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昆山国华等离子清洗设备半导体封装的基本原理是什么?

发布时间:2019-08-22 点击次数:270

半导体封装是指将通过测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程。半导体封装过程为:来自晶圆前道工艺的晶圆通过划片工艺后被切割为小的晶片(Die),然后将切割好的晶片用胶水贴装到相应的基板(引线框架)架的小岛上,再利用超细的金属(金锡铜铝)导线或者导电性树脂将晶片的接合焊盘(Bond Pad)连接到基板的相应引脚(Lead),并构成所要求的电路;然后再对独立的晶片用塑料外壳加以封装保护,塑封之后还要进行一系列操作,半导体封装完成后进行成品测试,通常经过入检Incoming、测试Test和包装Packing等工序,最后入库出货。


半导体封装行业广泛应用的物理、化学清洗方法大致可分成湿式清洗和干式清洗两类,特别是干式清洗发展非常快,其中等离子体清洗优势明显,有助于提高晶粒与焊盘导电胶的粘附性能、焊膏浸润性能、金属线键合强度、塑封料和金属外壳包覆的可靠性等,在半导体器件、微机电系统、光电元器件等封装领域中推广应用的市场前景广阔。



半导体器件生产过程中,受材料、工艺以及环境的影响,晶圆芯片表面会存在肉眼看不到的各种微粒、有机物、氧化物及残留的磨料颗粒等沾污杂质,而等离子清洗是最适合的工艺方法。


在不破坏晶圆芯片及其他所用材料的表面特性、热学特性和电学特性的前提下,清洗去除晶圆芯片表面的有害沾污杂质物,对半导体器件功能性、可靠性、集成度等显得尤为重要;否则,它们将对半导体器件的性能造成致命缺陷和影响,极大地降低产品良率,并将制约半导体器件的进一步发展。


等离子清洗的基本技术原理(1-3)

1、在密闭的真空腔体中,通过真空泵不断抽气,使得压力值逐渐变小,真空度不断提高,分子间的间距被拉大,分子间作用力越来越小,利用等离子发生器产生的高压交变电场将Ar、H2、N2、O2、CF4等工艺气体激发、震荡形成具有高反应活性或高能量的等离子体,进而与有机污染物及微颗粒污染物反应或碰撞形成挥发性物质,最终由工作气体流及真空泵将这些挥发性物质清除出去,从而达到表面清洁、活化、刻蚀等目的。


2、等离子清洗并不会破坏被处理的半导体封装材料或者产品的固有特性,发生改变的仅仅是表面纳米级的厚度,被清洗的半导体封装材料或产品表面污染物被去除,分子键打开后极其微小的结构变化,形成一定的粗糙度或者是在表面产生亲水性的官能基,使得金属焊接的可靠性增强、不同材料之间的结合力提高等,从而提高产品的信赖度、稳定性,延长产品的使用寿命。


3、半导体封装等离子清洗根据其反应类型可分为以下三种:

a.物理反应的清洗:利用Ar等惰性气体轻易不与其他物质发生反应,离子质量比较重,对材料表面进行物理轰击,清除污染物或将高分子的键结打断,形成微结构粗糙面。

b.化学反应的清洗:利用H2、O2等活跃性气体的特性,使之发生还原反应或形成多键结构的活性官能团,进行表面改性,提高亲水性等。

c.物理化学反应的清洗:根据需要通入不同组合的工艺气体,例如Ar、H2混合气,其效果既有良好的选择性、清洗性、均匀性,又有较好的方向性。

以上就是昆山国华等离子清洗设备半导体封装的基本原理,若想了解更多等离子行业资讯,请关注公司官网更新!




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