厚膜HIC組裝階段的等離子清洗應(yīng)用

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：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、線鍵合的鍵合強度以及金屬外殼的封裝可靠性。同時，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，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，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，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行組裝清洗，雖然這種清洗方法在去除重度有機沾染和顆粒狀沾染等方面有一定的優(yōu)勢，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。隨著微電子組裝封裝加工規(guī)模的增大及對產(chǎn)品質(zhì)量要求的進一步提高，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)和物理的作用對被清洗器件的表面進行處理，實現(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、基片表面的有機污染物。
采用氧氣等離子清洗會造成氧化，因此在氧氣等離子清洗后必須進行氬氣等離子清洗去除氧化物，在清除有機污染物的場合需要用到氧氣等離子清洗場合，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)在這兩個工序中加入等離子清洗。粘接工序前，采用等離子清洗對片式元件及可能需要清洗的無源器件進行清洗，目的是改善電學(xué)連接性能，減小接觸電阻：在鍵合之前，對完成元件粘接的成膜基片進行等離子清洗，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。對于相對成熟的鍵合、粘接工藝，等離子清洗不會大幅度提升其絕對強度(鍵合強度、粘接強度)，而等離子清洗對于厚膜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，這對軍用、航空、航天等對于可靠性有較高要求的領(lǐng)域有著重要的意義。