厚膜HIC組裝階段的等離子清洗應(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：2024-04-26

等離子清洗是一種新興的清洗技術(shù)，可以廣泛應(yīng)用于微電子加工領(lǐng)域的各個(gè)工序，特別是在組裝封裝工序中，它能夠有效地清除電子元器件表面的氧化物和有機(jī)物，有助于提高導(dǎo)電膠的粘附性能、焊膏的浸潤性能、線鍵合的鍵合強(qiáng)度以及金屬外殼的封裝可靠性。同時(shí)，由于等離子清洗采用等離子化的氣態(tài)清洗介質(zhì)，被清洗物可以多層擺放，適合批量加工，而且在清洗時(shí)，清洗環(huán)境處于真空狀態(tài)，消耗工藝氣體較少，因此清洗成本較低。

厚膜混合集成電路(HIC)相比其它類型的組裝封裝形式(如PCB、IC等)有自身的特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在：通常是中小批景、存在多種組裝形式、布局不規(guī)則等。由于這些特點(diǎn)，其在組裝階段的清洗也有特殊要求，而等離子清洗恰好為此提供了較好的解決方案。以往，通常采用超聲清洗工藝進(jìn)行組裝清洗，雖然這種清洗方法在去除重度有機(jī)沾染和顆粒狀沾染等方面有一定的優(yōu)勢(shì)，但也存在著清洗一致性較差、清洗功率較大容易損傷被清洗物、清洗小尺寸物較岡難、清洗介質(zhì)成本較高且有污染等諸多缺點(diǎn)。隨著微電子組裝封裝加工規(guī)模的增大及對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求的進(jìn)一步提高，迫切需要將等離子清洗技術(shù)應(yīng)用于微電子組裝封裝加工工序之中。

等離子清洗是一種提高表面活性的工藝：將(被清洗的)器件放越在一個(gè)已被抽真空的箱體內(nèi)，通入適當(dāng)?shù)臍怏w，輸入射頻能量將氣體電離為包含正離子、負(fù)離了、自由電子等帶電粒子和不帶電中性粒干的正負(fù)電荷相等的等離子狀態(tài)。這些等離子體通過化學(xué)和物理的作用對(duì)被清洗器件的表面進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)分子水平的污漬、沾污去除作用。

等離子清洗用于芯片鍵合

等離子清洗可以改善鍵合界面的特性，提高鍵合質(zhì)量的一致性和可靠性。采用氬氣等離子清洗能夠有效去除芯片、基片表面的氧化物，而采用氧氣等離子清洗也可以在一定程度上去除去除芯片、基片表面的有機(jī)污染物。
采用氧氣等離子清洗會(huì)造成氧化，因此在氧氣等離子清洗后必須進(jìn)行氬氣等離子清洗去除氧化物，在清除有機(jī)污染物的場(chǎng)合需要用到氧氣等離子清洗場(chǎng)合，必須加入氬氣等離子清洗；

等離子清洗用于粘片

通過等離子清洗，可以去除基片表面的氧化物和有機(jī)物沾污，提高基片以及元器件粘接區(qū)的浸潤性和活性，有利于提高元件的粘接強(qiáng)度，減小基片與導(dǎo)電粘接材料間的接觸電阻。

等離子清洗能夠起到顯著良化作用的工序是粘接和鍵合工序，因此應(yīng)在這兩個(gè)工序中加入等離子清洗。粘接工序前，采用等離子清洗對(duì)片式元件及可能需要清洗的無源器件進(jìn)行清洗，目的是改善電學(xué)連接性能，減小接觸電阻：在鍵合之前，對(duì)完成元件粘接的成膜基片進(jìn)行等離子清洗，目的是改善界面狀況，提高鍵合性能。

等離子清洗應(yīng)用于厚膜HIC，可以有效提高鍵合、元件粘接的可靠性。對(duì)于相對(duì)成熟的鍵合、粘接工藝，等離子清洗不會(huì)大幅度提升其絕對(duì)強(qiáng)度(鍵合強(qiáng)度、粘接強(qiáng)度)，而等離子清洗對(duì)于厚膜HIC質(zhì)量的提升很大程度上體現(xiàn)在提高加工的一致性，使電路具有更高的可靠性，這對(duì)軍用、航空、航天等對(duì)于可靠性有較高要求的領(lǐng)域有著重要的意義。