随着集成电路技术的不断发展,电子产品越来越向小型化、智能化、高性能、高可靠性方向发展,在集成电路芯片尺寸逐步缩小,集成度不断提高的情况下,电子工业对集成电路封装技术提出了越来越高的要求。芯片键合区及框架键合区的质量对集成电路器件的可靠性起着非常重要的作用。封装作为器件和电子系统之间的唯一连接,键合区必须无污染物且具有良好的键合特性。若键合区存在污染物会严重削弱键合区的粘接性能,容易造成金丝焊接不上键合区;即使焊接上,也会造成电路日后满负荷运行时键合金球与芯片键合区分层脱落,导致器件功能失效。目前,造成键合区域污染的物质主要是氧化物和有机残渣,这些污染物主要包括前道FAB工厂制造晶圆时残留的氧化物和氟化物、芯片及框架长时间暴露在空气中所造成的表面氧化物、装片时环氧树脂胶体的污染以及胶体固化时环氧树脂挥发出的有机残渣。

在电子元件组装过程中,金焊盘易受到污染,金丝键合可靠性保证困难。其中,金丝键合的可靠性显得尤为重要,在组件的单一模块中存在大量引线键合互联点,偶发的一个互联点失效即会影响产品功能的实现在点胶贴片工序完成后,溢出的助焊剂更无法用传统的清洗方式进行清理,因为裸芯片表面及其脆弱,无法承受用超声和毛刷带来的损伤,这为后续的金丝键合带来了极大的隐患。残留的助焊剂造成芯片表面焊盘变色严重,金丝键合困难。金丝键合失效的原因是助焊剂的残留和溢出改变了微带板中间传输线和芯片焊片表面的可键合状态,导致了键合强度降低甚至无法键合。键合失效的主要原因为助焊剂的残留和溢出改变了微带板中间传输线和芯片焊片表面的可键合状态,导致了键合强度降低甚至无法键合。

助焊剂通常是以松香为主要成分的混合物,是保证焊接过程顺利进行的辅助材料。焊接是电子装配中的主要工艺过程,助焊剂是焊接时使用的辅料,助焊剂的主要作用是清除焊料和被焊母材表面的氧化物,使金属表面达到必要的清洁度,防止焊接时表面的再次氧化,降低焊料表面张力,提高焊接性能,助焊剂性能的优劣,直接影响到电子产品的质量。但是助焊剂或油渍会妨碍电子组件讯号的传输,因此多需进行清洗作业以将助焊剂或油渍溶解并去除。助焊剂一般有水溶性助焊剂及油溶性助焊剂两种,水溶性助焊剂的去除方式多为直接以清水进行冲洗,而油溶性助焊剂则是以溶剂进行冲洗来将其去除。然而现有技术必须利用非常大量的清水或溶剂才能将电子组件表面上的助焊剂或油渍去除,且冲洗用完的清水因已混有助焊剂或油渍,也不能回收再利用,而必须送至废水处理场,如此不仅增加制造成本,更浪费水资源,电路板因毛刷摩擦容易产生静电的原因,不能采用毛刷刷洗的清洗方法。

等离子清洗助焊剂原理

等离子清洗是一种新型清洗技术,该技术为干式清洗,可对金属、塑料、玻璃等材料进行除油、清洗、活化等处理,具有工艺流程短,费用低等特点,并且具有不产生对环境有害物质的优点。同时由于等离子清洗中兼具物理作用与化学作用两方面的清洗效果,使得等离子清洗在污染物去除具有更广泛地适用性。

等离子清洗机通过真空泵抽等离子清洗仓内的空气,使等离子清洗仓内形成真空环境,随着气体愈来愈稀薄,分子间力越来越小,分子间距及分子或离子的自由运动距离也愈来愈长;然后打开气体控制阀,向等离子清洗仓体内充入工艺气体，直至气体充满整个等离子清洗仓:电极通电,气体受电场作用发生碰撞而形成等离子体分解离子,在等离子中产生的离子以足够的能量撞击芯片表面,助焊剂经反应或碰撞形成挥发性物质,然后由真空泵将助焊剂清除出去，从而清洗掉了基板及芯片表面上的剩余助焊剂。

等离子清洗不仅能清除电子组件上的助焊剂及污染物,并且可完全带走微小间隙内残留的助焊剂,也可也改变电子组件上的表面活性,同时还能够改善传输线和金丝焊盘的表面键合状态,从而改善键合粘结力,提高键合工艺的可靠性:同时等离子清洗不使用有害溶剂清洗不会产生有害污染物属于有利于环保的绿色干式清洗方法。