專注等離子體表面處理設(shè)備
質(zhì)量為根本
市場為導(dǎo)向
人才為核心
Plasma Clean (電漿清洗Before WB)
在密閉真空中充入少量Ar、H2、O2中的一種或幾種氣體,利用RF power在平形板電極形成電場使電子來回震蕩,電子激發(fā)并電離氣體產(chǎn)生電漿,撞擊基板和芯片表面,與污染物產(chǎn)生物理或化學(xué)反應(yīng),利用氣體流通將污染物去除。電漿清洗使表面微結(jié)構(gòu)產(chǎn)生官能基或達(dá)到一定的粗糙度,增加不同材料之間的結(jié)合力,增加焊點的可靠性以及基板與塑封材料之間的結(jié)合力,從而提高產(chǎn)品的可靠度、增加使用壽命。
Plasma Clean示意圖
電漿清洗主要分以下幾種
1. Argon Plasma
純物理作用、物理撞擊可將表面高分子的鍵結(jié)打斷,形成微結(jié)構(gòu)粗糙面。
2. Oxygen Plasma
具有化學(xué)作用,可以氧化燃燒高分子聚合物,或者形成雙鍵結(jié)構(gòu)的官能子,可表面改性。
3. Hydrogen Plasma
具有還原性作用的氣體,可以還原被氧化的金屬表面層。
4. Mix Gas Plasma
組合上述氣體種類,可達(dá)到特殊官能基的形成。Ar & H2混合氣,借由物理撞擊對表面的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生活化作用,并形成粗糙面增加結(jié)合力。Wire Bond工序前,采用此種清洗方式,可以增加焊點的結(jié)合力。O2& H2混合氣,對金屬面形成OH-基,Molding 工序前,采用此種清洗,可以增加與 Compound間的結(jié)合力。
電漿清洗三種原理
Plasma Clean (電漿清洗Before WB)
WB是封裝工藝中最為關(guān)鍵的一步,主要目的是利用金線(Au)、鋁線(Al)或銅線(Cu),把芯片上的Pad和基板上Finger通過焊接的方法連接起來。焊接方式有熱壓焊、超聲鍵合和熱超聲焊等,這里主要介紹熱超聲焊。
熱超聲焊的主要材料為金線,成分為99.99%的高純度金,線徑一般為0.8mil,1.0mil,1.3mils,1.5mils和2.0mils等。利用超聲振動提供的能量,使金絲在金屬焊區(qū)表面迅速摩擦生熱,產(chǎn)生塑性變形,破壞金屬層界面的氧化層,兩個純凈的金屬界面緊密接觸,在鋼嘴壓力作用下,達(dá)到原子間緊密鍵合,形成牢固的焊接。
熱超聲焊
球焊的主要過程如下圖:
1) 打火桿在瓷嘴前打火,將金線燒熔成球;
2) 第一焊點:金球在鋼嘴施加的一定壓力和超聲的作用下,與芯片pad連接,形成焊球(Bond Ball);
3) 第一焊點完成后,夾持金線的夾子松開,鋼嘴牽引金線上升,并按程序設(shè)定的軌跡運動,從而形成一定的線型(Wire Loop)。
4) 第二焊點:鋼嘴運動到基板Finger上方,在超聲作用下,下壓到在基板的Finger上,形成魚尾(Wedge)形的連接;
5) 第二焊點完成后,鋼嘴向上運動,拉出一定長度的金線(為下一步燒球做準(zhǔn)備),夾子閉合,金線與Finger的連接被切斷。
6) 回到第1),進(jìn)入下一焊接循環(huán)。
WB四要素:壓力(Force)、超聲功率(USG Power)、時間(Time)、溫度(Temperature)。
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