等离子表面活化清洗

在微电子生产过程中,等离子表面处理技术已经开始成为一种不可或缺的工艺过程。而等离子表面处理设备,业内更常见的名称为“等离子清洗机”,也开始为人所熟知。等离子清洗区别于传统清洗(如机械清洗、水洗与溶剂清洗)之处在于,传统的清洗方式在清洗完成后,通常在表面仍然存在几纳米至几十纳米厚度的残留。而随着精密加工工艺的要求越来越严苛,这些残留往往会对工艺过程与产品可靠性产生不良的影响。而等离子表面活化清洗作为一种干式清洗方式,有着湿法清洗无法比拟的优点,它在清洁材料表面的同时,还能对材料表面进行活化,有利于材料进行下一道的涂覆粘接等工艺。

材料表面的污染物的主要来源一般有两种,通过物理化学方式吸附在表面的外来分子与表面自然氧化层:

材料表面的污染物

1). 物理吸附的外来分子一般可以通过加热的方式使之解吸附,而化学吸附的外来分子则需要比较高能化学反应过程才能将之解吸附脱离材料表面;

2). 表面自然氧化层一般生成在金属表面,会对金属的可焊性以及与其它材料的结合性能产生影响。

等离子清洗机原理-表面活化和清洗

等离子体中包括原子、分子、离子、电子、活性基团、激发态原子、活化的分子及自由基,这些粒子的能量和活性很高,其能量足以破坏几乎所有的化学键,能与任何暴露的物体表面引起化学反应,让化学键被打开并结合上改性原子等高活性的物质,使得材料表面亲水性得到极大提高,同时对材料表面的油污等有机大分子新的化学反应,生成气态小分子,例如二氧化碳,水气等气态物质被真空泵抽走,从而达到对材料表面分子级别的清洗。

等离子表面处理技术可以有效处理以上两种类型的表面污染物,而处理过程首要需要选择合适的处理气体。在等离子表面处理过程中,最常用的工艺气体为氧气与氩气。

 1). 氧气在等离子环境中可以电离产生大量含氧的极性基团,可以有效去除材料表面的有机污染物,并将极性基团吸附在材料表面,有效提升材料的结合性 – 微电子封装工艺中,塑封前的等离子处理是此类处理的典型应用。经过等离子处理的表面具有更高的表面能,可以有效与塑封料结合,减少塑封工艺中分成、针孔等现象的产生。

 2). 氩气在等离子环境中可以生成氩离子,并利用材料表面生成的自偏压对材料进行溅射,消除表面吸附的外来分子并可以有效去除表面金属氧化物 – 在微电子过程中,打线前的等离子处理为此种工艺的典型代表。经过等离子处理的焊盘表面由于去除了外来污染物与金属氧化层,可以提升后续打线工艺的良率与焊线的推拉力性能。

 在等离子工艺过程中,除工艺气体的选择,等离子电源、电极结构、反应压力等多种因素均会对处理效果产生不同的影响。

等离子表面活化清洗设备应用领域

1).摄像头、指纹识别行业:软硬结合板金PAD表面去氧化;IR表面清洗、清洁。

2).半导体IC领域:Wire Bonding 前焊盘的表面清洗 集成电路键合前的等离子清洗LED 封装前的表面活化和清洗陶瓷封装电镀前的清洗COB、COG、COF、ACF工艺,用于打线、焊接前的清洗

3).FPC PCB 手机中框等离子清洗、除胶。

4).硅胶、塑胶、聚合体领域:硅胶、塑胶、聚合体的表面粗化、刻蚀、活化。

等离子表面活化清洗机

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