微電子封裝中等離子體清洗及其應用-資料下載頁
2025-06-20 05:57本頁面
【正文】 芯片粘接和引線鍵合的質(zhì)量。因此保持引線框架的清潔是保證封裝可靠性重要的一步。研究表明[5]，采用氫氬混合氣體（），能夠有效地去除引線框架金屬層上的污染物。在清洗過程中氫等離子體能夠去除氧化物，而氬通過離子化能夠促進氫等離子體數(shù)量的增加。為了對比清洗效果，. Hsieh 把銅引線框架在175℃氧化后進行等離子體清洗，采用兩種氣體Ar和Ar/H2（1：4）。檢測結果表明，引線框架經(jīng)過清洗后表面氧化物殘余量很少。 at %，經(jīng)過氬清洗的引線框架氧的含量為 at %。試驗結果表明，氧化時間的增長會降低拉力。氧化物厚度的增長也會降低引線鍵合區(qū)上鍵合絲的拉力。當引線框架經(jīng)過預氧化和等離子體清洗后，拉力得到了大幅度的提高。上述結果的一個可能的解釋是，氬等離子體濺射增加了表面的微小粗糙度，從而使機械性能增強和增大了化學反應的表面積?？捎迷恿︼@微鏡（AFM）觀察表明的形貌和微粗糙度。經(jīng)過氬等離子體清洗，短時間清洗后表面非常明顯地變粗糙了，長時間的清洗后表面變得光滑。而采用氬氫等離子體清洗，表面的形貌不發(fā)生變化，并且時間不對其產(chǎn)生影響，這可以解釋為什么氬氫等離子體清洗對拉力沒有顯著的影響。氬氫和氬等離子體清洗結果有這么大的差別是由于清洗機制的不同。當氬作為工作氣體的時候，去除氧化物主要靠表面的濺射；而氫等離子體引入了氧和氫之間的化學反應，所以表面形貌變化不大。關于氬等離子體清洗后拉力的增強另一個可能的解釋是由于殘余的氧化物的影響，如果氧化物層的厚度小于25nm時可以增強模塑料與引線框架的粘附。實驗表明薄氧化層對拉力的影響不是很大，對拉力影響最大的因素還是來源于氬離子濺射帶來的微粗糙度的增加[5]。 陶瓷封裝電鍍前等離子體清洗陶瓷封裝中通常使用金屬漿料印制線作鍵合區(qū)、蓋板密封區(qū)。在這些材料的表面電鍍Ni、Au前采用等離子體清洗，可去掉有機物沾污，明顯提高鍍層質(zhì)量。4 結論濕法清洗雖然在現(xiàn)有的微電子封裝生產(chǎn)中占據(jù)主要地位，但是其帶來的環(huán)境以及原料消耗問題不容忽視。而作為干法清洗中最有發(fā)展?jié)摿Φ牡入x子體清洗，則具有不分材料類型均可進行清洗、清洗質(zhì)量好、對環(huán)境污染小等優(yōu)點。等離子體清洗技術在微電子封裝中具有廣泛的應用，主要用于去除表面污物和表面刻蝕等，工藝的選擇取決于后序工藝對材料表面的要求、材料表面的原有特征、化學組成以及表面污染物性質(zhì)。將等離子體清洗引入微電子封裝中，能夠顯著改善封裝質(zhì)量和可靠性。但是采用不同的工藝，對鍵合特性、引線框架的性能等的影響有很大差異。例如，對鋁鍵合區(qū)采用氬氫等離子體清洗一段時間后，鍵合區(qū)的粘接性能有明顯提高，但是過長的時間也會對鈍化層造成損害；對焊盤采用物理反應機制等離子體清洗會造成“二次污染”，反而降低了焊盤的表面特性；對銅引線框架采用兩種不同機制的等離子清洗，拉力測試的結果有很大差異。因此，選擇合適的清洗方式和清洗時間，對提高封裝質(zhì)量和可靠性是十分重要的。摘自:半導體技術網(wǎng)
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