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1、2021/8/23 最新 PPT 1工作原理工作原理清潔效果的檢驗(yàn)清潔效果的檢驗(yàn) Pull and Shear tests Water contact angle measurement Auger Electron Spectroscopic AnalysisPlasma機(jī)構(gòu)原理圖機(jī)構(gòu)原理圖Plasma產(chǎn)生的原理產(chǎn)生的原理Plasma產(chǎn)生的條件產(chǎn)生的條件Ar/O2 Plasma的原理的原理Plasma ProcessPlasma Parameter(pc32系列系列)Plasma 功效功效早期,日本為了迎合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

2、來，當(dāng)DM工藝后，經(jīng)過烘烤，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2021/8/23 最新 PPT 2工作原理工作原理l當(dāng)當(dāng)chamber內(nèi)部之壓力低到某一程度內(nèi)部之壓力低到某一程度(約約10-1 torr左右左右)時(shí)時(shí),氣態(tài)正離子開始往負(fù)電極移動(dòng)氣態(tài)正離子開始往負(fù)電極移動(dòng),由于受電場(chǎng)作用會(huì)加速撞擊負(fù)電極板由于受電場(chǎng)作用會(huì)加速撞擊負(fù)電極板,產(chǎn)生產(chǎn)生電極板表面原子電極板表面原子,雜質(zhì)分子和離子以及二次雜質(zhì)分子和離子以及二次電子

3、電子(e-)等等,此此e-又會(huì)受電場(chǎng)作用往正電極又會(huì)受電場(chǎng)作用往正電極方向移動(dòng)方向移動(dòng),于移動(dòng)過程會(huì)撞擊于移動(dòng)過程會(huì)撞擊chamber內(nèi)之內(nèi)之氣體分子氣體分子(ex.:Ar原子原子等等),產(chǎn)生產(chǎn)生Ar+等氣態(tài)等氣態(tài)正離子正離子,此此Ar+再受電場(chǎng)的作用去撞擊負(fù)電極再受電場(chǎng)的作用去撞擊負(fù)電極板板,又再產(chǎn)生表面原子以及二次電子又再產(chǎn)生表面原子以及二次電子(e-)等等,如此周而復(fù)始之作用即為如此周而復(fù)始之作用即為Plasma產(chǎn)生之原產(chǎn)生之原理理.13.56MHz+Are-+Are-PCBAr高頻電極地極2021/8/23 最新 PPT 3檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)方法-Pull and Shear testlPu

4、ll and Shear test 應(yīng)用最為廣泛應(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2021/8/23 最新 PPT 4檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)方法-Pull and Shear testl應(yīng)用最為廣泛應(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)很差擴(kuò)散效果會(huì)很差,而經(jīng)清洗后的基板則會(huì)很好而經(jīng)清洗后的基板則會(huì)很好.Contact Angle =2清 洗 前清 洗 前(角 度角 度)清 洗 后清 洗 后(角 度角 度)No.17710No.27617

5、No.37616No.47812No.573.614No.17410No.271.69No.37012No.47212No.57511RX3RX5最高點(diǎn)2021/8/23 最新 PPT 5檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)方法-Pull and Shear testlAuger Electron Spectroscopic(AES)此測(cè)試為此測(cè)試為Pad表面材料的分析表面材料的分析,Plasma清洗前后清洗前后的的Pad表面材料會(huì)發(fā)生明顯變化表面材料會(huì)發(fā)生明顯變化,此方法可以測(cè)定此方法可以測(cè)定Pad表面材料的成分表面材料的成分.是目前最好的是目前最好的Plasma效果測(cè)試效果測(cè)試手段手段,但設(shè)備昂貴但設(shè)備昂貴.清洗

6、前清洗前(%)清洗后清洗后(%)Au62.479.16Cu3.4-Ni3.2-O10.718.22C17.8712.62S2.42-2021/8/23 最新 PPT 6Plasma機(jī)構(gòu)原理圖機(jī)構(gòu)原理圖2021/8/23 最新 PPT 7Plasma產(chǎn)生的條件產(chǎn)生的條件l足夠的反應(yīng)氣體和反應(yīng)氣壓l反應(yīng)產(chǎn)物須能高速撞擊清洗物的表面l具有足夠的能量供應(yīng)l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Vacuum Pump將其抽走lPump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2021/8/23 最新 PPT 8O2 PlasmaO2是利用自由原子以化學(xué)方法蝕除有機(jī)物的

7、,O2+e-2Oe CO2+H2Oe 優(yōu)點(diǎn):清洗速度比較快,并且清洗的效果顯著,比較干凈缺點(diǎn):不適宜易氧化的材料的清洗有機(jī)物2021/8/23 最新 PPT 9Ar Plasma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)鍵并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2021/8/23 最新 PPT 10Plasma Process:Energetic Process(積極的處理)適合于Etching/cleaningModerate Pr

8、ocess(中等的處理)適合于表面活化2021/8/23 最新 PPT 11Plasma Parameter(Pc32系列系列)lElectrode configuration（形成電場(chǎng)）lProcess gas selected for use（Ar）lFlow rate/pressure of selected gas(2cc/min)lAmount of RF energy applied to the vacuum pumplVacuum chamber threshold pressure（0.2Mpa)2021/8/23 最新 PPT 12Plasma 功效功效W/B的主要污染物為

9、的主要污染物為:SMT殘留物:松香:主要成分為Polyethylene(聚乙烯聚乙烯)Polypropylene(聚丙烯聚丙烯)等有機(jī)物;癸烷:(SMT清洗液殘留物)主要成分:Pdystyrene(聚苯乙烯聚苯乙烯)Mylar(聚酯薄膜聚酯薄膜)等有機(jī)物;金屬表面氧化物;已經(jīng)硬化的光敏元素:,如:焊錫等無機(jī)物;空氣中的各種有機(jī)無機(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)硬化焊錫等無機(jī)物卻物能為力!2021/8/23 最新 PPT 13表表 面面 活活 化化表面活化主要用于聚合體表面活化主要用于聚合體(Polymers),Polymers),通過通過Pla

10、smaPlasma的洗的洗,(,(在在O2O2或或Ar PlasmaAr Plasma中進(jìn)行短暫的暴光即可中進(jìn)行短暫的暴光即可),),可以增加表面的可以增加表面的粘著力粘著力.原理原理:通過通過Plasma,清除表面的污染物清除表面的污染物,使其表面變粗使其表面變粗,可可以暴露出更多的表面區(qū)域以暴露出更多的表面區(qū)域,以建立以建立miniature dipoles(微形微形的雙極子的雙極子),從而增加電性的粘著力從而增加電性的粘著力.具體請(qǐng)見具體請(qǐng)見2021/8/23 最新 PPT 14目前使用的目前使用的Ar的成份的成份lAr=99.99%lN2=55 ppmlO2=10 ppmlH2=5 p

11、pmlH2O=20 ppml總的碳含量總的碳含量=10 ppm2021/8/23 最新 PPT 15Ar的純度與清洗的效果的純度與清洗的效果l在在PlasmaPlasma清洗時(shí)清洗時(shí),首先利用首先利用Vacuum pumpVacuum pump將將ChamberChamber內(nèi)的空氣抽至設(shè)定的內(nèi)的空氣抽至設(shè)定的gas stable(gas stable(不可不可能將空氣完全抽空能將空氣完全抽空),),然后就開始注入然后就開始注入Ar,Ar,當(dāng)當(dāng)ArAr的含量達(dá)到設(shè)定的體積后的含量達(dá)到設(shè)定的體積后(通過監(jiān)控通過監(jiān)控ChamberChamber的的壓力值壓力值),),RF ON,PlasmaRF

12、ON,Plasma產(chǎn)生產(chǎn)生.l因而因而,在反映中在反映中ArAr與一定數(shù)量的空氣同時(shí)存在與一定數(shù)量的空氣同時(shí)存在;l當(dāng)當(dāng)ArAr的純度不足的純度不足,即空氣的成分稍多時(shí)即空氣的成分稍多時(shí),也不會(huì)也不會(huì)有太多的影響有太多的影響(ArAr分子數(shù)量分子數(shù)量分子間隔分子間隔.2021/8/23 最新 PPT 16Normalized Energy Distributionl分裂分子所須的分裂分子所須的能量能量(Dissociation)l原子離子化所需原子離子化所需的能量的能量(Ionization)Electron EnergyCross-sectionIonizationDissociationE

13、lectron Energy Distribution2021/8/23 最新 PPT 17實(shí)際應(yīng)用實(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Epoxy outgas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)推拉力來清洗后的基板可用打線后測(cè)推拉力來MonitorMonitor其清洗效果其清洗效果2021/8/23 最新 PPT 18實(shí)際應(yīng)用實(shí)際應(yīng)用2.用于WB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Molding compound與基板 的

14、結(jié)合.2.2其原理如下:Ar+e-Ar+2e-Ar+CxHy2021/8/23 最新 PPT 19#of#ofWire Size Pull#of Bond FailureLab#1DevicesWires(mils)TestFailuresRatePlasma Cleaned 2513801.55g60.43%Plasma Cleaned1001.03g1111%Control2513781.55g100.73%Control941.03g2324.50%Lab#2Plasma Cleaned5013751.03.5g80.58%Control5013751.03.5g261.89%Plasm

15、a 參數(shù)參數(shù)0.2 torr pressure;75 watts power;113 lpm vacuum.Plasma 效果表效果表（Bond yield)2021/8/23 最新 PPT 20未經(jīng)未經(jīng)Plasma結(jié)果結(jié)果經(jīng)經(jīng)Plasma后效后效果果Pull StrengthFsilure Mode42L52L4.7N16.5N16.5N17.8N26.3N26N16.7N16.2N14.52L2.92L5.1N24.42L2.22L3.22LAVG.STD.DEVIATION5.31.89Pull StrengthFsilure Mode7.7N16.8N13.9N16.2WB6.7WB4

16、.6N15.3WB4.7N16.4N17.1N18.3WB9.3N18N17.6WB6.1N1AVG.STD.DEVIATION6.651.57N1: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)試的影響對(duì)拉力測(cè)試的影響2021/8/23 最新 PPT 21結(jié)結(jié) 論論:綜上所述:在Wire Bonding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Wire Pull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Argon PLASMA將會(huì)對(duì)這些污染物進(jìn)行

17、很好得處理,并最大限度地蝕除污染物,從而提高著線質(zhì)量!2021/8/23 最新 PPT 22目前目前HYBIRD所使用所使用PLASMA:Argon Plasma-pc32P-M使用場(chǎng)合使用場(chǎng)合:Wire Bonding之前及Molding之前;主要作用主要作用: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凈度與接觸面積,以便改善表面分子活性!參數(shù)設(shè)置參數(shù)設(shè)置:Power:300W Pressure:0.22Torr Time:20S Gas Flow:5cc/

18、min效效 果果:目前P1,P2均為Argon Plasma,對(duì)無機(jī)顆粒有較好的清除效果,但由于其通過物理作用來處理表面有機(jī)物,所以速度較慢,效果也并不是很好;如果能結(jié)合O2 對(duì)有機(jī)物的化學(xué)作用,PLASMA的效果會(huì)更加明顯,建建 議議:用(Ar+O2)PLASMA 代替(Ar)PLASMA 2021/8/23 最新 PPT 23l9、人的價(jià)值，在招收誘惑的一瞬間被決定。人的價(jià)值，在招收誘惑的一瞬間被決定。22.7.2122.7.21Thursday,July 21,2022l10、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。*7/21/2022 5:08:11 AMl11、人總

19、是珍惜為得到。、人總是珍惜為得到。22.7.21*Jul-2221-Jul-22l12、人亂于心，不寬余請(qǐng)。、人亂于心，不寬余請(qǐng)。*Thursday,July 21,2022l13、生氣是拿別人做錯(cuò)的事來懲罰自己。、生氣是拿別人做錯(cuò)的事來懲罰自己。22.7.2122.7.21*July 21,2022l14、抱最大的希望，作最大的努力。、抱最大的希望，作最大的努力。2022年年7月月21日星期四日星期四*22.7.21l15、一個(gè)人炫耀什么，說明他內(nèi)心缺少什么。、一個(gè)人炫耀什么，說明他內(nèi)心缺少什么。2022年年7月月*22.7.21*July 21,2022l16、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。

20、、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。*7/21/2022l17、一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。、一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。*22.7.21謝謝大家謝謝大家2021/8/23 最新 PPT 24l9、人的價(jià)值，在招收誘惑的一瞬間被決定。人的價(jià)值，在招收誘惑的一瞬間被決定。22.7.2122.7.21Thursday,July 21,2022l10、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。*7/21/2022 5:08:12 AMl11、人總是珍惜為得到。、人總是珍惜為得到。22.7.21*Jul-2221-Jul-22l12、人亂于心，不寬余請(qǐng)。、人亂于心，不寬余

21、請(qǐng)。*Thursday,July 21,2022l13、生氣是拿別人做錯(cuò)的事來懲罰自己。、生氣是拿別人做錯(cuò)的事來懲罰自己。22.7.2122.7.21*July 21,2022l14、抱最大的希望，作最大的努力。、抱最大的希望，作最大的努力。2022年年7月月21日星期四日星期四*22.7.21l15、一個(gè)人炫耀什么，說明他內(nèi)心缺少什么。、一個(gè)人炫耀什么，說明他內(nèi)心缺少什么。2022年年7月月*22.7.21*July 21,2022l16、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。*7/21/2022l17、一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。、一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要

22、自強(qiáng)不息。*22.7.21謝謝大家謝謝大家2021/8/2325l9、人的價(jià)值，在招收誘惑的一瞬間被決定。人的價(jià)值，在招收誘惑的一瞬間被決定。22.7.2122.7.21Thursday,July 21,2022l10、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。*7/21/2022 5:08:12 AMl11、人總是珍惜為得到。、人總是珍惜為得到。22.7.21*Jul-2221-Jul-22l12、人亂于心，不寬余請(qǐng)。、人亂于心，不寬余請(qǐng)。*Thursday,July 21,2022l13、生氣是拿別人做錯(cuò)的事來懲罰自己。、生氣是拿別人做錯(cuò)的事來懲罰自己。22.7.2122.7.21*July 21,2022l14、抱最大的希望，作最大的努力。、抱最大的希望，作最大的努力。2022年年7月月21日星期四日星期四*22.7.21l15、一個(gè)人炫耀什么，說明他內(nèi)心缺少什么。、一個(gè)人炫耀什么，說明他內(nèi)心缺少什么。2022年年7月月*22.7.21*July 21,2022l16、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。*7/21/2022l17、一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。、一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。*22.7.21謝謝大家謝謝大家