plasma等離子清洗機(jī)應(yīng)用場景介紹

文章出處：等離子清洗機(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2023-05-29

plasma等離子清洗機(jī)應(yīng)用始于20世紀(jì)初。隨著集成電路產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，plasma等離子清洗機(jī)的應(yīng)用范圍也越來越廣泛，并在很多高尖端技術(shù)領(lǐng)域逐漸起到了關(guān)鍵作用。如今，等離子體清洗技術(shù)已在半導(dǎo)體與光電、機(jī)械、汽車、航空航天、高分子材料及環(huán)境治理等多個工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域普遍應(yīng)用。近年來，plasma等離子清洗機(jī)也應(yīng)用于集成電路封裝、多層陶瓷產(chǎn)品、ABS塑料、玻璃產(chǎn)品脫脂、超高頻管生產(chǎn)、汽車點火裝置框架清洗及發(fā)動機(jī)油封粘接等方面。

plasma等離子清洗機(jī)應(yīng)用場景示意圖-NAENPLASMA

plasma等離了清洗機(jī)廣泛應(yīng)用在科學(xué)研究、工業(yè)生產(chǎn)和生活中，其對等離了體技術(shù)的具體要求也越來越高。需根據(jù)不同等離了體的特性加以利用。通常熱等離了體是指電了和離了溫度相近或相同，在2000—50000K左右，且射頻激發(fā)氣壓在大氣壓強(qiáng)之上，涵蓋材料處理技術(shù)中的高氣壓條件下電弧放電產(chǎn)生等離予體，被廣泛應(yīng)用于需要高溫處理的場合中，如難熔金屬冶金或切割等的等離了體弧或炬等。冷等離子體中的離子溫度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于電子溫度，多數(shù)與室溫相當(dāng)，常稱作低溫冷等離子體。低溫冷等離子體中電子溫度較高而離子溫度較低，非常有益于化學(xué)反應(yīng)，在化學(xué)工藝過程中起到關(guān)鍵作用。在半導(dǎo)體芯片封裝測試中的低溫等離子體表面處理，晶圓生產(chǎn)中刻蝕、化學(xué)氣相沉積等，光伏電池與液晶面板的生產(chǎn)加工，在材料的表面處理，如薄膜材料的表面冶金、改性以及微顆粒物產(chǎn)生等方面。另外，在研發(fā)聚合物膜、金剛石膜和納米制程材料等方面也可以用到低溫等離子體技術(shù)。其次，在光學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用也可用到等離子體發(fā)光特性生產(chǎn)氣體放電管、日光燈和等離子體顯示器等產(chǎn)品。

plasma等離子清洗機(jī)應(yīng)用場景如下：

(一) 金屬表面除油污與清潔
在進(jìn)行濺射刻蝕、油漆涂覆、粘合、鍵合和物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積工藝進(jìn)行前，需用plasma等離子清洗機(jī)清洗金屬表面的油脂、油污等有機(jī)物和氧化物，使產(chǎn)品表面完全潔凈和無氧化層。
(1) 灰化產(chǎn)品表面有機(jī)物表層
——真空和瞬時高溫條件下，局部污染物氣化蒸發(fā)；
——高能量離子撞擊產(chǎn)品表面污染物，形成小分子揮發(fā)性氣體并隨真空泵抽真空排出；
——紫外輻射破壞待清洗產(chǎn)品表面的污染物；
等離了體適合處理比較薄的產(chǎn)品，不適合處理污染層太厚的產(chǎn)品表面。
(2) 去除產(chǎn)品表面氧化物
需采用氫氣或者氬、氫的混合氣體，必要時也可以采用兩步處理工藝，先利用氧氣氧化產(chǎn)品表面，然后用氫氣和氬氣的混合氣體去除氧化物表面，適當(dāng)情況F，也可以同時用幾種氣體進(jìn)行清洗。

(二) 等離子體清洗印制電路板(PCB)：
目前，plasma等離子清洗機(jī)用于PCB領(lǐng)域主要有孔內(nèi)去鉆污，薄膜表面處理(清洗、粗化)，微小孔刻蝕等。通孔去鉆污清洗技術(shù)主要應(yīng)用于某些特殊材料的鍍通孔去鉆污，如聚酰亞胺或聚四氟乙烯。與傳統(tǒng)化學(xué)藥水去鉆污技術(shù)相比，采用等離子體去除孔壁鉆污技術(shù)可處理高難度孔，同時無廢水排放和環(huán)境污染。而等離子體應(yīng)用于PCB電路板表面清洗，可有效去除材料表面的環(huán)氧樹脂和其它殘留物和污染物等，尤其適用于不適宜采用機(jī)械磨刷清洗法的高密度精細(xì)印制線路板，能有效提高板材表面的清潔度、濕潤性和粘附力；對于混合介質(zhì)多層板在層壓前增加等離子清洗工序，可有效清除銅表面和導(dǎo)體間的抗蝕劑或有機(jī)污染物，微粗化產(chǎn)品表面從而改變內(nèi)層表面形態(tài)和潤濕性，增強(qiáng)多層板之間的粘合性能；對于涂覆助焊劑之前的外層表面進(jìn)行等離子清洗，可有效清除有機(jī)污染物與粗化其表面阻焊膜，提高助焊劑的粘性，增強(qiáng)后續(xù)印刷的標(biāo)識文字的附著性能

(三) 等離子清洗基板焊盤：在微電子封裝中，主要有引線鍵合工藝，倒裝工藝(Flipchip)，以及近些年來發(fā)展的硅通孔工藝(TSV)，引線鍵合仍是基板和芯片之問的互聯(lián)互通的主要方式。焊線質(zhì)量、焊線設(shè)備參數(shù)(超聲能量、時問、壓力和溫度)以及基板上焊盤的表面特性都會對焊線效果產(chǎn)生重要的影響?；搴副P上的污染物(如氧化物和碳?xì)浠衔?會明顯降低引線鍵合的良率，彌散于空間巾的污染物含量達(dá)到1g/m³便會對引線鍵合強(qiáng)度造成極大影響，故在引線鍵合前進(jìn)行焊盤表面和芯片表面清洗是十分重要的。

采用plasma等離子清洗機(jī)對焊盤進(jìn)行表面清洗后，進(jìn)行球焊推力測試和引線拉力測試來間接評價等離子體清洗的效果，也可以通過水滴角測試儀測量水滴角來間接反映清洗效果，便于多角度評估。

(四) 引線鍵合：粘片工序以及前工序的有機(jī)物或其它殘留污染物常常會影響引線鍵合質(zhì)量，可利用等離子清洗技術(shù)進(jìn)行選擇性去除等離子清洗材料表面氧化層，提升引線鍵合良品率。

(五) BGA封裝工藝：在BGA封裝工藝中，需嚴(yán)格確保芯片與基板表面清潔度，在一個非常潔凈的表面，錫焊球與基板的粘接一致性和可靠性才可以得到保障。使用等離子體清洗技術(shù)可保證不留痕跡，目前生產(chǎn)線已使用腔體式或在線式清洗設(shè)備清洗產(chǎn)品。

(六) 混裝電路：混裝電路常出現(xiàn)的質(zhì)量問題是引線與焊盤表面發(fā)生虛焊，究其原因是基板或者焊盤表面存有助焊劑、光刻膠及其它一些殘留物等。采用氬氣等離子體清洗可以有效去除以上污染物，進(jìn)而解決虛焊問題。

(七) 液晶顯示屏生產(chǎn)中的清洗：在液晶屏等離子清洗過程中使用的是活潑氣體氧氣，它能清除液晶顯示面板表面的油污和固態(tài)污染顆粒物，使用氧等離子體可將有機(jī)污染物氧化，最終反應(yīng)生成水和二氧化碳等小分子，隨氣體經(jīng)真空泵抽出。同時需要增加除靜電裝置，清洗工藝如下：研磨一吹氣一氧氣等離子體一除靜電。經(jīng)過等離子清洗后，增強(qiáng)了粘貼的良品率，同時也提高了電極端與導(dǎo)電膜間的粘附性。

(八) 去除光致抗蝕劑：在晶圓(Wafer)生產(chǎn)工藝中，使用等離子清洗晶圓表面抗蝕劑（PhotoResistance)，使用氣體分別為不活潑氣體CF4和活潑氣體氧氣兩種，首先進(jìn)行晶圓等離子刻蝕工藝，用來去除晶圓表面未被光致抗蝕膜保護(hù)的二氧化硅部分，使用的氣體是CF4，而后光致抗蝕膜的去除過程中使用氧氣，反應(yīng)生成水和二氧化碳，產(chǎn)品表面無二次污染，等離子清洗唯一的缺點是等離子體區(qū)的活性粒子可能損傷一些電敏感性的元件。

本文由國產(chǎn)plasma等離子清洗機(jī)廠家納恩科技整理編輯，等離子清洗實質(zhì)上是激發(fā)等離子體在待清洗產(chǎn)品表面發(fā)生物理或是化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)隨真空泵抽出，該技術(shù)實質(zhì)上是一種反應(yīng)性等離子刻蝕技術(shù)。近年來，隨著微電子制造業(yè)的發(fā)展，各種新材料的不斷涌現(xiàn)，國內(nèi)外越來越多的科研人員以及生產(chǎn)行業(yè)的工程師已認(rèn)識到研究環(huán)保高效的等離子清洗技術(shù)及先進(jìn)設(shè)備的重要性，plasma等離子清洗機(jī)應(yīng)用場景也越來越廣。