隨著光電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，半導體等微電子產(chǎn)業(yè)迎來了發(fā)展的黃金時期，這使得產(chǎn)品的性能和質量成為微電子技術公司的追求。高精度、高性能、高質量是許多高科技領域的行業(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、提高焊絲質量、提高粘結強度、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。它已廣泛應用于高級包裝領域。

等離子清洗技術原理

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發(fā)生反應，形成揮發(fā)性氣體等物質，然后這些揮發(fā)性物質會被真空泵吸走。例如，活性氧等離子體與材料表面的有機物發(fā)生反應。

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隨氣流被真空泵吸走。這種清洗方法沒有化學反應，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)了主流光學器件市場的主導地位。

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，提高包裝質量就顯得尤為重要。

等離子清洗技術主要通過活性等離子體對材料表面進行物理轟擊或化學反應等單效或雙效作用，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。

等離子清洗技術后，產(chǎn)品處理的結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構的產(chǎn)品，無廢液和污染源。

審核編輯：符乾江