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等離子清洗如何提高IC封裝器件長期使用的可靠性的呢?

       IC封裝器件長期使用的可靠性主要因素取決于芯片的互連技術, 通過檢(測)分析, 器件的失效約25%是由芯片互連較差導致的。芯片互連引起的失效主要表現為引線虛焊、分層、壓焊過重導致的引線變形及損傷、焊點間距過小而易于短路等, 這些失效形式都與材料表面的污染物有關, 主要包括微顆粒、氧化薄層及有(機)殘留等污染物。在線式等離子清洗技術為人們提供了一條環保有效的解決途徑, 已變成高自動化的封裝工藝過程中不可缺少的關鍵設備和工藝。

等離子清洗

       IC封裝形式千差萬別,且不斷發展變化,但其生產過程大致可分為晶圓切割、芯片置放裝架內引線鍵合、密封固化等十幾個階段,只有封裝達到要求的才能投人實際應用,成為終端產品。封裝質量的好壞將直接影響到電子產品成本及性能,在IC封裝中,有約1/4器件失效與材料表面的污染物有關,如何解決封裝過程中存在的微顆粒、氧化層等污染物,提高封裝質量變得尤為重要。IC封裝中存在的問題主要包括焊接分層、虛焊或打線強度不夠,導致這些問題的罪魁禍首就是引線框架及芯片表面存在的污染物,主要有微顆粒污染、氧化層、有(機)物殘留等,這些存在的污染物使銅引線在芯片和框架基板間的打線焊接不完(全)或存在虛焊。
       第壹個環節是芯片和基板進行粘接前需要用等離子清洗。
       芯片基材粘接
       芯片和基板都是高分子材料,材料表面通常呈現為疏水性和惰性特征,其表面粘接性能較差,粘接過程中界面容易產生空隙,給密封封裝后的芯片帶來很大的隱患,對芯片與封裝基板的表面進行等離子處理能有效增加其表面活性,極大的改善粘接環氧樹脂在其表面的流動性,提高芯片和封裝基板的粘結浸潤性,減少芯片與基板的分層,改善熱傳導能力,提高IC封裝的可靠性、穩定性,增加產品的壽命。
       第二個環節是引線框架的處理
       芯片引線框架
       微電子封裝領域采用引線框架的塑封形式,仍占到80%以上,其主要采用導熱性、導電性、加工性能良好的銅合金材料作為引線框架,銅的氧化物與其它一些有(機)污染物會造成密封模塑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,確保引線框架的超潔凈是保證封裝可靠性與良率的關鍵,經等離子處理可達到引線框架表面超凈化和活(化)的(效)果,成品良率比傳統的濕法清洗會極大的提高,并且免除了廢水排放,降(低)化學藥水采購成本。
       第三個環節是優化引線鍵合(打線)
       芯片引線鍵合
       集成電路引線鍵合的質量對微電子器件的可靠性有決定性影響,鍵合區必須無污染物并具有良好的鍵合特性。污染物的存在,如氧化物、有(機)殘渣等都會嚴重削弱引線鍵合的拉力值。傳統的濕法清洗對鍵合區的污染物去除不徹底或者不能去除,而采用等離子清洗能有效去除鍵合區的表面沾污并使其表面活(化),能明(顯)提高引線的鍵合拉力,極大的提高封裝器件的可靠性。
集成電路或IC芯片是當今電子產品的復雜基石。現代IC芯片包括印刷在晶片上的集成電路,并且附接到“封裝”,該“封裝”包含到印刷電路板的電連接,IC芯片焊接在印刷電路板上。用于IC芯片的封裝還提供遠離晶片的磁頭轉移,并且在某些情況下,提供圍繞晶片本身的引線框架。
       IC芯片制造領域中,等離子處理技術己是一種不可替代的成熟工藝,不論在芯片源離子的注入,還是晶元的鍍膜,亦或是我們的低溫等離子表面處理設備所能達到的:在晶元表面去除氧化膜、有(機)物、去掩膜等超凈化處理及表面活(化)提高晶元表面浸潤性。


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