Plasma等離子清洗機(jī)工作原理

Plasma工作原理介紹工作原理潔凈成效的檢驗(yàn)PullandSheartestsWatercontactanglemeasurementAugerElectronSpectroscopicAnalysisPlasma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功能早期,日本為了逢迎高集成度的電子制造技術(shù)，開始使用超薄鍍金技術(shù)，鍍金厚度小于0.05mm。但問題也隨之而來(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工藝中因?yàn)檫@些Ni元素及其余沾污會(huì)以致著線不好現(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沖洗機(jī)也就隨之出現(xiàn)。初版----劉卓更新版----彭齊全工作原理當(dāng)chamber內(nèi)部之壓力低到某一程度(約10-1torr左右)時(shí),氣態(tài)正離子開始往負(fù)電極移動(dòng),由於受電場(chǎng)作用會(huì)加快撞擊負(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,這樣周而復(fù)始之作用即為Plasma產(chǎn)生之原理.13.56MHz+Are-+Are-PCBAr高頻電極地極檢驗(yàn)方法-----PullandSheartestPullandSheartest應(yīng)用最為廣泛.推力頭依據(jù)推力值能夠判斷Plasma成效如何,假如成效較差則推力值會(huì)小.依據(jù)拉力值能夠判斷Plasma成效如何,假如成效差則拉力值小.鉤針檢驗(yàn)方法-----PullandSheartest應(yīng)用最為廣泛.當(dāng)一滴水珠滴到未沖洗的基板上時(shí)的擴(kuò)散成效會(huì)很差,而經(jīng)沖洗后的基板則會(huì)很好.ContactAngle=2最高點(diǎn)檢驗(yàn)方法-----PullandSheartestAugerElectronSpectroscopic(AES)此測(cè)試為Pad表面資料的分析,Plasma沖洗前后的Pad表面資料會(huì)發(fā)生明顯變化,此方法能夠測(cè)定Pad表面資料的成分.是目前最好的Plasma成效測(cè)試手段,但設(shè)備昂貴.Plasma機(jī)構(gòu)原理圖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)物須能高速撞擊沖洗物的表面擁有足夠的能量供應(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,以便快速排出反應(yīng)的付產(chǎn)品,及再填補(bǔ)反應(yīng)氣體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):沖洗速度比較快,并且沖洗的成效顯著,比較干淨(jìng)缺點(diǎn):不適合易氧化的資料的沖洗有機(jī)物ArPlasma利用比較重的離子,以物理方法打破有機(jī)物纖弱的化學(xué)鍵並是表面污染物脫離被沖洗物表面,除去有機(jī)物得方程式為﹕Ar+e------>Ar++2e------>Ar++CxHy優(yōu)點(diǎn):因?yàn)锳r為惰性氣體,不會(huì)氧化材質(zhì),因此被廣泛使用缺點(diǎn):沖洗成效較弱.所以O(shè)2+Ar的成效比較好PlasmaProcess:EnergeticProcess(積極的處理)適合于Etching/cleaningModerateProcess(中等的處理)適合于表面活化PlasmaParameter(Pc32系列)Electrodeconfiguration（形成電場(chǎng)）Processgasselectedforuse（Ar）Flowrate/pressureofselectedgas(2cc/min)AmountofRFenergyappliedtothevacuumpumpVacuumchamberthresholdpressure（0.2Mpa)Plasma功能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沖洗液殘留物)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)物都有明顯得沖洗作用,但是他對(duì)硬化焊錫等無(wú)機(jī)物卻物能為力!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),能夠增加表面的粘著力.原理:通過(guò)Plasma,除去表面的污染物,使其表面變粗,能夠裸露出更多的表面區(qū)域,以成立miniaturedipoles(微形的雙極子),從而增加電性的粘著力.詳細(xì)請(qǐng)見﹕目前使用的Ar的成份Ar>=99.99%N2<=55ppmO2<=10ppmH2<=5ppmH2O<=20ppm總的碳含量<=10ppmAr的純度與沖洗的成效在Plasma沖洗時(shí),第一利用Vacuumpump將Chamber內(nèi)的空氣抽至設(shè)定的gasstable(不可能將空氣完好抽空),而后就開始注入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.因此,在反應(yīng)中Ar與必定數(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.NormalizedEnergyDistribution分裂分子所須的能量(Dissociation)原子離子化所需的能量(Ionization)實(shí)際應(yīng)用1.目前PLASMA用于W/B以前沖洗基板上附著的有機(jī)物(如FLUX的殘留﹑沖洗劑的殘留﹑Epoxyoutgas等),以利于打線.其原理以下:Ar+e------>Ar++2e------>Ar++CxHy沖洗后的基板﹐可用打線后測(cè)推拉力來(lái)Monitor其沖洗成效﹒實(shí)際應(yīng)用2.用于W／B以后﹐Moding以前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其原理以下:Ar+e------>Ar++2e------>Ar++CxHyPlasma參數(shù)﹕0.2torrpressure;75wattspower;113lpmvacuum.Plasma成效表（Bondyield)未經(jīng)Plasma結(jié)果經(jīng)Plasma后成效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)試的影響結(jié)論:綜上所述:在WireBonding著線以前進(jìn)行PLASMA沖洗,能夠相當(dāng)程度的降低著線無(wú)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.假如著線失敗的原因是因?yàn)榛灞砻鏆埩粢?PAD表面氧化物.或其余有機(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!目前HYBIRD所使用PLASMA:ArgonPlasma----pc32P-M使用場(chǎng)合:WireBonding以前及Molding以前;主要作用:除去基板表面污染物,W/B以前PLASMA主要蝕除PAD上氧化物,除去表面雜質(zhì),同時(shí)增加PAD表面粗拙度和接觸面積,從而提高著線可靠性與穩(wěn)定性;Molding以前主若是增加表面潔淨(jìng)度與接觸面積,以便改良表面分子活性!參數(shù)設(shè)置:Power:300WPressure