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在半導體制造領域,芯片與基板的可靠連接直接決定著產品壽命和性能。傳統工藝中,由于芯片表面存在有機污染物和氧化層,常常導致引線鍵合強度不足、虛焊等問題。這時候就需要一種能徹底清潔并活化材料表面的技術——低溫等離子處理悄然成為行業新寵。
低溫等離子處理的核心原理并不復雜
當CRF誠峰低溫等離子處理機工作時,會在真空腔體內產生大量高活性粒子。這些粒子像微型清潔工一樣,能有效分解芯片表面的油污、氧化物等雜質。更神奇的是,它們還能在材料表面刻蝕出納米級凹凸結構,大幅增加表面積。經過處理的芯片表面,其潤濕性和化學活性顯著提升,為后續的WB引線鍵合創造了理想條件。這種物理化學雙重作用機制,比單純使用化學清洗劑或機械打磨要徹底得多。
實際產線中的工藝控制要點值得關注
操作人員需要根據芯片材質調整氣體配比,比如鋁合金焊盤適合用氬氣混合少量氧氣,而銅質焊盤則更適合氮氫混合氣體。處理時間通常控制在90-120秒之間,功率密度維持在0.8-1.2W/cm2效果最佳。有家封裝廠做過對比測試,經過等離子處理的芯片,其引線拉力值平均提升了35%,鍵合良品率從92%躍升至98.6%。這種提升在高端芯片封裝中尤為明顯,比如車載電子元件要求能承受-40℃到150℃的冷熱沖擊,處理后的鍵合點幾乎不會出現開裂。
這項技術正在推動封裝工藝的升級迭代
隨著芯片尺寸越來越小,焊盤間距從早期的100μm縮小到現在的30μm,對表面清潔度的要求呈指數級增長。某存儲芯片制造商發現,采用等離子處理后,20μm以下的超細金線鍵合成功率提高近四成。在3D封裝領域,堆疊芯片之間的垂直互連更需要絕對潔凈的表面環境。業內專家預測,隨著5G和AI芯片的普及,等離子表面處理將成為前道封裝的標準配置,就像當年超聲波清洗取代酒精擦拭一樣自然。
選擇設備時要注意幾個實用細節
真正好用的等離子處理機應該具備自動匹配網絡功能,能實時調節射頻功率;腔體最好采用鏡面不銹鋼材質,避免產生二次污染;配備多組氣體通道的機型更適合處理多種材料。有些廠商還開發了在線檢測模塊,可以實時監控表面接觸角變化。建議企業在采購前先做小批量試產,重點觀察處理后24小時內的表面能衰減情況,這直接關系到產線的節拍設計。
未來這項技術還有更多想象空間
研究人員正在嘗試將等離子處理與激光清洗相結合,開發出復合表面處理方案。在柔性電子領域,低溫等離子體還能用于PI基材的表面改性。或許用不了多久,我們就能看到支持全自動生產的聯機式等離子處理系統,與貼片機、鍵合機組成智能產線。這些創新都在持續降低半導體制造的邊際成本,讓每個電子產品都能用上更可靠的芯片連接技術。



