鋁線鍵合等離子清洗機(jī)工藝應(yīng)用等離子清洗技術(shù)被廣泛應(yīng)用于電子、生物醫(yī)藥、珠寶制作、紡織等眾多行業(yè)，由于各個行業(yè)的特殊性，需要針對行業(yè)需要，采用不同的設(shè)備及工藝。在電子封裝行業(yè)鋁線鍵合中，使用等離子清洗技術(shù)，目的是增強(qiáng)焊線/焊球的焊接質(zhì)量及芯片與環(huán)氧樹脂塑封材料之間的粘結(jié)強(qiáng)度。為了更好地達(dá)到等離子清洗的效果，需要了解設(shè)備的工作原理與構(gòu)造，根據(jù)封裝工藝，設(shè)計可行的等離子清洗料盒及工藝。
等離子清洗的工作原理是通過將注入氣體激發(fā)成等離子體，等離子體由電子、離子、自由基、光子以及其他中性粒子組成。由于等離子體中的電子、離子和自由基等活性粒子存在，其本身容易與固體表面發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)類型可以分為物理反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)，物理反應(yīng)主要是以轟擊的形式使污染物脫離表面，從而被氣體帶走；化學(xué)反應(yīng)是活性粒子與污染物發(fā)生反應(yīng)，生成易揮發(fā)物質(zhì)再被帶走。在實(shí)際使用過程中，通常使用Ar氣來進(jìn)行物理反應(yīng)，使用O2或者H2來進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)原理示意圖如圖1所示。
圖 1 等離子清洗物理 / 化學(xué)反應(yīng)原理示意圖
等離子清洗的效果通常用滴水實(shí)驗來直觀反應(yīng)，如圖2所示，等離子清洗前接觸角約為56°，等離子清洗后表面接觸角約為7°。在電子封裝中，通常使用物理化學(xué)結(jié)合的方式進(jìn)行等離子清洗，以去除在原材料制造、運(yùn)輸、前工序中殘留的有機(jī)污染物及芯片焊盤和引線框架表面形成的氧化物。
圖 2 等離子清洗前后滴水實(shí)驗對比
等離子清洗效果除與等離子清洗設(shè)備的參數(shù)設(shè)置有關(guān)外，也與樣品形狀及樣品的料盒有關(guān)。在料盒選擇方面，一般選用鏤空料盒（如圖3所示），讓盡可能多的等離子氣體進(jìn)入到料盒內(nèi)部，并且不干擾等離子氣體的流動方向與流動速度。一般選用鋁合金材質(zhì)，因為其具有良好的加工特性，同時質(zhì)量輕，便于運(yùn)輸。玻璃和陶瓷材質(zhì)雖然在等離子清洗工藝中使用效果更佳，但在工廠批量生產(chǎn)中不利于運(yùn)輸與操作。
圖三 等離子清洗用鏤空料盒
等離子清洗有利于電子封裝鋁線鍵合的可靠性，能增強(qiáng)焊線工藝的穩(wěn)定性。在使用等離子清洗工藝時，需結(jié)合等離子清洗機(jī)腔體的結(jié)構(gòu)，設(shè)計合適的料盒，合理擺放料盒在腔體內(nèi)的位置。同時，根據(jù)清洗樣品的不同，通過實(shí)驗找到最合適的清洗工藝，達(dá)到最好的清洗效果。鋁線鍵合等離子清洗機(jī)工藝應(yīng)用00224821