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封裝的質量直接影響到電子元器件的可靠性和使用壽命。在微電子封裝的生產過程中，由于接觸、溶劑揮發(fā)、自然氧化等都可能會造成芯片、鍵合指或外殼焊環(huán)表面形成各種沾污。這些沾污包括環(huán)氧樹脂溢出物、有機溶劑殘留、焊料、金屬離子、材料的氧化層等，它們都會明顯影響微電子器件在生產過程中的相關工藝質量，從而降低電子元器件的可靠性和產品合格率。因此，為保證電子元器件的產品合格率和質量可靠性，必須在不破壞芯片、粘接材料和外殼的表面特性、熱學特性以及電學特性的前提下，去除這些有害沾污物。

等離子體清洗

等離子體是物質常見的固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)以外的第四態(tài)，主要由電子、正離子、自由基、光子以及其他中性粒子組成，其正負電荷總是相等的，所以稱為等離子體。由于等離子體中的電子、正離子和自由基等活性粒子的存在，很容易與固體表面發(fā)生物理或化學反應，生成產物為CO2和H2O等無污染的氣體，隨真空泵排出，從而達到清洗的目的。等離子清洗機由于不使用任何化學溶劑，具有對環(huán)境污染小、清洗質量好等優(yōu)點，在半導體制造、微電子封裝領域得到了廣泛的應用。

等離子清洗機在封裝工藝中的應用

引線框架的清洗

集成電路封裝領域目前主要采用導熱性、導電性、加工性能良好的銅合金材料作為引線框架。由于銅的氧化物與其它一些有機污染物會造成塑粉與銅引線框架的分層，造成封裝后密封性能變差與慢性滲氣現象，同時也會影響芯片的粘接和引線鍵合質量。如圖1所示，經過等離子體處理銅引線框架，可去除有機物和氧化層，同時活化和粗化表面，防止包封分層，確保封裝可靠性。等離子清洗后，框架表面水滴角由清洗前74。降低到了19?？蚣鼙砻嬲掣搅υ龃?，提升了表面潔凈度和活性，在塑封時框架表面與塑粉能夠緊密地結合，內層界面相互牢固地粘接，封裝強度得到提升。

圖1 銅引線框架等離子清洗前后水滴角測量對比圖片

焊線質量提升

集成電路封裝器件，焊線的質量對可靠性有決定性影響，焊線區(qū)必須無污染物并具有良好的鍵合特性。在1萬級凈化廠房內，環(huán)境溫度26.4℃，濕度52.3%RH的生產條件下；采用KSConnx球焊機、20μm金線，在焊線機工藝參數不變情況下，將試驗樣品分為無等離子清洗與等離子清洗工藝兩組，進行推球強度與拉力強度對比，實驗結果見圖2所示。

通過試驗驗證，等離子體清洗能去除焊線區(qū)的表面污染物，會顯著提高焊線強度和焊線質量的均勻性，它對提高引線鍵合強度作用很大。等離子清洗后，推球強度與拉力強度相比無等離子清洗的樣品，推力值增加了6.98克，拉力值增加了4.42克，鍵合強度得到了提升；同時等離子清洗后工序能力指數（Cpk）值，均提升了約1.3，說明焊線強度的均勻性也得到了提高。

圖2 等離子清洗前后焊線質量對比

封裝可靠性提升

等離子清洗機可以有效地去除氧化層、活化框架以及去除芯片表面、框架表面的有機物，增強了框架的浸潤性，有效地改善分層。等離子體清洗后封裝體內芯片，引線框架、塑粉互相的結合力明顯提升，提高了封裝器件的可靠性。

作為一種精密干法清洗設備,等離子清洗機可以有效去除封裝工藝過程中的污染物,改善材料表面性能,增加材料表面能量。整個工藝過程具有無污染以及安全可靠等特點，在封裝領域中獲得了大規(guī)模的推廣應用。