作為一種尖端的表面處理手段，真空等離子清洗技術(shù)在半導(dǎo)體領(lǐng)域引線框架的封裝流程中扮演著關(guān)鍵角色。該技術(shù)依靠等離子體的活性成分對(duì)表面雜質(zhì)進(jìn)行高效去除，從而大幅提升引線框架的清潔度和表面的粘附能力，進(jìn)一步確保封裝過程的穩(wěn)定性和持久可靠性。文章深入分析了真空等離子清洗技術(shù)在引線框架封裝中的實(shí)際應(yīng)用步驟、核心參數(shù)及其對(duì)封裝品質(zhì)的作用，并就如何提升工藝性能提出了建設(shè)性的優(yōu)化方案，旨在推動(dòng)半導(dǎo)體封裝技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步。

隨著IC制造技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的封裝形式已經(jīng)不能夠滿足現(xiàn)階段集成電路對(duì)于高性能、高集成度、高可靠性的要求。隨著電路框架結(jié)構(gòu)尺寸的逐漸縮小，芯片集成與封裝工藝的不斷提高，對(duì)于高質(zhì)量芯片的需求也在不斷提高，然而在整個(gè)封裝工藝過程中存在的污染物一直困擾著生產(chǎn)工程人員。等離子是正離子和電子密度大致相同的電離氣體，等離子清洗機(jī)通過對(duì)氬氣或氫氬混合氣等氣體進(jìn)行電離，產(chǎn)生的等離子體通過電磁場加速，擊打在鍍銀層及芯片鋁墊表面，可以有效去除鍍銀層表面及鋁墊表面的有機(jī)物、環(huán)氧樹脂、氧化物、微顆粒物等沾污物，提高鍍銀層表面及鋁墊表面的活性，從而有利于壓焊鍵合。

真空等離子清洗的工作原理

等離子真空清潔技術(shù)，作為一種前沿的表面處理手段，其核心在于運(yùn)用等離子體的強(qiáng)大能量來凈化和改善物體表面。這一技術(shù)的運(yùn)作機(jī)制依賴于等離子體內(nèi)的高能粒子與物體表面的直接接觸。在無氧條件下，借助電磁場的力量，氣體分子被激活，轉(zhuǎn)化為等離子體形態(tài)，其中富含電子、離子、自由基和光子等高能粒子。這些活躍的粒子能夠與物體表面產(chǎn)生一系列的物理及化學(xué)變化，進(jìn)而清除表面的雜質(zhì)或?qū)Ρ砻孢M(jìn)行優(yōu)化處理。整個(gè)真空等離子清潔過程大致可分為三個(gè)步驟：激發(fā)氣體、生成等離子體以及表面處理。在真空中，將氧氣、氬氣或氫氬混合氣等氣體引入等離子清潔設(shè)備的反應(yīng)室，并利用電磁場將其轉(zhuǎn)化為等離子體。隨后，高能電子與氣體分子發(fā)生碰撞，導(dǎo)致氣體分子解離成活性粒子。這些活性粒子再與物體表面相互作用，達(dá)到清潔和改性的目的。

通過對(duì)真空氛圍的壓力、電磁場力度、氣體類別及其流速、處理時(shí)長等要素進(jìn)行細(xì)致調(diào)節(jié)，能夠精準(zhǔn)地操控等離子體中活性粒子的種類與能量級(jí)別，進(jìn)而有效處理各類材質(zhì)表面污染物。另外，真空等離子體清洗技術(shù)還能優(yōu)化材料表面的化學(xué)性質(zhì)和物理結(jié)構(gòu)，例如提升表面能級(jí)、增強(qiáng)表面的親水特性及黏附能力，這一技術(shù)在半導(dǎo)體封裝、光學(xué)部件加工以及生物醫(yī)學(xué)器械表面改性等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

真空等離子清洗在引線框架封裝工藝中的應(yīng)用

1清洗步驟

在對(duì)引線框架進(jìn)行深度清潔的過程中，真空等離子清洗技術(shù)遵循一系列核心步驟。首先，將待處理的引線框架置入等離子清洗系統(tǒng)的反應(yīng)艙中，保證其各個(gè)表面都能充分接觸到等離子體。隨后，利用真空泵設(shè)備將反應(yīng)艙內(nèi)的空氣抽出，達(dá)到一個(gè)特定的低壓水平，隨后注入特定的氣體介質(zhì)，例如氧氣、氬氣或氫氬混合氣等。激活電磁場以激發(fā)氣體分子，使其轉(zhuǎn)化為等離子體狀態(tài)，進(jìn)而利用其高能粒子對(duì)引線框架表面進(jìn)行細(xì)致的清潔。清洗作業(yè)結(jié)束后，再將氮?dú)飧鷫嚎s空氣按先后順序充入反應(yīng)倉，恢復(fù)至常壓狀態(tài)，并將引線框架取出以備后續(xù)加工使用。這一系列精心設(shè)計(jì)的步驟確保了清潔工作的徹底性與效率。

2工藝參數(shù)優(yōu)化

真空等離子清洗技術(shù)的卓越表現(xiàn)依賴于對(duì)工藝參數(shù)的精準(zhǔn)調(diào)控。關(guān)鍵工藝要素涵蓋真空室的氣壓控制、電磁場能量的輸出、清洗氣體類型及其流量大小，以及清洗作業(yè)的持續(xù)時(shí)間。為了達(dá)到理想的清洗成效，必須針對(duì)引線框架的具體材質(zhì)和污染物的具體種類，對(duì)上述參數(shù)進(jìn)行科學(xué)調(diào)整。比如，氧氣等離子體在分解有機(jī)污染物方面表現(xiàn)出色，而氬氣等離子體則擅長于去除表面氧化物并進(jìn)行表面處理。進(jìn)一步地，提升功率和延長清洗周期能夠增強(qiáng)等離子體的活躍度和清洗力度，然而，功率過高或時(shí)間過長可能導(dǎo)致表面損傷或材料劣化。因此，在確保清洗效率的同時(shí)，還需兼顧材料保護(hù)，以實(shí)現(xiàn)清洗效果的最優(yōu)化。

3清洗效果評(píng)估

對(duì)真空等離子清洗技術(shù)的成效進(jìn)行評(píng)價(jià)是保障其穩(wěn)定性的關(guān)鍵步驟。一般而言，我們會(huì)利用表面張力測試、掃描電鏡（SEM）檢查以及X射線光電子能譜分析（XPS）等手段來對(duì)處理過的引線框架進(jìn)行細(xì)致的檢測。表面張力測試能夠揭示表面的清潔度和表面處理的效果，表面張力較高則有利于增強(qiáng)后續(xù)封裝材料的粘合力。利用SEM檢查可以觀察到表面形態(tài)的任何改變，以判斷清洗過程中是否造成了損傷或是否還有污染物殘留。XPS分析則專注于表面化學(xué)成分的變動(dòng)，以確認(rèn)污染物是否被徹底清除。綜合運(yùn)用這些檢測手段，能夠?qū)η逑葱ЧM(jìn)行精確地評(píng)價(jià)，從而為工藝參數(shù)的調(diào)整提供指導(dǎo)。

提高真空等離子清洗對(duì)封裝質(zhì)量的應(yīng)用

1提高焊線強(qiáng)度

采用真空等離子體清洗技術(shù)能顯著增強(qiáng)焊線的黏結(jié)強(qiáng)度。在封裝引線框架的過程中，焊線所能達(dá)到的強(qiáng)度是衡量封裝品質(zhì)的關(guān)鍵因素。一般來說，焊線作業(yè)是利用超聲波焊接或熱壓焊接技術(shù)來完成芯片引腳與引線框架的牢固連接。假如焊接區(qū)域存在污染物或氧化層未能徹底清除，這將對(duì)焊接的強(qiáng)度及其穩(wěn)定性造成負(fù)面影響。利用真空等離子清洗技術(shù)，能夠高效清除引線框架表面的有機(jī)雜質(zhì)、油脂以及氧化物，確保焊接區(qū)域的高度清潔，從而增強(qiáng)焊線的黏結(jié)效果。

2減少芯片分層

降低芯片層間剝離是增強(qiáng)封裝穩(wěn)定性的重要步驟。所謂的芯片層間剝離，指的是在多層封裝體內(nèi)，因?yàn)榻缑嫖廴净蛘哒澈狭Σ粔驅(qū)е碌膶优c層之間的分離狀況，這種情況有可能引發(fā)電子性能的下降甚至封裝整體的失敗。采用真空等離子體清洗技術(shù)，能夠清除表面的雜質(zhì)并提升表面的粗糙程度，有效增強(qiáng)不同材料間的粘合力，減少界面微孔的出現(xiàn)。經(jīng)過清洗處理的表面，有助于封裝材料（例如環(huán)氧樹脂、焊料等）與芯片表面或引線框架的牢固結(jié)合，進(jìn)而減少層間剝離的可能性。這在多芯片封裝和高功率封裝的應(yīng)用中尤為關(guān)鍵，因?yàn)檫@些場合對(duì)界面結(jié)合的穩(wěn)定性要求極為嚴(yán)格，真空等離子體清洗技術(shù)的運(yùn)用能夠顯著提升封裝的耐用時(shí)長。

3優(yōu)化材料使用

通過真空等離子技術(shù)對(duì)材料進(jìn)行精煉，有效降低了在封裝作業(yè)中對(duì)清洗液、焊接材料及其他化學(xué)品的依賴。與依賴大量溶劑的常規(guī)清洗手段相比，這一技術(shù)不僅減少了化學(xué)品的消耗，還大幅降低了環(huán)保負(fù)擔(dān)和潛在的安全隱患。真空等離子清洗作為一種無需液體化學(xué)品的干燥清洗技術(shù)，顯著減少了化學(xué)品的用量，并大幅降低了環(huán)保與安全風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，它通過提升表面清潔度和表面活性，使得焊接材料和封裝材料的利用更為經(jīng)濟(jì)高效，減少了材料的不必要損耗。此外，改進(jìn)后的材料利用策略還有助于提升封裝的穩(wěn)定性，降低封裝失敗的概率。

在引線框架封裝流程中，采用真空等離子清洗技術(shù)，極大地增強(qiáng)了封裝的品質(zhì)與穩(wěn)定性，并且滿足了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)對(duì)精密制造的要求。伴隨著封裝技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步和對(duì)更小型化、更高密度封裝需求的上升，這一清洗技術(shù)亦需不斷革新與完善，以適應(yīng)封裝過程中日益增加的復(fù)雜性。未來的研究方向應(yīng)當(dāng)聚焦于對(duì)工藝參數(shù)的精確調(diào)控、技術(shù)的多元化拓展以及與其他封裝技術(shù)的融合，旨在進(jìn)一步提高封裝的性能及其持久可靠性。通過促進(jìn)真空等離子清洗技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，半導(dǎo)體封裝的質(zhì)量和作業(yè)效率預(yù)期將實(shí)現(xiàn)飛躍性的增長，從而為制造和應(yīng)用高端電子產(chǎn)品提供更為堅(jiān)實(shí)的支撐。

VP-10S 全自動(dòng)真空等離子清洗機(jī)適用于集成電路封裝（引線框架清洗），Wire、DieBonding、EMC封裝前后處理。

VP-60L 離線式真空等離子清洗機(jī)去除灰塵和油污;精細(xì)清洗和去靜電;提高表面的附著能力;提高表面粘接的可靠性和持久性;AF/AS 層褪鍍。