集成电路的不断发展与印制电路板结构尺寸的不断减小,呼唤芯片集成技术和芯片封装的持续发展。然而在其封装工艺中存在的污染物一直困扰着人们，而利于环保、清洗均匀性好、重复性好、可控性好、具有三维处理能力及方向性选择处理的微波等离子清洗工艺，将为人们解决这一问题。

1、微波等离子清洗原理

等离子体是正离子和电子的密度大致相等的电离气体，整体呈电中性。其由离子、电子、自由激进分子、光子以及中性粒子组成，是物质的第四态。

等离子清洗是用等离子体通过化学或物理作用对工件表面进行分子水平处理，去除沾污，改善表面性能的工艺过程。对应不同的污染物，应采用不同的清洗工艺。根据选择的工艺气体不同，分为化学清洗、物理清洗及物理化学清洗。目前有四种激励电源频率，分别是直流、低频40KHz、射频13.56MHz及本文介绍的微波2.45GHz。

2、微波等离子清洗过程

清洗过程如下：在真空腔内压力到达一定范围时充入工艺气体,当腔内压力为动态平衡时，利用微波源振荡产生的高频交变电磁场将氧、氩、氢等工艺气体电离，生成等离子体，活性等离子体对被清洗物进行物理轰击与化学反应双重作用，使被清洗物表面物质变成粒子和气态物质，经过抽真空排出，而达到清洗目的。微波放电是无电极放电，这也就防止了因溅射现象而造成的污染，因而可以得到均匀而纯净的等离子体且密度更高。适于作高纯度物质的制备和处理，而且工艺效率更高。通过操作控制系统设置工艺参数，从而控制微波等离子的强度与密度等，来适应不同被清洗组件的工艺要求。

3、微波等离子清洗的应用

微波等离子清洗的应用等离子技术应用十分广泛，有电弧焊接、材料表面改性、刻蚀及清洗、等离子化学气相沉积、溅射等,其同时应用于处理硅、石英、铌锂化合物和其他如陶瓷或玻璃等特殊材料的关键工艺中。下文主要介绍其在IC封装中的应用。

微波等离子清洗在IC封装中的应用

IC封装类型中方形扁平封装(QFPs)与纤薄小外型封装(TSOP)是目前封装密度趋势要求下的两种封装类型。在过去的一些年,球栅阵列封装(BGAs)被认为是标准的封装类型,特别是塑料球栅阵列式封装(PBGAs),每年提供的数量高达百万计。现在等离子体清洗广泛应用于PBGAs及倒装晶片过程中和其它基于聚合物的衬底，以利于粘结，减少分层。

微波等离子清洗在IC封装中通常在下面的几个环节引入:在芯片粘合与引线键合前,以及在芯片封装前。①用环氧树脂导电胶粘片前如果用等离子体对载体正面进行清洗，可以提高环氧树脂的粘附性，去除氧化物以利于焊料回流，改善芯片与载体的连接，减少剥离现象，提高热耗散性能。用合金焊料将芯片往载体上进行共晶烧结时,如果由于载体上有污染或表面陈旧而影响焊料回流和烧结质量,在烧结前用等离子清洗载体,对保证烧结质量也是有效的。②在进行引线键合前用等离子清洁焊盘及基材，会显著提高键合强度和键合线拉力的均匀性。对键合点的清洁意味着清除纤薄的污染表层。③IC在进行塑封时要求塑封材料与芯片、载体、金属键合脚等各种不同材料有较好的粘附性，如果有沾污或表面活性差，就会导致塑封表面层剥离。如果用等离子清洗后再封装可以有效地提高表面活性，改善粘附性，提高封装的可靠性。

微波等离子清洗技术在国外诸多领域已经得到广泛应用，成为许多精密制造行业的必备设备。国外微波等离子清洗设备以美国及德国的生产厂商为主。在国内，微波等离子清洗技术及设备的研究尚处于起步阶段。该技术结合了等离子物理、化学和气固相界面的化学反应，跨多种领域，包括化工、材料、能源以及宇宙等，因此将极具挑战性，也充满机会。由于半导体和光电材料在未来的快速成长，此方面应用需求将越来越大。了解更多关于等离子清洗的知识，敬请关注国产等离子清洗机厂家东信高科。