一、等離子清洗的作用原理
(A)對材料表面的刻蝕作用--物理作用
等離子體中的大量離子、激發(fā)態(tài)分子、自由基等多種活性粒子,作用到固體樣品表面,不但清除了表面原有的污染物和雜質(zhì),而且會產(chǎn)生刻蝕作用,將樣品表面變粗糙,形成許多微細坑洼,增大了樣品的比表面。提高固體表面的潤濕性能。
(B)***鍵能,交聯(lián)作用
等離子體中的粒子能量在0~20eV,而聚合物中大部分的鍵能在0~10eV,因此等離子體作用到固體表面后,可以將固體表面的原有的化學(xué)鍵產(chǎn)生斷裂,等離子體中的自由基與這些鍵形成網(wǎng)狀的交聯(lián)結(jié)構(gòu),******了表面活性。
(C)形成新的官能團--化學(xué)作用
如果放電氣體中引入反應(yīng)性氣體,那么在活化的材料表面會發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),引入新的官能團,如烴基、氨基、羧基等,這些官能團都是活性基團,能明顯提高材料表面活性。
二、真空等離子清洗的優(yōu)勢
等離子清洗作為重要的材料表面改性方法,
已經(jīng)在眾多領(lǐng)域***使用、與傳統(tǒng)的一些清洗方法,
如超聲波清洗、UV清洗等。
具有以下優(yōu)點:
(A)處理溫度低
處理溫度可以低至80℃、50℃以下,低的處理溫度可以確保對樣品表面不造成熱影響。
(B)處理全程***
等離子清洗機本身是很環(huán)保的設(shè)備,不產(chǎn)生任何污染,處理過程也不產(chǎn)生任何污染。
(C)處理效果穩(wěn)定
等離子清洗的處理效果非常均勻穩(wěn)定,常規(guī)樣品處理后較長時間內(nèi)保持效果良好。
(D)可以處理各種形狀的樣品
對于復(fù)雜形狀的樣品,等離子清洗都能找到合適的解決方案。
真空等離子清洗更可實現(xiàn)對固體樣品內(nèi)部位置進行清洗。
三、半導(dǎo)體封裝應(yīng)用
隨著封裝尺寸減小和***材料的使用增加,難以實現(xiàn)***集成電路制造中的高可靠性和良率。通過使用合適的等離子體處理可以改善或克服許多制造挑戰(zhàn),包括改善管芯附著,增加引線鍵合強度,消除倒裝芯片底部填充空隙,以及減少封裝分層。
芯片粘接-基板的等離子清潔通過表面活化改善了芯片粘接環(huán)氧樹脂的粘附性,從而改善了芯片與基板之間的粘合,更好的粘合可以改善散熱。此外,等離子體處理去除金屬表面的氧化,以確保無空隙的芯片附著。當(dāng)共晶焊料用作芯片鍵合的粘合材料時,氧化會對芯片附著產(chǎn)生不利影響。
引線鍵合 -等離子技術(shù)可在引線鍵合之前用于等離子清潔焊盤,以提高鍵合強度和產(chǎn)量。粘合強度差和產(chǎn)量低通常是由于上游污染源或***包裝材料的選擇。
底部填充 -底部填充工藝之前的等離子體表面處理已經(jīng)證明可以提高底部填充芯吸速度,增加圓角高度和均勻性,限度地減少空洞,并改善底部填充粘合。這些改進的機制包括表面能和表面化學(xué)成分變化。
封裝和成型 -等離子處理通過增加基板表面能量來改善模塑化合物的附著力。改善的粘合性提高了封裝的可靠性。