TO封裝引線鍵合等離子清洗應用

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2022-04-30

壓力傳感器TO封裝是一種低成本的封裝形式，屬非氣密封裝，主要用于監(jiān)測非腐蝕氣體和與干燥空氣介質兼容的氣體。其應用領域包括汽車儀表、醫(yī)藥衛(wèi)生、氣體控制系統(tǒng)、空調、制冷設備、環(huán)境監(jiān)測和儀器儀表等。TO封裝屬于傳感器的一次封裝，在使用時需根據(jù)其應用環(huán)境對傳感器進行二次封裝，以滿足性能和可靠性要求。

如圖1所示為TO封裝的壓力傳感器結構圖。圖中所示的壓力傳感器是絕壓芯片。TO封裝的工藝包括芯片與玻璃的靜電鍵合、貼片、引線鍵合、封帽及涂膠保護。

TO封裝壓力傳感器結構

TO封裝外殼

TO金屬外殼管座常用材料有CuW（10/90）6.5×10－6/K（25℃-500℃）、可伐（Kovar），即Ni-Fe合金和不銹鋼等，其中可伐（Fe-Ni-Co）合金最常用，這些材料都具有很好的熱導率和比硅要高的熱脹系數(shù)。可伐材料較便宜，它的熱膨脹系數(shù)為5.3×10－6/K（40-250℃）,與玻璃焊料的熱膨脹系數(shù)很接近，容易用玻璃焊料在管座上焊接管腿。管座通常要鍍Ni、Cu、Ag和Au薄膜。TO封裝蓋子常用鋼帶沖壓工藝制成，蓋子通常僅鍍Ni。CuW的導熱性能更好，常用在電力電子器件、功率及微波器件中。

TO管座上的管腿常用可伐絲做成，可伐絲的直徑有0.4、0.45、0.5、0.6、0.8mm等，管腿和管座之間通過玻璃絕緣子焊接在一起。管腿與管座焊接完成之后，要求具有氣密性，并能承受4Kg以上的壓力。TO封帽常用儲能焊接工藝完成，并要求焊縫具有氣密性。

盡管芯片互連有多種工藝形式，但目前引線鍵合工藝仍然是芯片互連的主要技術。如何提高引線鍵合強度，仍是需要進行研究的問題。

清洗工藝對提高引線鍵合強度至關重要。在引線接合之前，從鍵合焊盤表面清除所有的污染物顯得特別重要。目前清潔焊盤的工藝方法有等離子體清洗、超聲清洗、紫外光清洗等，其中，使用射頻驅動的低壓等離子清洗技術是一種有效的、低成本的方法。

等離子清洗技術是微電子工藝干法化研究的成果之一。與濕法清洗不同，等離子清洗的機理是依靠處于“等離子態(tài)”的物質的“活化作用”達到去除物體表面污漬的目的。等離子清洗技術能有效的清除金屬、陶瓷、塑料表面的有機污染物，可以顯著增加物體的表面能，提高浸潤性和粘合性，達到提高焊接強度的效果。從目前各類清洗方法來看，等離子體清洗也是所有清洗方法中最為徹底的剝離式的清洗。

隨著半導體行業(yè)不斷向小型化微型化發(fā)展，對半導體的封裝設計也提出了更高的要求。高質量的封裝技術可以提高電子產品的壽命。封裝過程中各鍵合部分的鍵合強度不足、焊球分層或脫落成為制約半導體發(fā)展的重要因素，必須在不破壞材料表面特性的前提下，有效清除各類污染物，將等離子清洗引入TO封裝中，能夠顯著改善封裝的可靠性和質量。