等离子清洗机在LCD液晶行业的应用

目前组装技术的主要发展趋势是SIP、BGA、CSP封装使半导体器件向模块化、高集成化和小型化方向发展。但是这样的封装与组装工艺中,也存在很多问题,粘结填料处的有机物污染和电加热中形成的氧化膜等。因为粘结表面有污染物的存在,导致这些元件的粘接强度降低和封装后树脂的灌封强度降低,直接影响到这些元件的组装水平和后续工艺。为了解决和改善这一问题,大家都尝试过各种解决办法,最终经过大量实验验证,在LCD封装工艺中适当地引入等离子清洗技术进行材料的表面改性处理,可以大大提高封装的可靠性和成品率。

等离子定义

离子通常被称为物质的第四态。前三种状态是固体、液体和气体。它们比较常见,并且存在于我们周围。离子,虽然在宇宙的其他地方是丰富的,但只存在于地球上的特定环境中。离子的自然存在包括闪电和北极光。正如将固体转化为气体需要能量一样,生产离聚物也需要能量。一定量的离子由带电粒子和中性粒子(包括原子、离子和自由粒子)组成。离子可以传导电并与电磁力反应。
当温度升高时,物质从固体变成液体,液体变成气体。当气体的温度升高时,气体分子将分离成原子。如果温度继续升高,原子核周围的电子将和原子分离,形成离子(正电荷)和电子(负电荷)。这种现象叫做“电离”。带电离离子的气体被称为“等离子体”。因此,等离子体在自然界中通常被划分为“第四态”,而不是“固体”、“液体”和“气体”。
在实验中,如果向气体中施加电场,就会发生电离,这就是放电电离等离子体。事实上,自然界中99.9%的现象都是等离子体填充的。等离子体的定义是,当空间中离子的数量几乎和电子的数量相同,并且空间是电中性时,它被称为等离子体。

等离子清洗原理

向气体物质中添加更多的能量,例如加热,将产生等离子体。当气体分子达到等离子体状态时,就会分裂成许多高活性的粒子。这些裂变不是永久性的。一旦用于形成等离子体的能量消失,各种粒子重新结合形成原始气体分子。与湿法清洗不同,等离子清洗的机制依赖于处于“等离子状态”的物质的“活化”来去除表面污渍。从目前的各种清洗方法来看,等离子清洗也是所有清洗方法中最彻底的剥离清洗方法。
等离子体清洗通常采用激光、微波、电晕放电、热离子化、电弧放电等方式将气体激发到等离子体状态。
在等离子体清洗应用中,主要使用低压气体辉光等离子体。一些非聚合的无机气体(Ar2、N2、H2、O2等)在高频和低压下受到刺激,以产生含有离子、激发分子、自由基等的活性粒子。通常,在等离子体清洗中,活性气体可分为两类,一类是惰性气体等离子体(如Ar2、N2),另一类是反应气体等离子体(如O2、H2)。这些活性粒子可以与表面材料反应,反应过程如下:
电离——气体分子——激发——激发态分子——清洗——活化表面
等离子体产生的原理是将射频电压(频率约为几十兆赫)施加到一组电极上,并在电极之间形成高频交流电场。在交变电场的激励下,该区域的气体产生等离子体。有源等离子体在被清洗材料表面轰击和反应,使被清洗材料的表面材料成为颗粒和气体物质,通过真空放电,从而达到清洗的目的。

等离子体清洗的清洗过程原则上可分为两个过程

过程1:去除有机化合物
首先,利用等离子体原理激活气体分子。
O_2O+O+2e-,O+O_2O_3,O_3O+O_2
然后,O,O 3与有机物反应除去有机物。
有机化合物+O,O_3 CO_2+H_2
过程2是表面活化。
首先,利用等离子体原理激活气体分子。
O_2O+O+2e-,O+O_2O_3,O_3O+O_2
然后通过O,O_3含氧官能团的表面活化来提高材料的粘附性和润湿性。反应如下:
R+O-RO
R+O 2 ROO
在实际应用中,考虑到生产成本和实际稳定性,一般采用纯ADC(压缩空气)、O2、N2,而氩气仅用于某些特殊场合。这是通过氧自由基在等离子体中的运动使表面亲水。当形成该亲水性基团时,等离子体氧自由基与基底表面的碳结合,形成CO2,从而去除有机物。

等离子清洗机在LCD液晶行业中的应用

在玻璃基板(LCD)上安装裸芯片IC(裸芯片IC)的COG工艺中,当芯片在高温下粘结硬化时,基板涂层的成分沉淀在粘结填料的表面。有时,银浆和其他连接剂溢出来污染粘合填料。如果在热压结合工艺前通过等离子清洗去除这些污染物,可大大提高热压结合的质量。此外,由于提高了裸芯片的基板与IC表面之间的润湿性,LCD-COG模块的键合紧密性也得以提高,并且线路腐蚀问题也得以减少。

等离子体清洗技术可以去除金属、陶瓷、塑料、玻璃等表面的有机污染物,并显著改变这些表面的附着力和焊接强度。电离过程易于控制和安全重复。可以说,有效的表面处理是提高产品可靠性和工艺效率的关键,等离子体技术是目前最理想的技术。通过表面活化,等离子体技术可以提高大多数物质的性能:清洁度、亲水性、拒水性、内聚性、可伸缩性、润滑性和耐磨性。

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