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陶瓷封裝作為一種高可靠的芯片封裝形式，在高可靠應用領域中具有不可替代的獨特優(yōu)勢。封裝質量會直接影響元器件的可靠性和使用壽命。在集成電路的裝片工藝過程中，對于采用合金焊料熔封的器件，需要采用耐受溫度超過300℃的高溫導電膠將芯片和外殼底座粘接在一起。高溫導電膠主要由銀顆粒、氰酸脂樹脂、固化劑等物質組成。在高溫固化過程中，液態(tài)的氰酸酯樹脂的黏度陡然下降，導電膠中的氰酸酯樹脂可能會擴散至鍵合指，造成電路外殼的鍵合指沾污。該沾污現(xiàn)象會影響鍵合可靠性，因此需要去除鍵合指上的有機沾污組分，防止對鍵合工藝造成不良影響。

微波等離子清洗技術作為一種精密干法清洗技術，利用高能量的粒子與有機物之間的反應生成易揮發(fā)的小分子氣體產(chǎn)物，從而有效去除鍵合指表面的有機污染物，改善鍵合指表面性能，增加材料的表面能量。與傳統(tǒng)溶劑清洗方式相比，等離子清洗有許多優(yōu)點，如不污染環(huán)境、不需要清洗液體，能增加表面潤濕性能，改善黏著力。因此，微波等離子清洗在電子封裝領域中具有重要作用。

微波等離子清洗原理

微波等離子體是由工作頻率為2.45GHz的微波激發(fā)工藝氣體放電，在正負極磁場作用下的諧振腔體內產(chǎn)生的等離子體。選用不同的工藝氣體可產(chǎn)生不同的活性等離子體，如O等離子體、H等離子體。這些活性等離子體對被清洗物進行表面物理轟擊與化學反應雙重作用，使被清洗物表面生成粒子和氣態(tài)物質。將這些物質經(jīng)過抽真空排出，從而達到清洗物質表面的目的。由于整個放電過程不需要正負電極，產(chǎn)生的自偏壓極小，從根本上避免了靜電損傷，因此微波等離子清洗技術適合于在半導體芯片封裝中應用。

微波等離子清洗在半導體芯片封裝中的應用

芯片共晶前基板清洗

由于基板材料的表面存在親水性和疏水性的特性，親水性特性可提供良好的接觸表面，共晶焊料和環(huán)氧樹脂材料在其表面的流動性好、浸潤性佳，可有效防止或減少焊接空洞的產(chǎn)生，保證高可靠的粘接和熱傳導能力。微波等離子清洗能改善基板材料表面的親水性，增強潤濕性能。

銀漿有機物沾污的清洗

采用銀漿粘接芯片工藝，由于銀漿材料的基體樹脂及材料中或多或少存在著有機溶劑及其他介質，在銀漿分配后由于基板表面的親水性，樹脂擴散造成引線指區(qū)域沾污，或在固化過程中有機溶劑揮發(fā)，部分揮發(fā)物將沉積于電路表面，造成芯片、鍵合指或焊環(huán)表面的微量沾污。為去除有機溶劑的沾污，需在裝片固化后、引線鍵合前采用微波等離子清洗。

鍵合前清洗優(yōu)化引線鍵合

用微波等離子清洗過的電路的鍵合引線焊接強度好于未清洗的電路。這主要是因清洗能夠清除鍵合指鍍金層表面的微小污物，減小鍍金層表面浸潤角，有效改善焊接面浸潤性，增強焊接材料的互融，從而有效地增強引線焊接強度。

引線鍵合前微波等離子清洗前后對比

FC焊接前和下填充前的清洗

在芯片倒裝前，對芯片和基板進行微波等離子清洗，清除掉金屬表面微量氧化物和有機沾污，提高材料表面活性再進行倒裝焊，有效地防止或減少焊接面孔隙，提高焊接強度。倒裝焊接時應用到助焊劑，焊接后需采用清洗劑來清洗助焊劑。清洗后會有微量有機物殘留，在下填充前采用O₂和N₂/H₂等離子體清洗，去除有機溶劑殘留，可增加下填充料的流淌性，減小填充料孔隙、分層，提高產(chǎn)品可靠性。

微波等離子體清洗在半導體封裝領域應用廣泛。根據(jù)材料表面氧化、助焊劑殘留、樹脂殘跡、有機物等不同沾污物的性質，選擇相適應的氣體，清除掉這些污染物，從而顯著地改善封裝可制造性、可靠性及提高成品率。