plasma等离子清洗机应用场景介绍

文章出处：等离子清洗机厂家 | 深圳纳恩科技有限公司| 发表时间：2023-05-29

plasma等离子清洗机应用始于20世纪初。随着集成电路产业的蓬勃发展，plasma等离子清洗机的应用范围也越来越广泛，并在很多高尖端技术领域逐渐起到了关键作用。如今，等离子体清洗技术已在半导体与光电、机械、汽车、航空航天、高分子材料及环境治理等多个工业技术领域普遍应用。近年来，plasma等离子清洗机也应用于集成电路封装、多层陶瓷产品、ABS塑料、玻璃产品脱脂、超高频管生产、汽车点火装置框架清洗及发动机油封粘接等方面。

plasma等离子清洗机应用场景示意图-NAENPLASMA

plasma等离了清洗机广泛应用在科学研究、工业生产和生活中，其对等离了体技术的具体要求也越来越高。需根据不同等离了体的特性加以利用。通常热等离了体是指电了和离了温度相近或相同，在2000—50000K左右，且射频激发气压在大气压强之上，涵盖材料处理技术中的高气压条件下电弧放电产生等离予体，被广泛应用于需要高温处理的场合中，如难熔金属冶金或切割等的等离了体弧或炬等。冷等离子体中的离子温度要远远低于电子温度，多数与室温相当，常称作低温冷等离子体。低温冷等离子体中电子温度较高而离子温度较低，非常有益于化学反应，在化学工艺过程中起到关键作用。在半导体芯片封装测试中的低温等离子体表面处理，晶圆生产中刻蚀、化学气相沉积等，光伏电池与液晶面板的生产加工，在材料的表面处理，如薄膜材料的表面冶金、改性以及微颗粒物产生等方面。另外，在研发聚合物膜、金刚石膜和纳米制程材料等方面也可以用到低温等离子体技术。其次，在光学领域应用也可用到等离子体发光特性生产气体放电管、日光灯和等离子体显示器等产品。

plasma等离子清洗机应用场景如下：

(一) 金属表面除油污与清洁
在进行溅射刻蚀、油漆涂覆、粘合、键合和物理气相沉积、化学气相沉积工艺进行前，需用plasma等离子清洗机清洗金属表面的油脂、油污等有机物和氧化物，使产品表面完全洁净和无氧化层。
(1) 灰化产品表面有机物表层
——真空和瞬时高温条件下，局部污染物气化蒸发；
——高能量离子撞击产品表面污染物，形成小分子挥发性气体并随真空泵抽真空排出；
——紫外辐射破坏待清洗产品表面的污染物；
等离了体适合处理比较薄的产品，不适合处理污染层太厚的产品表面。
(2) 去除产品表面氧化物
需采用氢气或者氩、氢的混合气体，必要时也可以采用两步处理工艺，先利用氧气氧化产品表面，然后用氢气和氩气的混合气体去除氧化物表面，适当情况F，也可以同时用几种气体进行清洗。

(二) 等离子体清洗印制电路板(PCB)：
目前，plasma等离子清洗机用于PCB领域主要有孔内去钻污，薄膜表面处理(清洗、粗化)，微小孔刻蚀等。通孔去钻污清洗技术主要应用于某些特殊材料的镀通孔去钻污，如聚酰亚胺或聚四氟乙烯。与传统化学药水去钻污技术相比，采用等离子体去除孔壁钻污技术可处理高难度孔，同时无废水排放和环境污染。而等离子体应用于PCB电路板表面清洗，可有效去除材料表面的环氧树脂和其它残留物和污染物等，尤其适用于不适宜采用机械磨刷清洗法的高密度精细印制线路板，能有效提高板材表面的清洁度、湿润性和粘附力；对于混合介质多层板在层压前增加等离子清洗工序，可有效清除铜表面和导体间的抗蚀剂或有机污染物，微粗化产品表面从而改变内层表面形态和润湿性，增强多层板之间的粘合性能；对于涂覆助焊剂之前的外层表面进行等离子清洗，可有效清除有机污染物与粗化其表面阻焊膜，提高助焊剂的粘性，增强后续印刷的标识文字的附着性能

(三) 等离子清洗基板焊盘：在微电子封装中，主要有引线键合工艺，倒装工艺(Flipchip)，以及近些年来发展的硅通孔工艺(TSV)，引线键合仍是基板和芯片之问的互联互通的主要方式。焊线质量、焊线设备参数(超声能量、时问、压力和温度)以及基板上焊盘的表面特性都会对焊线效果产生重要的影响。基板焊盘上的污染物(如氧化物和碳氢化合物)会明显降低引线键合的良率，弥散于空间巾的污染物含量达到1g/m³便会对引线键合强度造成极大影响，故在引线键合前进行焊盘表面和芯片表面清洗是十分重要的。

采用plasma等离子清洗机对焊盘进行表面清洗后，进行球焊推力测试和引线拉力测试来间接评价等离子体清洗的效果，也可以通过水滴角测试仪测量水滴角来间接反映清洗效果，便于多角度评估。

(四) 引线键合：粘片工序以及前工序的有机物或其它残留污染物常常会影响引线键合质量，可利用等离子清洗技术进行选择性去除等离子清洗材料表面氧化层，提升引线键合良品率。

(五) BGA封装工艺：在BGA封装工艺中，需严格确保芯片与基板表面清洁度，在一个非常洁净的表面，锡焊球与基板的粘接一致性和可靠性才可以得到保障。使用等离子体清洗技术可保证不留痕迹，目前生产线已使用腔体式或在线式清洗设备清洗产品。

(六) 混装电路：混装电路常出现的质量问题是引线与焊盘表面发生虚焊，究其原因是基板或者焊盘表面存有助焊剂、光刻胶及其它一些残留物等。采用氩气等离子体清洗可以有效去除以上污染物，进而解决虚焊问题。

(七) 液晶显示屏生产中的清洗：在液晶屏等离子清洗过程中使用的是活泼气体氧气，它能清除液晶显示面板表面的油污和固态污染颗粒物，使用氧等离子体可将有机污染物氧化，最终反应生成水和二氧化碳等小分子，随气体经真空泵抽出。同时需要增加除静电装置，清洗工艺如下：研磨一吹气一氧气等离子体一除静电。经过等离子清洗后，增强了粘贴的良品率，同时也提高了电极端与导电膜间的粘附性。

(八) 去除光致抗蚀剂：在晶圆(Wafer)生产工艺中，使用等离子清洗晶圆表面抗蚀剂（PhotoResistance)，使用气体分别为不活泼气体CF4和活泼气体氧气两种，首先进行晶圆等离子刻蚀工艺，用来去除晶圆表面未被光致抗蚀膜保护的二氧化硅部分，使用的气体是CF4，而后光致抗蚀膜的去除过程中使用氧气，反应生成水和二氧化碳，产品表面无二次污染，等离子清洗唯一的缺点是等离子体区的活性粒子可能损伤一些电敏感性的元件。

本文由国产plasma等离子清洗机厂家纳恩科技整理编辑，等离子清洗实质上是激发等离子体在待清洗产品表面发生物理或是化学反应，产生的挥发性物质随真空泵抽出，该技术实质上是一种反应性等离子刻蚀技术。近年来，随着微电子制造业的发展，各种新材料的不断涌现，国内外越来越多的科研人员以及生产行业的工程师已认识到研究环保高效的等离子清洗技术及先进设备的重要性，plasma等离子清洗机应用场景也越来越广。