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等離子體清洗工藝參數(shù)對清洗效果的影響

發(fā)表時間:2022-01-05      點擊次數(shù):155

不同的工藝氣體對清洗效果影響 

1)氬氣 物理等離子體清洗過程中,氬氣產(chǎn)生的離子攜 帶能量轟擊工件表面,剝離掉表面無機污染物。在 集成電路封裝過程中,氬離子轟擊焊盤的表面,轟 擊力去除工件表面上的納米級污染物,產(chǎn)生的氣態(tài) 污染物由真空泵抽走。該清洗工藝可提高工件表面 活性,提高封裝中鍵合性能。氬離子的優(yōu)勢在于它 是一個物理反應(yīng),清洗工件表面不會帶來氧化物; 缺點是工件材料可能產(chǎn)生過量腐蝕,但可通過調(diào)整 清洗工藝參數(shù)得到解決。 

2)氧氣 氧離子在反應(yīng)倉內(nèi)與有機污染物反應(yīng),生成二 氧化碳和水。清洗速度和更多的清洗選擇性是化學(xué) 等離子清洗的優(yōu)點。缺點是在工件上可能形成氧化物,所以在引線鍵合應(yīng)用中,氧離子不允許出現(xiàn)。

3)氫氣 氫離子發(fā)生還原反應(yīng),去除工件表面氧化物。 出于氫氣的安全性考慮,推薦使用氫氬混合氣體的 等離子清洗工藝。

工藝時間 

總體來說,最短的工藝時間是客戶的基本要求,以便能夠達到z大產(chǎn)能。但是工藝時間不是單 一的因素,應(yīng)該與射頻功率、倉體壓力和氣體類型 等參數(shù)相匹配,達到動態(tài)平衡。 

倉體壓力

反應(yīng)倉內(nèi)的壓力是工藝氣體流量、腔體泄露率 和真空泵抽速的動態(tài)平衡。 物理等離子清洗工藝模式采用的倉體壓力較小。物理等離子清洗工藝要求被激發(fā)的離子轟擊工件表面。假如倉體壓力過高,激發(fā)的離子在到達工 件清洗表面之前就和其他離子產(chǎn)生多次碰撞,減低 清潔效果。已激發(fā)的離子在碰撞之前所行進的距離 稱為離子的平均自由路程,與倉體壓力成反比。物 理等離子清洗工藝要求低壓以便于平均自由路程最 大化,使碰撞轟擊達到最大。但假如倉體壓力下降 太多,就沒有足夠的活性離子在有效的時間內(nèi)來清 潔工件。 化學(xué)等離子清洗工藝產(chǎn)生的等離子體與工件表 面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),所以離子數(shù)越多越能增加清洗的 能力,導(dǎo)致需要使用較高的倉體壓力。

射頻功率

射頻功率的大小會影響等離子體的清洗效果, 從而影響封裝的可靠性。加大等離子體射頻功率是增加等離子的離子能量來加強清洗強度。離子能量是活性反應(yīng)離子進行物理工作的能力。射頻功率的設(shè)置主要與清洗時間達到動態(tài)平衡,增加射頻功率可以適當降低處理時間,但會導(dǎo)致反應(yīng)倉體內(nèi)溫度略有升高,所以有必要考慮清洗時間和射頻功率這兩個工藝參數(shù)。

等離子體清洗模式

主流的等離子清洗機有三種類型的電極載物板,用作設(shè)備的陽極、陰極以及懸浮極。根據(jù)工件 的不同,調(diào)節(jié)電極載物板能夠產(chǎn)生兩種模式的等離子 體,命名為直接等離子體模式和順流等離子體模式。 直接等離子體模式是陽極和陰極相間放置,這 種放置模式下所有產(chǎn)生的等離子體都會在陰陽兩極之間往復(fù)運動,是轟擊性比較強的模式。清洗工件可任意放置在陰陽兩極。 順流等離子體模式是陽極、陰極以及懸浮極的 放置模式。在這種放置模式中,正離子能夠到達懸 浮極產(chǎn)生清洗作用。這種放置模式產(chǎn)生的等離子體相 對較弱,可用來處理一些敏感元器件,如圖1所示。

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                                              圖1等離子體清洗工藝流程圖 

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                                            圖2等離子清洗前后接觸角對比 

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