等離子體清洗技術在電子工業中的應用

在電子工業中等離子體清洗主要應用在對焊接材料和各種電子元器件的除油去污清洗工工藝中。以達到去除材料表面氧化物以提高釬焊質量或去除金屬、陶瓷以及塑料表面的有機污染物以改善黏接性能。

對焊接引線的清洗。在電子線路的焊接過程中由于使用含松香的助焊劑,焊接完成后需將殘余的助焊劑清洗去除,過去通常使用氟利昂(CFC~113)進行溶劑清洗,在氟利昂被禁用后,開始改用替代溶劑清洗或采用免清洗技術。而在殘余助焊劑量不多的場合也可采用等離子體清洗。

芯片封裝過程中的清洗工藝也可用等離子體清洗。如采用特殊結構的等離子清洗設備時可以滿足每小時清洗500~1 000個引線框的要求,這種工藝對裸芯片封裝或其他封裝能提供簡單而有效的清洗。對于板上芯片連接技術,無論是焊線芯片工藝,還是倒裝芯片、卷帶自動結合技術、整個芯片封裝工藝中,等離子清洗工藝都將作為一種關鍵技術,對整個IC封裝的可靠性產生重要影響。采用等離子體清洗的.裸芯片封裝工藝流程為:芯片粘接-固化-等離子體清洗-線焊-包裝-固化。

用于球柵陣列器件(BGA)封裝工藝:在 BGA工藝中,對表面的清潔和處理的要求都非常嚴格,焊球和基板的連接要求必須有一個非常潔凈的表面,才能保證焊接的一致性和可靠性。用等離子體清洗可以保證在表面不留任何痕跡。而且采用等離子體技術才可以確保BGA焊盤有良好的黏接性能。目前已有批量和在線的等離子清洗BGA封裝工藝生產線投入使用。

用于混裝電路:混裝電路經常出現的問題是引線與表面的虛接。這主要是由于在表面殘留的助焊劑或光刻膠等物質沒有清除干凈的緣故。如果采用氯氣的等離子清洗可以去除表面殘留的焊錫的氧化物或金屬本身,從而使其導電性能得到改善。另外用氯氣的等離子體可以清洗焊接前的金屬和芯片以及最后封裝前的鋁基板。

對電子元器件表面的油垢及其他污垢粒子的清除。硬盤、液晶顯示器及其他電子元器件在制造過程中經常會被油垢或污垢微粒所污染,不加以去除必然會對它的性能產生不良影響。使用等離子清洗可取得比濕法清洗更好的效果。

用等離子清洗不僅可以去除硬盤在電鍍工藝遺留下來的殘留物,而且可使硬盤基材表面得到處理,對改變基材的潤濕性、減少摩擦都有很大好處。

用于液晶顯示器的等離子體清洗的氣體是氧氣。氧氣是活潑氣體,有很強的反應能力,可以將液晶顯示器表面的油垢以及固體污垢微粒清除干凈。經過氧氣等離子體清洗后有機污垢的分子最終被氧化成水和二氧化碳等小分子并隨氣體排出。具體清洗工藝流程為:研磨-吹氣-氧氣等離子清洗-消除靜電。因此采用此工藝時需要增加一個除靜電裝置。

經過這樣清洗的電極端子和顯示器的偏光板粘接的成品率得到提高,而且電極端與電膜間的黏附性能也大大提高。

其他經過機械加工的電子元器件當表面污垢主要是油污時,采用氧氣等離子清洗加以去除也特別有效。

等離子體清洗技術在電子工業特別是在微電子工業中能得到廣泛的應用。如微細結構電子線路的刻蝕、光致抗蝕膜的清洗、提高尖端部位絕緣層等各種薄膜的覆蓋能力等均可以采用等離子體清洗技術。雖然它應用到生產實踐中的時間還不長,但已證明它確實具有實用性強、可靠性好、經濟性佳及無公害性的優點。