微波等離子清洗技術(shù)及其應(yīng)用介紹

文章出處：等離子清洗機(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2022-06-01

微波等離子清洗技術(shù)具有優(yōu)越的環(huán)境特性和去污能力，但傳統(tǒng)產(chǎn)生等離子體的不足限制了等離子清洗技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用，使用微波產(chǎn)生等離子可以避免清洗中產(chǎn)生的靜電損傷，從而為擴(kuò)展等離子技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用提供可能。

微波等離子體

常見的產(chǎn)生等離子的方式分為三種:(1)大氣等離子體;(2)射頻等離子體;(3)微波等離子體。這是根據(jù)產(chǎn)生等離子體的發(fā)生頻率來分，大氣等離子體為40kHz，射頻等離子體為13．56MHz，微波等離子體為2．45GHz。微波等離子是由工作頻率為2.45GHz的微波激發(fā)工藝氣體放電,在正負(fù)極磁場作用下的諧振腔體內(nèi)產(chǎn)生等離子體，該諧振腔體位于反應(yīng)倉體旁邊，磁控管連接微波發(fā)生器，因?yàn)檎麄€放電過程不需要正負(fù)電極，所以產(chǎn)生自偏壓極小，從根本上避免了靜電放電損傷。

微波等離子產(chǎn)生原理

微波頻率相對于其他頻率有兩個決定性優(yōu)勢，其一是離子濃度最高,在微波等離子里的反應(yīng)微粒數(shù)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在RF等離子里的反應(yīng)等離子數(shù)量，這會使反應(yīng)速度更快，反應(yīng)時間更短。其二，等離子的一個自然特性是可以在直接暴露于等離子的基材上生成一種自偏壓。這種自偏壓要取決于等離子的激勵頻率,比如頻率為2.45GHz的微波一般僅要求5-15伏,而在同樣的情況下,RF等離子自偏壓卻要求100伏。因此,基材將要承受高能量離子沖擊帶來的損害,特別是半導(dǎo)體。實(shí)驗(yàn)已證明,在對晶片生產(chǎn)感光性樹脂帶處理過程中,使用微波等離子沒有對腔體及腔門造成氧化損害。

下面介紹微波等離子清洗技術(shù)的兩個常見應(yīng)用場合

微波等離子清洗技術(shù)在IC封裝中的應(yīng)用

微波等離子清洗在IC封裝中通常在下面的幾個環(huán)節(jié)引入:在芯片粘合與引線鍵合前,以及在芯片封裝前。

①用環(huán)氧樹脂導(dǎo)電膠粘片前如果用等離子體對載體正面進(jìn)行清洗，可以提高環(huán)氧樹脂的粘附性，去除氧化物以利于焊料回流，改善芯片與載體的連接，減少剝離現(xiàn)象，提高熱耗散性能。用合金焊料將芯片往載體上進(jìn)行共晶燒結(jié)時,如果由于載體上有污染或表面陳舊而影響焊料回流和燒結(jié)質(zhì)量,在燒結(jié)前用等離子清洗載體,對保證燒結(jié)質(zhì)量也是有效的。②在進(jìn)行引線鍵合前用等離子清潔焊盤及基材，會顯著提高鍵合強(qiáng)度和鍵合線拉力的均勻性。對鍵合點(diǎn)的清潔意味著清除纖薄的污染表層。

③IC在進(jìn)行塑封時要求塑封材料與芯片、載體、金屬鍵合腳等各種不同材料有較好的粘附性，如果有沾污或表面活性差，就會導(dǎo)致塑封表面層剝離。如果用等離子清洗后再封裝可以有效地提高表面活性，改善粘附性，提高封裝的可靠性。

微波等離子體在LCD行業(yè)中的具體應(yīng)用

等離子清洗技術(shù)實(shí)際是高精度的干法清洗設(shè)備，它的清洗范圍為納米級別的有機(jī)和無機(jī)污染物。LCD行業(yè)中的ITO玻璃在運(yùn)送和濕法清洗后，表面殘留的有機(jī)溶液和無機(jī)顆粒，成為影響IC貼合到ITO玻璃上的主要因素。

在等離子清洗應(yīng)用中，主要是利用低壓氣體輝光等離子體。一些非聚合性無機(jī)氣體(Ar、N2、H2、O2等)在高頻低壓下被激發(fā)，產(chǎn)生含有離子、激發(fā)態(tài)分子，自由基等多種活性粒子。一般在等離子清洗中，可把活化氣體分為兩類，一類為惰性氣體的等離子體(如Ar、N2等);另一類為反應(yīng)性氣體的等離子體(如O2、H2等)。這些活性粒子能與表面材料發(fā)生反應(yīng)，其反應(yīng)過程如下:電離———氣體分子———激發(fā)———激發(fā)態(tài)分子———清洗———活化表面。等離子產(chǎn)生的原理如下:給一組電極施加射頻電壓(頻率約為幾十兆赫茲)，電極之間形成高頻交變電場，區(qū)域內(nèi)氣體在交變電場的激蕩下，產(chǎn)生等離子體。活性等離子對被清洗物進(jìn)行表面物理轟擊與化學(xué)反應(yīng)雙重作用，使被清洗物表面物質(zhì)變成粒子和氣態(tài)物質(zhì)，經(jīng)過抽真空排出，而達(dá)到清洗目的。

微波等離子清洗技術(shù)在諸多領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，成為許多精密制造行業(yè)的必備設(shè)備。由于半導(dǎo)體和光電材料在未來的快速成長，此方面應(yīng)用需求將越來越大。