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芯片銅引線框架塑料球為何需要使用在線式等離子清洗呢?

       在線式等離子清洗采用自動的清洗方式,經等離子清洗后器件表面是干燥的,不需要再處理,可以提高整個工藝流水線的處理效率;可以使操作者遠離有害溶劑的傷害; 適用于大規模的生產線,節省人工,降(低)勞動力成本,等離子還可以深入到物體的微細孔眼和凹陷的內部完成 清洗,因此不需要過多考慮被清洗物件的形狀;還可以處理各種材質,尤其適合不耐熱以及不耐溶劑的 材質。這些優點,都使等離子體清洗得到廣泛關注。
       隨著微電子封裝向小型化方向發展,表面清洗的要求越來越高,在線式等離子清洗的諸多優點, 將使它成為表面清洗工藝很好的選擇方案之一,作為很有發展潛力的清洗方式,將被應用于越來越多的領域。同時,在線式等離子清洗很有利于環境保護,清洗后不會產生有害污染物,這在全球高度關注環保意識的情況下越發顯示出它的重要性。

在線式等離子清洗

       芯片粘結前的在線式等離子清洗:
       芯片粘結中的空隙是封裝工藝中常見的問題,這是因為未經清洗處理的表面存在大量氧化物和有(機)污染物,會導致芯片粘結不完(全),降(低)封裝的散 熱能力,給封裝的可靠性帶來極大的影響。 在芯片粘結前,采用O2、Ar和H 2的混合氣體進 行幾十秒的在線式等離子清洗,能夠去除器件表面 的有(機)氧化物和金屬氧化物,可以增加材料表面能, 促進粘結,減少空隙,極大地改善粘結的質量。
       鍵合前的在線式等離子清洗:
       引線鍵合是芯片和外部封裝體之間互連很常見和很有效的連接工藝,據統計,約有70%以上的 產品失效均由鍵合失效引起。這是因為焊盤上及厚 膜導體的雜質污染是引線鍵合可焊性和可靠性下降 的一個主要原因。包括芯片、劈刀和金絲等各個環 節均可造成污染。如不及時進行清洗處理而直接鍵 合,將造成虛焊、脫焊和鍵合強度偏低等缺陷。 采用Ar和H2的混合氣體進行幾十秒的在線式等離子清洗,可以使污染物反應生成易揮發的二氧化 碳和水。由于清洗時間短,在去除污染物的同時, 不會對鍵合區周圍的鈍化層造成損傷。因此,通過 在線式等離子清洗可以有效清(除)鍵合區的污染物, 提高鍵合區的粘結性能,增強鍵合強度,可以大大降(低)鍵合的失效率。
       銅引線框架的在線式等離子清洗:
       引線框架作為封裝的主要結構材料,貫穿了整 個封裝過程,約占電路封裝體的80%,是用于連接內部芯片的接觸點和外部導線的薄板金屬框架。引 線框架所選材料的要求十(分)苛刻,必須具備導電性 高、導熱性能好、硬度較高、耐熱和耐腐蝕性能優良、可焊性好和成本低等特點。從現有的常用材料看,銅合金能夠滿足這些要求,被用作主要的引線框架材料。但是銅合金具有很高的親氧性,極易被氧化,而生成的氧化物又會使銅合金進一步氧化。 形成的氧化膜過厚時,會降(低)引線框架和封裝樹脂 之間的結合強度,造成封裝體發生分層和開裂現 象,降(低)封裝的可靠性。因此,解決銅引線框架的 氧化物失效問題對于提高電子封裝的可靠性起到致關重要的作用。 采用Ar和H2的混合氣體進行幾十秒的在線式等離子清洗,可以去除銅引線框架上的氧化物和有(機)物,能夠達到改善表面性質,提高焊接、封裝和粘結可靠性的目的。
       塑料球柵陣列封裝前的在線式等離子清洗:
       塑料球柵陣列封裝技術又稱BGA,是球形焊點按陣列分布的封裝形式,適用于引腳數越來越多和引線間距越來越小的封裝工藝,被廣泛應用于封裝領域,但是BGA焊接后焊點的質量是BGA封裝器件失效的主要原因。這是因為焊接表面存在顆粒污染 物和有(機)氧化物,導致焊球分層和焊球脫落,嚴重影響BGA封裝的可靠性。 采用Ar和H2的混合氣體進行幾十秒的在線式等離子清洗,可以去除焊接表面的污染物,降(低)焊點失效的概率,提高封裝的可靠性。


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