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等离子清洗机
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引线框架封装中等离子清洗技术的运用

随着IC制造技术的发展,传统的封装形式已经不能够满足现阶段集成电路对于高性能、高集成度、高可靠性的要求。随着电路框架结构尺寸的逐渐缩小,芯片集成与封装工艺的不断提高,对于高质量芯片的需求也在不断提高,然而在整个封装工艺过程中存在的污染物一直困扰着生产工程人员。

等离子是正离子和电子密度大致相同的电离气体,等离子清洗机通过对氩气进行电离,产生的等离子体通过电磁场加速,击打在镀银层及芯片铝垫表面,可以有效去除镀银层表面及铝垫表面的有机物、环氧树脂、氧化物、微颗粒物等沾污物,提高镀银层表面及铝垫表面的活性,从而有利于压焊键合。

等离子清洗介绍

采用ArH2的混合气体对引线框架表面进行等离子清洗,可以有效去除表面的杂质沾污、氧化层等,从而提高银原子和铜原子活性,大幅提高焊线与引线框架的结合强度,提高产品良率,在实际生产中,等离子清洗已成为铜线工艺的必须工序。

等离子清洗原理

当等离子体与被清洗物体表面相互作用时,一方面利用等离子体或者是等离子激活的化学活性物质与材料表面污物进行化学反应,如用等离子体中的活性氧与材料表面的有机物进行氧化反应。等离子体与材料表面有机污物作用,把有机污物分解为二氧化碳、水等排出。另一方面利用等离子的高能粒子对污物轰击等物理作用,如用活性氩等离子体清洗物件表面污物,轰击使其形成挥发性污物被真空泵排出。

在实际生产中使用化学和物理方法同时进行清洗,其清洗速率通常比单独使用物理清洗或化学清洗快。在引线框架封装工艺中,采用氩气与氢气混合的物理化学清洗方法,但考虑到氢气的易爆性,需严格控制混合气体中氢气的含量。

引线框架封装工艺

在封装行业的整个产业链中,封装与测试芯片是走向市场的最后一个工艺环节,因此封装与测试工艺的好坏直接决定了芯片质量可靠性及使用寿命,也对产品的市场占有率有很大的影响。从某种意义上讲封装是制造产业与市场需求之间的纽带,只有封装好才能成为终端产品。

等离子清洗在引线框架封装中的应用

在电子封装行业中,使用等离子清洗技术,目的是增强焊线/焊球的焊接质量及芯片与环氧树脂塑封料之间的粘结强度。为了更好地达到等离子清洗的效果,需要了解设备的工作原理与构造,根据封装工艺,设计可行的等离子清洗料盒及工艺。

封装工艺直接影响引线框架芯片产品的成品率,而在整个封装工艺环节中出现问题的最大来源就是芯片与引线框架上的颗粒污染物、氧化物及环氧树脂等污染物。针对这些不同污染物出现环节的不同,在不同的工序前可增加不同的等离子清洗工艺,其应用一般分布在点胶前、引线键合前、塑封前等。

晶圆清洗:清除残留光刻胶。封装点银胶前:使工件表面粗糙度及亲水性大大提高,有利于银胶平铺及芯片粘贴,同时可大大节省银胶的使用量,降低成本。压焊前清洗:清洁焊盘,改善焊接条件,提高焊线可靠性及良率。

塑封:提高塑封料与产品粘结的可靠性,减少分层风险。

BGAPFC基板清洗:在贴装前对基板上的焊盘进行等离子体表面处理,可使焊盘表面达到清洁、粗化和活化的效果,极大地提高了贴装的一次成功率。

引线框架清洗:经等离子体处理可达到引线框架表面超净化和活化的效果,提高芯片的粘接质量。

等离子清洗后的引线框架水滴角会有明显的减小,能有效地去除其表面的污染物及颗粒物,有利于提高引线键合的强度和降低封装过程中芯片分层的发生,这对于提高芯片本身的质量和使用寿命提供了相应的参考依据,为提高封装产品的可靠性提供了一定的借鉴。

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