在電漿清洗工藝當(dāng)中,會往密閉真空中充入少量ArH2、O2中的一種或幾種氣體,并利用RF power在平形板電極形成電場使電子來回震蕩,在電子激發(fā)并電離氣體產(chǎn)生了電漿,即我們所說的等離子體,使它撞擊基板和芯片表面,與污染物產(chǎn)生物理或化學(xué)反應(yīng),利用氣體流通將污染物去除。

表面清洗.png

一、SiP封裝工藝中的Plasma Clean (電漿清洗Before WB)工藝 

電漿清洗的工藝可以使表面微結(jié)構(gòu)產(chǎn)生官能基或達(dá)到一定的粗糙度,增加不同材料之間的結(jié)合力,并增加焊點的可靠性以及基板與塑封材料之間的結(jié)合力,從而提高產(chǎn)品的可靠度、耐久性,從而達(dá)到提升使用壽命,提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

其中電漿清洗能賦予材料多種作用,我們介紹以下幾種:

1Argon Plasma(即刻蝕作用);純物理作用、物理撞擊可將表面高分子的鍵結(jié)打斷,形成微結(jié)構(gòu)粗糙面。 

2、Oxygen Plasma(即改性作用):具有化學(xué)作用,可以氧化燃燒高分子聚合物,或者形成雙鍵結(jié)構(gòu)的官能子,可表面改性。

3、Hydrogen Plasma:具有還原性作用的氣體,可以還原被氧化的金屬表面層。

4、Mix Gas Plasma:組合上述氣體種類,清洗過程中可達(dá)到特殊官能基的形成。Ar & H2的混合氣體借由物理撞擊可對表面的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生活化作用,并形成粗糙面增加結(jié)合力。Wire Bond工序前,采用此種清洗方式,可以增加焊點的結(jié)合力。O2& H2混合氣,對金屬面形成OH-基,Molding 工序前,采用此種清洗,可以增加與Compound間的結(jié)合力。

表面處理.png

二、SiP封裝工藝中的Wire BondingWB)工藝 

WB是封裝工藝中最為關(guān)鍵的一步,主要目的是利用金線(Au)、鋁線(Al)或銅線(Cu),把芯片上的Pad和基板上Finger通過焊接的方法連接起來。其中焊接方式有熱壓焊、超聲鍵合和熱超聲焊等,這里主要介紹熱超聲焊。 

熱超聲焊的主要材料為金線,成分為99.99%的高純度金,線徑一般為0.8mil,1.0mil1.3mils,1.5mils2.0mils等。它利用超聲振動提供的能量,使金絲在金屬焊區(qū)表面迅速摩擦生熱,產(chǎn)生塑性變形,破壞金屬層界面的氧化層,兩個純凈的金屬界面緊密接觸,在鋼嘴壓力作用下,達(dá)到原子間緊密鍵合,形成牢固的焊接。

 其中熱超聲焊的步驟主要有以下

1、打火桿在瓷嘴前打火,將金線燒熔成球; 

2、第一焊點:金球在鋼嘴施加的一定壓力和超聲的作用下,與芯片pad連接,形成焊球(Bond Ball); 

3、第一焊點完成后,夾持金線的夾子松開,鋼嘴牽引金線上升,并按程序設(shè)定的軌跡運動,從而形成一定的線型(Wire Loop)。 

4、第二焊點:鋼嘴運動到基板Finger上方,在超聲作用下,下壓到在基板的Finger上,形成魚尾(Wedge)形的連接; 

5、第二焊點完成后,鋼嘴向上運動,拉出一定長度的金線(為下一步燒球做準(zhǔn)備),夾子閉合,金線與Finger的連接被切斷。 

6、回到第一步程序,進(jìn)入下一焊接循環(huán)。

表面處理.png

在這類關(guān)乎WB的處理效果有四要素,分別是壓力(Force)、超聲功率(USG Power)、時間(Time)、溫度(Temperature)。適當(dāng)?shù)卣{(diào)控好這些因素是提升處理效果的捷徑。

昆山普樂斯電子14年專注于等離子表面處理工藝研究,專業(yè)的等離子清洗機(jī)設(shè)備生產(chǎn)廠家,在等離子清洗機(jī)、大氣低溫等離子表面處理系統(tǒng)、大氣常壓等離子清洗機(jī)設(shè)備、真空等離子清洗機(jī)等等設(shè)備都有多年生產(chǎn)經(jīng)驗;如果你有等離子表面處理的需求,歡迎聯(lián)系普樂斯,在線客服或者撥打全國服務(wù)熱線400-816-9009,普樂斯隨時為你服務(wù)哦!