲得很好的清洗效果和鍵合強(qiáng)度，實(shí)驗(yàn)用直徑25μm金絲鍵合引線，當(dāng)采用等離子清洗后，其平均鍵合強(qiáng)度可提高到6.6gf以上。
二、倒裝焊接前的清洗
在芯片倒裝封裝方面，對(duì)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。
三、芯片粘結(jié)的清洗
等離子清洗機(jī)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(guò)程中很容易在界面產(chǎn)生空洞。活化后的表面能改善環(huán)氧樹(shù)脂等高分子材料在表面的流動(dòng)性能，提供良好的接觸表面和芯片粘結(jié)浸潤(rùn)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(guò)氧氣、氮?dú)饣蛩鼈兊幕旌蠚獾入x子體來(lái)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(duì)保證燒結(jié)質(zhì)量十分有效。
四、引線框架的清洗
引線框架在當(dāng)今的塑封中仍占有相當(dāng)大的市場(chǎng)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(huì)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(guò)離子化能夠促進(jìn)氫等離子體數(shù)量的增加。
