在保证整体材料性质不变的情况下,等离子清洗机构实现了材料表面几个分子层的物理或化学改性。等离子清洗机在半导体行业的各种应用
点胶前预处理
LED封胶前处理
粘接、引线接合、成型前预处理提高附着性
改善支架电镀效果
半导体/LED制造工艺当中的产品表面上的有机污染物去除
清除粘接工艺后的胶等有机物
去除半导体产品表面氧化膜
1.等离子清洗机对半导体芯片的表面清洗和活性处理
等离子清洗机能去除器件表面的污染物、划痕和氧化层,提高器件的可靠性和维护效率。
在半导体产品生产过程中,各种污染物有可能沉积在表面上。主要的污染物有氟化物、氧化物及各种有机污染物。这些污染物在表面的厚度很薄,只在几个分子级到微米级的厚度等离子体的物理溅射和化学反应能用于去除这些污染物。
采用等离子清洗机的处理技术对芯片进行清洗,可以去除表面及内部污染物,确保后续封装工艺质量。通过等离子体的物理溅射工艺化学反应工艺或混合的物理化学工艺,基板得以清洗而增强芯片粘结能力(Die Attach),焊盘(Bond Pads)得以清洗而改善导线键合能力(Wire Bond ability),界面得以清洗而降低潜在的界面剥离。
另外,氩气/氢气等离子体还能够通过混合的等离子物理化学作用去除镀金焊盘表面的氧化镍。从而提高导线在焊盘表面的键合能力。
2.等离子清洗机的表面活化作用: 经低温等离子体清洗机处理后使物体外表构成羰基、羧基 、羟基三种基团。这些基团具有稳定的亲水作用,对粘接、涂覆有积极效果。
在半导体领域,等离子体清洗机表面活化工艺被应用于芯片粘结(DieAttach)的前端处理。由于未处理材料表面普遍的疏水性和惰性,其表面粘结性能通常很差。粘结过程中很容易在界面上产生空隙。活化后的表面会改善环氧树脂等高分子材料在表面的流动性能,提供良好的接触表面。为芯片粘结提供良好的条件,进而减少空隙形成的可能和改善热传导能力。
3.表面刻蚀(Etching)
等离子清洗机的的另一个主要应用是表面刻蚀。等离子体产生的离子和自由基等活性粒子会选择性地与表面分子反应而产生易挥发产物,导致表面被刻蚀和清洗。等离子清洗机表面刻蚀工艺可以通过等离子气源、等离子产生条件优化.在其它材料存在的隋况下,使某些材料被选择性地刻蚀。
等离子清洗机表面刻蚀技术中常用的气体是四氟化碳(CF4)。四氟化碳和氧气混合的等离子体产生大量的化学活性很强的氧自由基、氟自由基和氟氧自由基。这些自由基能够断裂许多材料中的c一C键。气固相反应所产生的易挥发副产物被真空泵系统排出。另一种常用于等离子体刻蚀的气体是六氟化硫(SF6)。
等离子刻蚀机器半导体封装领域应用包括光胶去除、薄膜去除、有机复合物去除,以及二氧化硅(SiO)、氮化硅(Si3N4)、砷化镓(GaAs)刻蚀等等。在光电子元件制造领域,等离子体刻蚀机被用于去除光导纤维外面的有机保护层。
4、表面交联(Crosslinking)
等离子体诱导的表面交联指的是等离子气体诸如氩气和氦气等离子体从表面去除一些原子和产生一些表面自由基。这些等离子体产生的表面自由基并不稳定,会相互结合形成化学键,从而形成交叉链接表面。
氩气等离子体能够有效地溅射出材料表面的部分原子,使表面在纳米级上更加”粗糙”,增加了表面面积。另一方面,氩气等离子清洗机处理后的表面产生大量的自由基,这种未饱和的自由基非常活泼,具有与其它分子形成化学键的能力。因此,等离子体诱导的表面交叉链接能够改善表面的粘结能力,改善金属与有机聚合物的粘结力。


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