隨著芯片制造工藝向微型化、高集成度方向發展,焊盤尺寸持續縮小,對表面潔凈度和鍵合性能的要求愈發嚴苛。傳統濕法清洗存在化學殘留、微裂紋損傷等問題,難以滿足先進封裝需求。等離子清洗機技術憑借其非接觸式處理、環保高效等優勢,成為芯片焊盤表面處理的核心方案。
焊盤表面污染物會阻礙焊料潤濕,導致空洞和分層。等離子清洗可顯著降低接觸角,例如:未經處理的焊盤接觸角為64°,經氧氣等離子清洗后降至15°,表明表面能大幅提升,有利于焊料均勻鋪展。
焊盤表面活化后,金屬原子擴散速率加快,形成更強的冶金結合。實驗表明,經過等離子清洗的銅引線框架鍵合拉力強度從25g提升至32g,增幅達28%,且拉力均勻性提高30%以上。
等離子清洗可穿透微米級孔洞,清除焊盤邊緣的氟污染和金屬鹽,降低后續電鍍或焊料沉積的缺陷率。例如,在晶圓凸點(Bumping)工藝中,等離子清洗可使凸點塌陷率降低40%。
Ar:物理轟擊為主,適用于去除無機污染物,但可能引入過量腐蝕。
O?:化學氧化作用強,可快速去除有機物,但需控制清洗時間以避免表面氧化。
H?:還原金屬氧化物,適用于銅、錫等焊盤表面處理。
射頻功率增加可提升等離子體能量,但過高的功率會導致表面溫度升高,引發材料損傷。
清洗時間需與功率匹配,例如在13.56MHz射頻頻率下,清洗時間通常控制在30-120秒。
氣體流量影響等離子體密度和均勻性。例如,在Ar/H?混合氣體(比例1:4)中,總流量需根據腔體體積調整,以確保等離子體覆蓋整個焊盤表面。
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