隨著光電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，半導(dǎo)體等微電子產(chǎn)業(yè)迎來了發(fā)展的黃金時期，這使得產(chǎn)品的性能和質(zhì)量成為微電子技術(shù)公司的追求。高精度、高性能、高質(zhì)量是許多高科技領(lǐng)域的行業(yè)標準和企業(yè)的產(chǎn)品檢驗標準。在整個微電子封裝過程中，半導(dǎo)體器件的表面會附著各種粒子和其他污染物。這些污染物的存在將嚴重影響微電子器件的可靠性和使用壽命。

封裝過程的質(zhì)量直接影響到微電子產(chǎn)品的產(chǎn)量，而整個封裝過程中最大的問題就是附著在產(chǎn)品表面的污染物。等離子清洗可根據(jù)污染物的不同環(huán)節(jié)應(yīng)用于各工序的前端。一般在粘貼、引線鍵合和塑料包裝之前進行分發(fā)。等離子清洗在整個包裝過程中的作用主要包括防止包裝分層、提高焊絲質(zhì)量、提高粘結(jié)強度、提高可靠性、提高成品率和節(jié)約成本。

由于干洗方法可以在不損害芯片表面的材料性能和導(dǎo)電性能的情況下去除污染物，因此在許多清潔方法中具有明顯的優(yōu)勢。其中，等離子清洗具有明顯的優(yōu)勢。具有操作簡單、控制精度高、無熱處理、全過程無污染、安全可靠等特點。它已廣泛應(yīng)用于高級包裝領(lǐng)域。

等離子清洗技術(shù)原理

等離子體是帶電粒子在膠體中具有足夠正負電荷的物質(zhì)聚集狀態(tài)，或是由大量帶電粒子組成的非凝聚系統(tǒng)。等離子體由帶正負電荷和亞穩(wěn)態(tài)的分子和原子組成。

一方面，當(dāng)各種活性粒子與待清洗物體表面相互接觸時，各種活性粒子會與物體表面的雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，形成揮發(fā)性氣體等物質(zhì)，然后這些揮發(fā)性物質(zhì)會被真空泵吸走。例如，活性氧等離子體與材料表面的有機物發(fā)生反應(yīng)。

另一方面，各種活性粒子將轟擊并清潔材料表面，從而使材料表面上被污染的雜質(zhì)隨氣流被真空泵吸走。這種清洗方法沒有化學(xué)反應(yīng)，清洗后的材料表面沒有氧化物，因此可以很好地保持清洗后材料的純度，保證材料的各向異性。

(晶體管外形)，即晶體管形狀。大多數(shù)早期的晶體管使用同軸封裝，后來被借用到光通信中，稱為封裝，即同軸封裝。目前，同軸器件由于其易于制造和成本優(yōu)勢，已經(jīng)占據(jù)了主流光學(xué)器件市場的主導(dǎo)地位。

在光電子器件的開發(fā)和生產(chǎn)中，封裝往往占成本的60%~90%，其中80%的制造成本來自組裝和封裝過程。因此，包裝在降低成本方面發(fā)揮著重要作用，逐漸成為研究的熱點。

在包裝中的問題主要包括焊接分層、虛焊或粘結(jié)強度不足。這些問題的罪魁禍首是引線框架和芯片表面的污染物，主要包括微粒污染、氧化層、有機殘留物等。這些污染物使得芯片和框架基板之間的銅引線連接不完整或虛焊。如何解決微粒氧化層等污染物，提高包裝質(zhì)量就顯得尤為重要。

等離子清洗技術(shù)主要通過活性等離子體對材料表面進行物理轟擊或化學(xué)反應(yīng)等單效或雙效作用，以實現(xiàn)在分子水平上對材料表面污染物的去除或改性。應(yīng)用于包裝過程中，可有效去除材料表面的有機殘留物、微粒污染、薄層氧化層等，提高工件的表面活性，避免粘結(jié)分層或虛焊。

等離子清洗不僅可以大大提高引線框架的粘接性能和粘接強度，而且可以避免人為因素長期接觸引線框架造成的二次污染。

等離子清洗技術(shù)后，產(chǎn)品處理的結(jié)果通常通過水滴角或達因值來測量。下圖是某企業(yè)硅光敏三極管等離子清洗技術(shù)前后水滴角的對比。

根據(jù)實驗清洗前后的測試數(shù)據(jù)結(jié)果，材料經(jīng)等離子清洗機清洗后，產(chǎn)品表面的接觸角從清洗前的97.363°下降到清洗后的10°以下，表明等離子清洗方法可以有效去除產(chǎn)品表面的各種雜質(zhì)和污染物，從而提高材料粘接和布線的強度，有效消除后續(xù)芯片封裝過程中出現(xiàn)的分層現(xiàn)象。

等離子清洗最大的優(yōu)點是可以清洗各種尺寸和結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，無廢液和污染源。

審核編輯：符乾江