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WB工艺报告;一、IC封装发展趋势;1.4封装密度正愈来愈高

封装密度的提高有三方面：

（1）硅片的封装效率=硅芯片面积/封装所占印制板面积

=Sd/Sp不断提高；

（2）封装的高度不断降低；

（3）引线节距不断缩小；

引线布置从封装的两侧发展到封装的四周，到封装的底面。这样使单位封装体积的硅密度和引线密度都大大提高。;等离子体清洗技术的最大特点是不分处理对象的基材类型，均可进行处理，对金属、半导体、氧化物和大多数高分子材料，如聚丙烯、聚脂、聚酰亚胺、聚氯乙烷、环氧、甚至聚四氟乙烯等都能很好地处理，并可实现整体和局部以及复杂结构的清洗。正确的等离子体清洗不会在表面产生损伤层，表面质量得到保证；由于是在真空中进行，不污染环境，保证清洗表面不被二次污染。;2.1.2.1等离子清洗分类

等离子体与固体表面发生反应可以分为物理反应（离子轰击）和化学反应。物理反应机制是活性粒子轰击待清洗表面，使污染物脱离表面最终被真空泵吸走；化学反应机制是各种活性的粒子和污染物反应生成易挥发性的物质，再由真空泵吸走挥发性的物质。;（2）化学反应

在化学反应里常用的气体有氢气（H2）、氧气（O2）、甲烷（CF4）等，这些气体在电浆内反应成高活性的自由基，这些自由基会进一步与材料表面作反应。其反应机理主要是利用等离子体里的自由基来与材料表面做化学反应，在压力较高时，对自由基的产生较有利，所以若要以化学反应为主时，就必须控制较高的压力来近进行反应。例如氧气等离子体形成过程如下：

;2.1.2.2等离子种类;2.1.2.3等离子体与物体表面的作用

在等离子体中，除了气体分子、离子和电子外，还存在受到能量激励状态的电中性的原子或者原子团（又称自由基），以及等离子体发射出的光线，其中波的长短、能量的高低在等离子体和物质表面相互作用时有着重要作用。

（1）原子团等自由基与物质表面的反应

由于这些自由基呈电中性，存在寿命较长，而且在等离子体中的数量多于离子，因此自由基在等离子体中发挥着重要作用，自由基的作用主??表现在化学反应过程中能量传递的“活化”作用，处于激发状态的自由基具有较高的能量，因此易与物质表面分子结合时形成新的自由基，新形成的自由基同样处于不稳定的高能量状态，很可能发生分解反应，再变成较小分子的同时生成新的自由基，这种反应过程还可能继续进行下去，最后分解成水、二氧化碳之类的简单分子。在另一些情况下，自由基与物质表面分子结合的同时，会释放出大量的结合能，这种能量又成为引发新的表面反应推动力，从而引发物质表面上的物质发生化学反应而被除去。;2.1.3等离子清洗应用

在微电子封装的生产过程中，由于指印、助焊剂、各种交叉污染、自然氧化等，器件和材料表面会形成各种沾污，这些沾污会明显地影响封装生产过程中的相关工艺质量。使用等离子体清洗可以很容易清除掉生产过程中所形成的这些分子水平的污染，保证工件表面原子与即将附着材料的原子之间紧密接触，从而有效地提高引线键合强度，改善芯片粘接质量，减少封装漏气率，提高元器件的性能、成品率和可靠性。国内某单位在铝丝键合前采用等离子体清洗后，键合成品率提高10％，键合强度一致性也有提高。

在微电子封装中，等离子体清洗工艺的选择取决于后续工艺对材料表面的要求、材料表面的原有特征、化学组成以及污染物的性质等。通常应用于等离子体清洗的气体有氩气、氧气、氢气、四氟化碳及其混合气体等。;（2）等离子体清洗对基板焊盘的影响

引线键合是基板和芯片之间的主要连接方式之一，在微电子封装中，基板和芯片之间有大量的引线键合。除了引线丝质量、超声能量、时间、压力和温度对引线键合产生影响外，基板上焊盘的表面特性对其也有重要的影响。基板焊盘上的污染物（如氧化物和碳氢化合物）会降低表面质量和明显地降低引线键合的成功率，弥散于空间中的污染含量达到1g/m3就会极大地影响引线键合的强度。因此在引线键合前清洗焊盘表面是十分重要的。;(3)等离子体清洗铜引线框架

引线框架封装仍是目前封装的主流，铜合金由于具有良好的导热性能、电性能、加工性能以及较低的价格被用作主要的引线框架材料。但是铜的氧化物和其他的一些污染物会造成模塑料与铜引线框架分层，降低器件的可靠性，进而影响到芯片粘接和引线键合的质量。因此保持引线框架的清洁是保证封装可靠性重要的一步。

试验结果表明，氧化时间的增长会降低拉力。氧化物厚度的增长也会降低引线键合区上键合丝的拉力。当引线框架经过预氧化和等离子体清洗后，拉力得到了大幅度的提高，