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隨著集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展,電子產(chǎn)品越來越向小型化、智能化、高性能、高可靠性方向發(fā)展,在集成電路芯片尺寸逐步縮小,集成度不斷提高的情況下,電子工業(yè)對集成電路封裝技術(shù)提出了越來越高的要求。芯片鍵合區(qū)及框架鍵合區(qū)的質(zhì)量對集成電路器件的可靠性起著非常重要的作用。封裝作為器件和電子系統(tǒng)之間的唯一連接,鍵合區(qū)必須無污染物且具有良好的鍵合特性。若鍵合區(qū)存在污染物會嚴(yán)重削弱鍵合區(qū)的粘接性能,容易造成金絲焊接不上鍵合區(qū);即使焊接上,也會造成電路日后滿負(fù)荷運行時鍵合金球與芯片鍵合區(qū)分層脫落,導(dǎo)致器件功能失效。目前,造成鍵合區(qū)域污染的物質(zhì)主要是氧化物和有機殘渣,這些污染物主要包括前道FAB工廠制造晶圓時殘留的氧化物和氟化物、芯片及框架長時間暴露在空氣中所造成的表面氧化物、裝片時環(huán)氧樹脂膠體的污染以及膠體固化時環(huán)氧樹脂揮發(fā)出的有機殘渣。

在電子元件組裝過程中,金焊盤易受到污染,金絲鍵合可靠性保證困難。其中,金絲鍵合的可靠性顯得尤為重要,在組件的單一模塊中存在大量引線鍵合互聯(lián)點,偶發(fā)的一個互聯(lián)點失效即會影響產(chǎn)品功能的實現(xiàn)在點膠貼片工序完成后,溢出的助焊劑更無法用傳統(tǒng)的清洗方式進行清理,因為裸芯片表面及其脆弱,無法承受用超聲和毛刷帶來的損傷,這為后續(xù)的金絲鍵合帶來了極大的隱患。殘留的助焊劑造成芯片表面焊盤變色嚴(yán)重,金絲鍵合困難。金絲鍵合失效的原因是助焊劑的殘留和溢出改變了微帶板中間傳輸線和芯片焊片表面的可鍵合狀態(tài),導(dǎo)致了鍵合強度降低甚至無法鍵合。鍵合失效的主要原因為助焊劑的殘留和溢出改變了微帶板中間傳輸線和芯片焊片表面的可鍵合狀態(tài),導(dǎo)致了鍵合強度降低甚至無法鍵合。

助焊劑通常是以松香為主要成分的混合物,是保證焊接過程順利進行的輔助材料。焊接是電子裝配中的主要工藝過程,助焊劑是焊接時使用的輔料,助焊劑的主要作用是清除焊料和被焊母材表面的氧化物,使金屬表面達(dá)到必要的清潔度,防止焊接時表面的再次氧化,降低焊料表面張力,提高焊接性能,助焊劑性能的優(yōu)劣,直接影響到電子產(chǎn)品的質(zhì)量。但是助焊劑或油漬會妨礙電子組件訊號的傳輸,因此多需進行清洗作業(yè)以將助焊劑或油漬溶解并去除。助焊劑一般有水溶性助焊劑及油溶性助焊劑兩種,水溶性助焊劑的去除方式多為直接以清水進行沖洗,而油溶性助焊劑則是以溶劑進行沖洗來將其去除。然而現(xiàn)有技術(shù)必須利用非常大量的清水或溶劑才能將電子組件表面上的助焊劑或油漬去除,且沖洗用完的清水因已混有助焊劑或油漬,也不能回收再利用,而必須送至廢水處理場,如此不僅增加制造成本,更浪費水資源,電路板因毛刷摩擦容易產(chǎn)生靜電的原因,不能采用毛刷刷洗的清洗方法。

等離子清洗助焊劑原理

等離子清洗是一種新型清洗技術(shù),該技術(shù)為干式清洗,可對金屬、塑料、玻璃等材料進行除油、清洗、活化等處理,具有工藝流程短,費用低等特點,并且具有不產(chǎn)生對環(huán)境有害物質(zhì)的優(yōu)點。同時由于等離子清洗中兼具物理作用與化學(xué)作用兩方面的清洗效果,使得等離子清洗在污染物去除具有更廣泛地適用性。

等離子清洗機通過真空泵抽等離子清洗倉內(nèi)的空氣,使等離子清洗倉內(nèi)形成真空環(huán)境,隨著氣體愈來愈稀薄,分子間力越來越小,分子間距及分子或離子的自由運動距離也愈來愈長;然后打開氣體控制閥,向等離子清洗倉體內(nèi)充入工藝氣體，直至氣體充滿整個等離子清洗倉:電極通電,氣體受電場作用發(fā)生碰撞而形成等離子體分解離子,在等離子中產(chǎn)生的離子以足夠的能量撞擊芯片表面,助焊劑經(jīng)反應(yīng)或碰撞形成揮發(fā)性物質(zhì),然后由真空泵將助焊劑清除出去，從而清洗掉了基板及芯片表面上的剩余助焊劑。

等離子清洗不僅能清除電子組件上的助焊劑及污染物,并且可完全帶走微小間隙內(nèi)殘留的助焊劑,也可也改變電子組件上的表面活性,同時還能夠改善傳輸線和金絲焊盤的表面鍵合狀態(tài),從而改善鍵合粘結(jié)力,提高鍵合工藝的可靠性:同時等離子清洗不使用有害溶劑清洗不會產(chǎn)生有害污染物屬于有利于環(huán)保的綠色干式清洗方法。