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【半导体篇】真空等离子清洗机在半导体封装工艺的应用

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在半导体封装工艺中,真空等离子清洗技术的价值远不止于高分子材料的表面处理。本期聚焦其在金属、晶圆、陶瓷及先进封装中的核心作用,结合行业工艺逻辑,揭示这一技术如何通过“精准清洁-活化-改性”三位一体机制,突破传统清洗瓶颈,成为半导体高可靠性制造的底层支撑。
一、金属工艺“分子级焕新”
1铜引线框架去氧化
铜合金引线框架的氧化层(CuO)会导致封装分层与键合失效。真空等离子技术通过 Ar/H₂混合气体(比例1:4),利用氢自由基的化学还原与氩离子的物理轰击,将表面氧含量降至 0.1at%以下,彻底去除氧化层。
2焊盘活化与键合强度跃升
芯片焊盘表面的光刻胶残留与氟化物会阻碍金线键合。等离子清洗后,表面粗糙度增加形成 纳米级锚定点,同时引入极性基团(-OH、-COOH),键合拉力均匀性提升 30%以上,并降低键合温度与压力。
二、晶圆级封装,原子级清洁
1凸点工艺前的“零缺陷”保障
晶圆凸点(Bumping)对表面洁净度要求严苛,残留的有机物或金属离子会导致凸点塌陷。等离子清洗可穿透微米级孔洞,清除氟污染与金属盐,为电镀或焊料沉积提供原子级清洁表面,降低后续工艺缺陷率。
2光刻胶剥离的绿色替代方案
传统湿法去胶依赖强酸强碱,易损伤晶圆结构。等离子干法清洗通过氧自由基氧化分解光刻胶,无化学废液且精度更高。
三、先进封装的可靠性
1倒装芯片焊接的界面优化
倒装焊前对芯片与载板进行等离子清洗,可清除焊料氧化膜(如SnO₂)。
2TSV(硅通孔)孔内清洁技术
3D封装中,TSV孔壁的残留绝缘层或蚀刻副产物会导致电阻升高。等离子体可深入高深宽比孔道(如10:1以上),均匀去除污染物,确保垂直互连的电性能稳定性。
四、陶瓷封装
1陶瓷基板净化预处理
陶瓷基板表面吸附的金属浆料残留会降低电镀Ni/Au的质量。等离子清洗后,镀层附着力提升 50%。
2密封界面强化技术
陶瓷盖板与金属密封区的结合需超高洁净度。等离子处理后的表面活性增强,环氧树脂填充更均匀,封装气密性达10⁻⁹ Pa·m³/s,满足高可靠性需求。
结语
真空等离子清洗技术凭借其 非接触、环保、高精度的特性,已渗透至半导体封装的每个关键节点。从金属氧化层的分子级剥离,到TSV孔道的纳米级净化,其价值正随工艺微型化与材料多元化持续放大。
结语
昆山普乐斯作为表面处理领域的深耕者,始终保持着对技术可能性的探索。无论您是汽车工程师、材料研究者,还是纯粹的技术好奇者,欢迎与我们共同探讨等离子技术的边界——因为每一次工艺进化,都可能始于一个未被解答的“为什么”。


IP属地:江苏1楼2025-04-21 10:51回复