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            1. 深圳市東信高科自動化設備有限公司
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              等離子清洗機
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              首頁 新聞資訊 等離子清洗 等離子清洗機在半導體封裝工藝中的應用

              等離子清洗機在半導體封裝工藝中的應用

              隨著光電產業的迅猛發展,半導體等微電子產業迎來了黃金發展期,促使產品的性能和質量成為微電子技術產業公司的追求。高精度、高性能以及高質量是眾多高科技領域的行業標準和企業產品檢驗的標準。在整個半導體封裝工藝生產流程中,半導體器件產品表面會附著各種微粒等沾污雜質。這些沾污雜質的存在會嚴重影響微電子器件的可靠性和工作壽命。因為干法清洗方式能夠不破壞芯片表面材料特性和導電特性就可去除污染物,所以在眾多清洗方式中具有明顯優勢,其中等離子體清洗優勢明顯,具有操作簡單、精密可控、無需加熱處理、整個工藝過程無污染以及安全可靠等特點,在半導體封裝領域中獲得了大規模的推廣應用。

              半導體封裝工藝

              微電子產品的制造生產中,從芯片開始的設計到其后的制造,再到最后的封裝和測試,每一道工序約占其總成本的33.3%。從傳統的各個元件分別封裝,變成一個個集成系統的封裝,微電子封裝起著不可替代的重要地位,關系著產品從器件到系統的整體鏈接,以及微電子產品的質量好壞和市場競爭力。半導體封裝工藝通??梢苑譃榍岸尾僮骱秃蠖尾僮鲀纱蟛?,并以塑料封裝成型作為前后段操作的分界點。通常情況下,芯片封裝技術的基本工藝流程如下。第一步,硅片減薄,通過拋光、磨削、研磨以及腐蝕等達到減薄目的。第二步,晶圓切割,把制造的晶圓按設計要求分切成所需要的尺寸。第三步,芯片貼裝,完成不同位置及各個型號尺寸芯片的貼片工藝。第四步,芯片互聯,將芯片與各個引腳、I/O以及基板上布焊區等位置相連接,保證信號傳輸的流暢性和穩定性。第五步,成型技術,塑料封裝,給芯片包覆外衣。第六步,去飛邊毛刺,使外觀更美觀。第七步,切筋成型,按設計要求設計尺寸,將產品完成沖切分離,引腳打完成型,為后續工序提供半成品。第八步,上焊錫打碼工序,注明產品規格和制造商等,注明其身份信息。
              在現階段半導體封裝技術的基本工藝流程中,硅片的減薄技術主要有磨削、研磨、化學機械拋光、干式拋光、電化學腐蝕、等離子增強化學腐蝕、濕法腐蝕以及常壓等離子腐蝕等。芯片貼裝的方式主要有共晶貼片、導電膠貼片、焊接貼片以及玻璃膠貼片4種。芯片互連常見的方法主要有打線鍵合、載在自動鍵合(TapeAutomateBonding,TAB)以及倒裝芯片鍵合。
              封裝工藝的好壞直接影響微電子產品的良品率,而在整個封裝工藝環節中的最大問題是產品表面附著的污染物。針對污染物出現環節的不同,等離子清洗機可應用于各個工序前邊。它一般分布于粘片前、引線鍵合前以及塑封前等。等離子清洗在整個半導體封裝工藝過程中的作用主要有防止包封分層、提高焊線質量、增加鍵合強度、提高可靠性以及提高良品率節約成本等。

              等離子清洗

              等離子體是在膠體內包括足夠多的正負電荷數量,且正負電荷數目相當的帶電粒子的物質堆積狀態,或者是由大量帶電粒子組成的非凝聚系統。等離子體中包括正負電荷和亞穩態的分子和原子等。一方面,當各種活性粒子與被清洗物體表面彼此碰觸時,各種活性粒子與物體表面雜質污物會發生化學反應,形成易揮發性的氣體等物質,隨后易揮發性的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生氧化反應。它的優點是清洗過程相對較快、選擇性相對好以及清除污染物的效果非常好,缺點是產品外表面發生氧化產生氧化物,附著在產品表面。
              另一方面,各種活性粒子會轟擊清洗材料表面,使得材料表面的沾污雜質會隨氣流被真空泵吸走。這種清洗方式本身不存在化學反應,在被清潔材料表面沒有留下任何氧化物,因此可以很好地保全被清洗物的純凈性,保障材料的各向異性。
              例如,用活性氬等離子體清洗物件表面微粒污染物,活性氬等離子體轟擊被清洗件表面后產生的揮發性污染物會被真空泵排出。在實際生產中可使用化學方法和物理方法同時進行清洗。它的清洗速率通常比單獨使用物理清洗或化學清洗快。但考慮到一些氣體的易爆性能,需嚴格控制混合氣體中各氣體的占比,使其含量搭配合理。

              等離子清洗機在半導體封裝工藝中的應用

              引線框架封裝工藝
              在封裝行業的整個產業鏈中,封裝與測試芯片是走向市場的最后一個工藝環節,因此封裝與測試工藝的好壞直接決定了芯片質量可靠性及使用壽命,也對產品的市場占有率有很大的影響。從某種意義上講封裝是制造產業與市場需求之間的紐帶,只有封裝好才能成為終端產品。

              等離子清洗機在引線框架封裝中的應用

              在半導體封裝行業中,使用等離子清洗技術,目的是增強焊線/焊球的焊接質量及芯片與環氧樹脂塑封料之間的粘結強度。為了更好地達到等離子清洗的效果,需要了解設備的工作原理與構造,根據封裝工藝,設計可行的等離子清洗料盒及工藝。
              封裝工藝直接影響引線框架芯片產品的成品率,而在整個封裝工藝環節中出現問題的最大來源就是芯片與引線框架上的顆粒污染物、氧化物及環氧樹脂等污染物。針對這些不同污染物出現環節的不同,在不同的工序前可增加不同的等離子清洗工藝,其應用一般分布在點膠前、引線鍵合前、塑封前等。
              晶圓清洗:清除殘留光刻膠。
              封裝點銀膠前:使工件表面粗糙度及親水性大大提高,有利于銀膠平鋪及芯片粘貼,同時可大大節省銀膠的使用量,降低成本。壓焊前清洗:清潔焊盤,改善焊接條件,提高焊線可靠性及良率。塑封:提高塑封料與產品粘結的可靠性,減少分層風險。
              BGA、PFC基板清洗:在貼裝前對基板上的焊盤進行等離子體表面處理,可使焊盤表面達到清潔、粗化和活化的效果,極大地提高了貼裝的一次成功率。
              引線框架清洗:經等離子體處理可達到引線框架表面超凈化和活化的效果,提高芯片的粘接質量。
              通過等離子清洗機清洗后的引線框架水滴角會有明顯的減小,能有效地去除其表面的污染物及顆粒物,有利于提高引線鍵合的強度和降低封裝過程中芯片分層的發生,這對于提高芯片本身的質量和使用壽命提供了相應的參考依據,為提高封裝產品的可靠性提供了一定的借鑒。將在線式等離子清洗機應用到半導體封裝工藝中,必將推動半導體封裝行業更加快速地發展。


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