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芯片铜引线框架塑料球为何需要使用在线式等离子清洗呢?

       在线式等离子清洗采用自动的清洗方式,经等离子清洗后器件表面是干燥的,不需要再处理,可以提高整个工艺流水线的处理效率;可以使操作者远离有害溶剂的伤害; 适用于大规模的生产线,节省人工,降(低)劳动力成本,等离子还可以深入到物体的微细孔眼和凹陷的内部完成 清洗,因此不需要过多考虑被清洗物件的形状;还可以处理各种材质,尤其适合不耐热以及不耐溶剂的 材质。这些优点,都使等离子体清洗得到广泛关注。
       随着微电子封装向小型化方向发展,表面清洗的要求越来越高,在线式等离子清洗的诸多优点, 将使它成为表面清洗工艺很好的选择方案之一,作为很有发展潜力的清洗方式,将被应用于越来越多的领域。同时,在线式等离子清洗很有利于环境保护,清洗后不会产生有害污染物,这在全球高度关注环保意识的情况下越发显示出它的重要性。

在线式等离子清洗

       芯片粘结前的在线式等离子清洗:
       芯片粘结中的空隙是封装工艺中常见的问题,这是因为未经清洗处理的表面存在大量氧化物和有(机)污染物,会导致芯片粘结不完(全),降(低)封装的散 热能力,给封装的可靠性带来极大的影响。 在芯片粘结前,采用O2、Ar和H 2的混合气体进 行几十秒的在线式等离子清洗,能够去除器件表面 的有(机)氧化物和金属氧化物,可以增加材料表面能, 促进粘结,减少空隙,极大地改善粘结的质量。
       键合前的在线式等离子清洗:
       引线键合是芯片和外部封装体之间互连很常见和很有效的连接工艺,据统计,约有70%以上的 产品失效均由键合失效引起。这是因为焊盘上及厚 膜导体的杂质污染是引线键合可焊性和可靠性下降 的一个主要原因。包括芯片、劈刀和金丝等各个环 节均可造成污染。如不及时进行清洗处理而直接键 合,将造成虚焊、脱焊和键合强度偏低等缺陷。 采用Ar和H2的混合气体进行几十秒的在线式等离子清洗,可以使污染物反应生成易挥发的二氧化 碳和水。由于清洗时间短,在去除污染物的同时, 不会对键合区周围的钝化层造成损伤。因此,通过 在线式等离子清洗可以有效清(除)键合区的污染物, 提高键合区的粘结性能,增强键合强度,可以大大降(低)键合的失效率。
       铜引线框架的在线式等离子清洗:
       引线框架作为封装的主要结构材料,贯穿了整 个封装过程,约占电路封装体的80%,是用于连接内部芯片的接触点和外部导线的薄板金属框架。引 线框架所选材料的要求十(分)苛刻,必须具备导电性 高、导热性能好、硬度较高、耐热和耐腐蚀性能优良、可焊性好和成本低等特点。从现有的常用材料看,铜合金能够满足这些要求,被用作主要的引线框架材料。但是铜合金具有很高的亲氧性,极易被氧化,而生成的氧化物又会使铜合金进一步氧化。 形成的氧化膜过厚时,会降(低)引线框架和封装树脂 之间的结合强度,造成封装体发生分层和开裂现 象,降(低)封装的可靠性。因此,解决铜引线框架的 氧化物失效问题对于提高电子封装的可靠性起到致关重要的作用。 采用Ar和H2的混合气体进行几十秒的在线式等离子清洗,可以去除铜引线框架上的氧化物和有(机)物,能够达到改善表面性质,提高焊接、封装和粘结可靠性的目的。
       塑料球栅阵列封装前的在线式等离子清洗:
       塑料球栅阵列封装技术又称BGA,是球形焊点按阵列分布的封装形式,适用于引脚数越来越多和引线间距越来越小的封装工艺,被广泛应用于封装领域,但是BGA焊接后焊点的质量是BGA封装器件失效的主要原因。这是因为焊接表面存在颗粒污染 物和有(机)氧化物,导致焊球分层和焊球脱落,严重影响BGA封装的可靠性。 采用Ar和H2的混合气体进行几十秒的在线式等离子清洗,可以去除焊接表面的污染物,降(低)焊点失效的概率,提高封装的可靠性。


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