封裝工藝直接影響引線框架芯片產(chǎn)品的成品率，而在整個封裝工藝環(huán)節(jié)中出現(xiàn)問題的最大來源就是芯片與引線框架上的顆粒污染物、氧化物及環(huán)氧樹脂等污染物。針對這些不同污染物出現(xiàn)環(huán)節(jié)的不同，在不同的工序前可增加不同的等離子清洗工藝，其應(yīng)用一般分布在點(diǎn)膠前、引線鍵合前、塑封前等。
目前，芯片和引線框架或是基板之間相連通的最常用也是最有效的工藝技術(shù)是引線鍵合，據(jù)失效統(tǒng)計(jì)分析，引線鍵合失效模式約占有70％以上的產(chǎn)品全部失效模式。引線鍵合可焊性和可靠性下降的主要原因即是焊盤表面或引線框架表面存有的污染物，而且芯片表面、鍵合用劈刀和焊線等各個因素都有可能附著污染物，若未經(jīng)等離子清洗而直接鍵合，會導(dǎo)致焊線品質(zhì)問題，如虛焊、脫焊或者引線鍵合強(qiáng)度偏低等。采用氬、氫適當(dāng)比例的混合氣體進(jìn)行快速等離子清洗清洗，發(fā)生化學(xué)還原反應(yīng)，可以促使污染物反應(yīng)生成無污染的二氧化碳和水。并且清洗時間短，不會損傷鍵合區(qū)以外的鈍化膜表面。引線鍵合工藝前，經(jīng)過等離了清洗，可有效去除前工序的殘留污染物，大大提高引線鍵合工序的良品率，有效降低失效幾率。
通常待清洗產(chǎn)品表面會存有不少氧化物或是有機(jī)污染物，如果直接粘片會導(dǎo)致芯片粘結(jié)不完全，產(chǎn)生空隙不良(Void fail)，封裝后產(chǎn)品的散熱能力也會降低，嚴(yán)重影響芯片封裝可靠性。因此，在芯片粘結(jié)前，采用氧氣、氬氣或是氫氣的混合氣體進(jìn)行快速等離子清洗，目的是去除芯片表面的有機(jī)物和其它污染物，可有效增強(qiáng)產(chǎn)品表面活性和粘結(jié)能力，降低空隙不良，從而提升粘片工藝的可靠性和穩(wěn)定性。
引線框架所選原材料必須具備高導(dǎo)電性、良好的導(dǎo)熱性、高硬度、良好的耐熱和耐腐蝕性能、可鍵合性能好和低成本等特點(diǎn)，要求極為苛刻。目前常用材料中，銅合金材料制作的引線框架是最符合使用要求的，適合作為主要的引線框架材料。銅引線框架作為塑封料封裝的主要原材料，從封裝最開始工藝一直到塑封結(jié)束，占到芯片封裝全部材料的80％以上，用來連通芯片內(nèi)部觸點(diǎn)與外部焊線的金屬材質(zhì)框架。但銅合金材料具有如下缺點(diǎn)：親氧性極強(qiáng)，容易被氧化，生成的氧化物還會再次污染銅合金產(chǎn)品表面。若氧化膜太厚，會導(dǎo)致引線框架和封裝塑封料的粘貼強(qiáng)度大大降低，封裝芯片容易發(fā)生分層甚至開裂現(xiàn)象，封裝的良品率會大大降低。因此，通過采用氬、氫混合氣體進(jìn)行快速的等離子清洗技術(shù)處理來解決銅引線框架的氧化問題，可以去除銅引線框架上的氧化物和有機(jī)污染物，能夠達(dá)到改善產(chǎn)品表面粗糙度和粘附性，提高鍵合、粘片和塑封工序的可靠性。
倒裝焊封裝技術(shù)以倒裝芯片的凸點(diǎn)作為連接媒介,采用回流焊、熱壓焊等實(shí)現(xiàn)芯片與基板的電路互連,是高速、高密度的主流封裝技術(shù)之一。在倒裝焊封裝過程中,由于芯片與基板的熱膨脹系數(shù)不匹配,在溫度變化時會出現(xiàn)較大的熱應(yīng)力,所以往往需要在芯片與基板之間填充底部填充膠來起到加固的作用。
等離子清洗的主要目的是去除陶瓷基板表面的污染物,為點(diǎn)膠過程提供一個干凈的環(huán)境。另外,等離子清洗可直接改變基板表面狀態(tài)，提高基板表面的浸潤性能，促進(jìn)底部填充膠在芯片和陶瓷基板之間的流動,減少流動時間，提高填充效率,從而提升工程生產(chǎn)效率并降低生產(chǎn)成本。
焊球陣列封裝技術(shù)又稱BGA(Ball Grid Array)封裝技術(shù)，常常被用于多引腳數(shù)和引線間距超小的封裝工藝，其封裝形式是錫球焊點(diǎn)按陣列排布，通常被用于記憶芯片(DRAM)封裝領(lǐng)域。鍵合產(chǎn)品表面若存有顆粒污染物或是有機(jī)污染物，而且未使用等離子清洗，直接鍵合會產(chǎn)生球焊分層甚至脫離基板表面的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響B(tài)GA芯片封裝的可靠性與穩(wěn)定性。采用氬、氫氣適當(dāng)比例的混合氣體進(jìn)行快速的等離子體清洗，可以有效去除焊盤表面的污染物，提升鍵合工序的良品率。
等離子技術(shù)
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