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等离子清洗机清洗氧化铝陶瓷基板提高键合可靠...

当前微波集成电路正在朝着微型化、小型化方向发展,由于组装器件的密度越来越大,工作频率也越来越高,分布参数的影响也越来越大,对产品的可靠性要求也越来越高,这对微电子制造工艺提出了新的挑战。

在微波电路组装过程中,通常采用引线键合的方式来实现芯片与芯片、芯片与基板的互连。随着微波组件工作频率越来越高,引线键合的互连密度越来越大,这对产品可靠性的要求越来越高。

在微波电路的制作过程中,电路失效的主要原因为引线键合失效。据统计,微波电路约70%的产品失效均由引线键合失效引起。这是因为在微波电路生产制作过程中,键合区不可避免地会受到各种污染,包括无机和有机残留物。如果不加以处理,直接进行引线键合操作,将会造成虚焊、脱焊、键合强度偏低等问题。有些键合虽然拉力测试值较大,但是拉脱处几乎不留焊点。这些都将导致电路长期可靠性没有保障。

等离子体是由正离子、负离子和自由电子等带电粒子和不带电的中性粒子如激发态的分子以及自由基组成的部分电离的气体,由于其正负电荷总是相等的,故称之为等离子体。一些非聚合性无机气体(ArN2O2等)在高频低压下被激发,产生含有离子、激发态分子和自由基等多种活性粒子的等离子体。通过等离子轰击可以使基板和芯片表面的污染物解吸附,有效清除键合区的污染物,提高键合区表面化学能及浸润性,因此在引线键合前利用等离子清洗机进行清洗,可大大降低键合的失效率,提高产品可靠性。

在电镀Ni-Au金属膜层的氧化铝陶瓷基板、电镀CuNiAu膜层的高频板(聚四氟乙烯玻璃纤维增强5880层压板)等制作完成后,电路组装之前,基板表面不可避免地会引入有机污染物,这将导致后续引线键合过程中键合不上或键合引线拉力值减小,使得可靠性下降。等离子清洗机可以通过离子轰击使基板和芯片表面的污染物杂质解吸附并去除杂质,使得引线键合拉力值提高,可靠性提高。

通过等离子轰击可以有效提高金丝键合的可靠性。氩气等离子清洗后,基板容易金丝键合,破坏性拉力测试后键合点留压点,键合力有明显提高。

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