一文了解等离子表面清洗技术在IC封装领域内的应用将越来越广泛

最近几年芯片行业有个特别火的话题,就是IC封装工艺的升级。不知道大家有没有发现,现在手机里的芯片越来越小,性能却越来越强,这背后除了制程工艺进步,封装技术的突破也功不可没。说到封装技术,就不得不提一个关键环节——表面清洗。传统的湿法清洗慢慢被更先进的等离子清洗取代,这种技术正在悄悄改变整个半导体行业的游戏规则。


一文了解等离子表面清洗技术在IC封装领域内的应用将越来越广泛(图1)


等离子清洗到底是个啥技术呢?简单来说就是用等离子体轰击物体表面。听着有点科幻对吧?其实原理不难理解。把气体通入真空腔体,加上高频电场,气体分子就会被电离成带电粒子,形成所谓的等离子体。这些高能粒子撞击到芯片表面时,能把污染物彻底分解,连纳米级的杂质都不放过。相比传统化学药水清洗,这种方法既环保又高效,还不会损伤芯片结构。深圳诚峰智造这类专业设备厂商推出的新一代等离子清洗机,已经能实现全自动精准控制,清洗效果比人工操作稳定得多。

为什么IC封装特别需要这种技术呢?现在的芯片封装可比以前复杂太多了。像常见的BGA、CSP这些先进封装形式,要把几十层材料紧密贴合在一起,任何微小污染物都会导致分层或虚焊。传统清洗方法对付有机残留还行,遇到金属氧化层就力不从心了。等离子清洗的厉害之处在于,它能根据不同材料选择合适的气体组合。比如氧气擅长处理有机物,氩氢混合气专克金属氧化物。有封装厂测试发现,采用等离子清洗后,焊点良率直接提升了15%,这数字在量产环节简直能救命。

具体到封装流程里,等离子技术主要在三个环节发威。首先是芯片贴装前的基板处理,这时候清洗质量直接决定后续焊接效果。其次是塑封前的表面活化,能让环氧树脂和芯片结合得更牢固。最后是切割后的去胶渣,避免毛刺影响封装可靠性。业内朋友应该知道,现在5G芯片的AiP天线封装对工艺要求变态级严格,很多大厂都把等离子清洗列为标准工序。像华为海思这类头部设计公司,在新品导入阶段就会明确要求封装厂配备等离子设备。

未来这技术还会玩出什么新花样?从行业动态来看,有两个方向特别值得关注。一个是低温等离子体技术,适合对温度敏感的柔性电子封装。另一个是常压等离子清洗,能省去真空系统降低成本。听说有些研究机构在开发等离子清洗+表面改性的一体化方案,处理完直接镀膜,这要是量产化绝对能掀起新一波工艺革命。国内像中芯长电这些封装大厂,这两年都在疯狂扩建等离子清洗产线,明摆着是押注下一代封装技术。

可能有人会问,这技术难道没缺点吗?实话实说,设备投入确实比传统方法高,但算长期账反而更划算。毕竟省了化学废液处理费用,还能减少返工损失。现在设备商都在推模块化设计,小厂也能根据需求灵活选配。要是你们工厂还在用老式清洗方法,真该考虑升级了。毕竟在芯片行业,工艺落后半步可能就接不到高端订单了。下次路过半导体展会,建议去等离子设备展台转转,现场演示比看文章直观多了。

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