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Plasma Clean (电浆清洗Before WB)0 f) R' d' h6 d( c. e8 Y
在密闭真空中充入少量Ar、H2、O2中的一种或几种气体，利用RF power在平形板电极形成电场使电子来回震荡，电子激发并电离气体产生电浆，撞击基板和芯片表面，与污染物产生物理或化学反应，利用气体流通将污染物去除。电浆清洗使表面微结构产生官能基或达到一定的粗糙度，增加不同材料之间的结合力，增加焊点的可靠性以及基板与塑封材料之间的结合力，从而提高产品的可靠度、增加使用寿命。! N5 I" f. Q$ e4 w, \
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Plasma Clean示意图
电浆清洗主要分以下几种
& Z9 Z! j$ s1 F1. Argon Plasma
! b; |! B, ^" p+ C 纯物理作用、物理撞击可将表面高分子的键结打断，形成微结构粗糙面。
9 z$ @/ \2 [2 [. @) b; K5 Y5 A2. Oxygen Plasma
- W; H2 D. @9 M* N: @ 具有化学作用，可以氧化燃烧高分子聚合物，或者形成双键结构的官能子，可表面改性。
/ ^, o. M+ e2 H5 K7 b( q3. Hydrogen Plasma
5 [5 Q! K: I: m- f5 n3 s5 } 具有还原性作用的气体，可以还原被氧化的金属表面层。6 \, M A x0 J) w& P6 e
4. Mix Gas Plasma
8 a) H' v. ]* h+ Q- g) ~" {8 [ 组合上述气体种类，可达到特殊官能基的形成。Ar & H2混合气，借由物理撞击对表面的结构产生活化作用，并形成粗糙面增加结合力。Wire Bond工序前，采用此种清洗方式，可以增加焊点的结合力。O2& H2混合气，对金属面形成OH-基，Molding 工序前，采用此种清洗，可以增加与 Compound间的结合力。
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[/url][url=]电浆清洗三种原理[/url]
[url=]0 ~+ \9 v( D5 U8 A2 i5 P* T) t
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Plasma Clean (电浆清洗Before WB)
( s% M" W5 H" B! T- rWB是封装工艺中最为关键的一步，主要目的是利用金线(Au)、铝线(Al)或铜线(Cu)，把芯片上的Pad和基板上Finger通过焊接的方法连接起来。焊接方式有热压焊、超声键合和热超声焊等，这里主要介绍热超声焊。, |+ l! r$ Q4 ]8 g' n$ h4 B
热超声焊的主要材料为金线，成分为99.99%的高纯度金，线径一般为0.8mil，1.0mil，1.3mils，1.5mils和2.0mils等。利用超声振动提供的能量，使金丝在金属焊区表面迅速摩擦生热，产生塑性变形，破坏金属层界面的氧化层，两个纯净的金属界面紧密接触，在钢嘴压力作用下，达到原子间紧密键合，形成牢固的焊接。$ y3 A! X" D- {: g4 P
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热超声焊
球焊的主要过程如下图:% |( L, P7 M) j3 K, o/ g
1) 打火杆在瓷嘴前打火，将金线烧熔成球；
6 }% `# l! _1 @% V& v2) 第一焊点：金球在钢嘴施加的一定压力和超声的作用下，与芯片pad连接，形成焊球(Bond Ball)；
1 s3 F8 q2 L; j1 ^3) 第一焊点完成后，夹持金线的夹子松开，钢嘴牵引金线上升，并按程序设定的轨迹运动，从而形成一定的线型（Wire Loop）。7 _. ^6 G) T/ ^/ k
4) 第二焊点：钢嘴运动到基板Finger上方，在超声作用下，下压到在基板的Finger上，形成鱼尾(Wedge)形的连接；
4 x2 F5 w1 A I3 [5) 第二焊点完成后，钢嘴向上运动，拉出一定长度的金线(为下一步烧球做准备)，夹子闭合，金线与Finger的连接被切断。/ z# O9 X; [- Y( p% V5 }: l7 A+ Q
6) 回到第1)，进入下一焊接循环。
D+ c+ i" I7 O& GWB四要素：压力（Force）、超声功率（USG Power）、时间（Time）、温度（Temperature）。9 Z N$ b% d$ a& | _$ Q x
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" \: z ^/ w( P8 m9 A[url=]金丝球焊过程示意图及焊接[/url]后的基板和芯片、金丝及第一、第二焊点图+ B3 H T: S' f, }; `
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下一节我们会继续SiP的工艺流程Molding（注塑），敬请关注。
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发表于 2019-9-27 15:51
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