Plasma等離子清洗機(jī)工作原理

Plasma工作原理介紹工作原理清潔效果的檢驗(yàn)

PullandSheartests

Watercontactanglemeasurement

AugerElectronSpectroscopicAnalysisPlasma機(jī)構(gòu)原理圖Plasma產(chǎn)生的原理Plasma產(chǎn)生的條件Ar/O2Plasma的原理PlasmaProcessPlasmaParameter－－(pc32系列)Plasma功效早期,日本為了迎合高集成度的電子制造技術(shù)，開(kāi)始使用超薄鍍金技術(shù)，鍍金厚度小于0.05mm。但問(wèn)題也隨之而來(lái)，當(dāng)DM工藝后，經(jīng)過(guò)烘烤，使原鍍金層下的Ni元素會(huì)上移到表面。在隨后的WB工藝中由于這些Ni元素及其他沾污會(huì)導(dǎo)致著線不佳現(xiàn)象，甚至著不上線（漏線，少線，第一點(diǎn)剝離，第二點(diǎn)剝離）。Plasma清洗機(jī)也就隨之出現(xiàn)。初版----劉卓更新版----彭齊全Plasma等離子清洗機(jī)工作原理工作原理當(dāng)chamber內(nèi)部之壓力低到某一程度(約10-1

torr左右)時(shí),氣態(tài)正離子開(kāi)始往負(fù)電極移動(dòng),由於受電場(chǎng)作用會(huì)加速撞擊負(fù)電極板,產(chǎn)生電極板表面原子,雜質(zhì)分子和離子以及二次電子(e-)…等,此e-又會(huì)受電場(chǎng)作用往正電極方向移動(dòng),於移動(dòng)過(guò)程會(huì)撞擊chamber內(nèi)之氣體分子(ex.:Ar原子…等),產(chǎn)生Ar+等氣態(tài)正離子,此Ar+再受電場(chǎng)的作用去撞擊負(fù)電極板,又再產(chǎn)生表面原子以及二次電子(e-)…等,如此周而復(fù)始之作用即為Plasma產(chǎn)生之原理.13.56MHz+Are-+Are-PCBAr高頻電極地極Plasma等離子清洗機(jī)工作原理檢驗(yàn)方法-----PullandSheartestPullandSheartest

應(yīng)用最為廣泛.推力頭根據(jù)推力值可以判定Plasma效果如何,如果效果較差則推力值會(huì)小.根據(jù)拉力值可以判定Plasma效果如何,如果效果差則拉力值小.鉤針Plasma等離子清洗機(jī)工作原理檢驗(yàn)方法-----PullandSheartest應(yīng)用最為廣泛.當(dāng)一滴水珠滴到未清洗的基板上時(shí)的擴(kuò)散效果會(huì)很差,而經(jīng)清洗后的基板則會(huì)很好.ContactAngle=2最高點(diǎn)Plasma等離子清洗機(jī)工作原理檢驗(yàn)方法-----PullandSheartestAugerElectronSpectroscopic(AES)

此測(cè)試為Pad表面材料的分析,Plasma清洗前后的Pad表面材料會(huì)發(fā)生明顯變化,此方法可以測(cè)定Pad表面材料的成分.是目前最好的Plasma效果測(cè)試手段,但設(shè)備昂貴.Plasma等離子清洗機(jī)工作原理Plasma機(jī)構(gòu)原理圖Plasma等離子清洗機(jī)工作原理Plasma產(chǎn)生的條件足夠的反應(yīng)氣體和反應(yīng)氣壓反應(yīng)產(chǎn)物須能高速撞擊清洗物的表面具有足夠的能量供應(yīng)反應(yīng)后所產(chǎn)生的物質(zhì)必須是可揮發(fā)性的細(xì)微結(jié)合物,以便于VacuumPump將其抽走Pump的容量和速度須足夠大,以便迅速排出反應(yīng)的付產(chǎn)品,及再填充反應(yīng)氣體Plasma等離子清洗機(jī)工作原理O2PlasmaO2是利用自由原子以化學(xué)方法蝕除有機(jī)物的,

O2+e------>2O＋eCO2+H2O＋e

優(yōu)點(diǎn):清洗速度比較快,并且清洗的效果顯著,比較干淨(jìng)缺點(diǎn):不適宜易氧化的材料的清洗有機(jī)物Plasma等離子清洗機(jī)工作原理ArPlasma利用比較重的離子,以物理方法打破有機(jī)物脆弱的化學(xué)鍵並是表面污染物脫離被清洗物表面,清除有機(jī)物得方程式為﹕

Ar+

e------>Ar++2e-

----->Ar+

+CxHy

優(yōu)點(diǎn):由于Ar為惰性氣體,不會(huì)氧化材質(zhì),因而被普遍使用

缺點(diǎn):清洗效果較弱.

因此O2+Ar的效果比較好Plasma等離子清洗機(jī)工作原理PlasmaProcess:EnergeticProcess(積極的處理)適合于Etching/cleaningModerateProcess(中等的處理)適合于表面活化Plasma等離子清洗機(jī)工作原理PlasmaParameter(Pc32系列)Electrodeconfiguration（形成電場(chǎng)）Processgasselectedforuse（Ar）Flowrate/pressureofselectedgas(2cc/min)AmountofRFenergyappliedtothevacuumpumpVacuumchamberthresholdpressure（0.2Mpa)Plasma等離子清洗機(jī)工作原理Plasma功效W/B的主要污染物為:

SMT殘留物:松香:主要成分為Polyethylene(聚乙烯)

Polypropylene(聚丙烯)等有機(jī)物;

癸烷:(SMT清洗液殘留物)主要成分:

Pdystyrene(聚苯乙烯)Mylar(聚酯薄膜)等有機(jī)物;

金屬表面氧化物;已經(jīng)硬化的光敏元素:,如:焊錫等無(wú)機(jī)物;空氣中的各種有機(jī)無(wú)機(jī)顆粒及基板表面的殘留液體.PLASMA對(duì)所有的有機(jī)物都有明顯得清洗作用,但是他對(duì)硬化焊錫等無(wú)機(jī)物卻物能為力!Plasma等離子清洗機(jī)工作原理表面活化表面活化主要用于聚合體(Polymers),通過(guò)Plasma的洗,(在O2或ArPlasma中進(jìn)行短暫的暴光即可),可以增加表面的粘著力.原理:通過(guò)Plasma,清除表面的污染物,使其表面變粗,可以暴露出更多的表面區(qū)域,以建立miniaturedipoles(微形的雙極子),從而增加電性的粘著力.具體請(qǐng)見(jiàn)﹕Plasma等離子清洗機(jī)工作原理目前使用的Ar的成份Ar>=99.99%N2<=55ppmO2<=10ppmH2<=5ppmH2O<=20ppm總的碳含量<=10ppmPlasma等離子清洗機(jī)工作原理Ar的純度與清洗的效果在Plasma清洗時(shí),首先利用Vacuumpump將Chamber內(nèi)的空氣抽至設(shè)定的gasstable(不可能將空氣完全抽空),然后就開(kāi)始注入Ar,當(dāng)Ar的含量達(dá)到設(shè)定的體積后(通過(guò)監(jiān)控Chamber的壓力值),RFON,Plasma產(chǎn)生.因而,在反映中Ar與一定數(shù)量的空氣同時(shí)存在;當(dāng)Ar的純度不足,即空氣的成分稍多時(shí),也不會(huì)有太多的影響(Ar分子數(shù)量<-->分子間隔.Plasma等離子清洗機(jī)工作原理NormalizedEnergyDistribution分裂分子所須的能量(Dissociation)原子離子化所需的能量(Ionization)Plasma等離子清洗機(jī)工作原理實(shí)際應(yīng)用1.目前PLASMA用于W/B之前清洗基板上附著的有機(jī)物(如FLUX的殘留﹑清洗劑的殘留﹑Epoxyoutgas等),以利于打線.其原理如下:Ar+e------>Ar++2e------>Ar++CxHy清洗后的基板﹐可用打線后測(cè)推拉力來(lái)Monitor其清洗效果﹒Plasma等離子清洗機(jī)工作原理實(shí)際應(yīng)用2.用于W／B之后﹐Moding之前2.1主要作用:活化基板,增加接觸面積,提高表面分子的物理活化性,以利于Moldingcompound與基板的結(jié)合.2.2其原理如下:Ar+e------>Ar++2e------>Ar++CxHyPlasma等離子清洗機(jī)工作原理Plasma參數(shù)﹕0.2torrpressure;75wattspower;113lpmvacuum.Plasma效果表（Bondyield)Plasma等離子清洗機(jī)工作原理未經(jīng)Plasma結(jié)果經(jīng)Plasma后效果N1:B點(diǎn)斷線WB:C點(diǎn)斷線2L:第二點(diǎn)翹線N2:D點(diǎn)斷線Plasma對(duì)拉力測(cè)試的影響Plasma等離子清洗機(jī)工作原理結(jié)論:綜上所述:在WireBonding著線之前進(jìn)行PLASMA清洗,可以相當(dāng)程度的降低著線失效率,同時(shí)還能夠提高著線質(zhì)量,增大WirePull值提高產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性.如果著線失敗的原因是由于基板表面殘留液.PAD表面氧化物.或其他有機(jī)污染物造成的,那么ArgonPLASMA將會(huì)對(duì)這些污染物進(jìn)行很好得處理,並最大限度地蝕除污染物,從而提高著線質(zhì)量!Plasma等離子清洗機(jī)工作原理目前HYBIRD所使用PLASMA:ArgonPlasma----pc32P-M使用場(chǎng)合:WireBonding之前及Molding之前;主要作用:清除基板表面污染物,W/B之前PLASMA主要蝕除PAD上氧化物,清除表面雜質(zhì),同時(shí)增加PAD表面粗糙度和接觸面積,從而提高著線可靠性與穩(wěn)定性;Molding之前主要是增加表面潔淨(jìng)度與接觸面積,以便改善表面分子活性!參數(shù)設(shè)置:Power:300WPressure:0.22TorrTime:20SGasFlow:5cc/min效果