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【半导体篇】真空等离子清洗机如何攻克半导体四大核心工艺难题?

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半导体封装领域,精度与可靠性是永恒的追求。随着芯片集成度不断提升,纳米级的污染物都可能导致封装失效。真空等离子清洗技术凭借 “精准清洁 - 活化 - 改性” 的三位一体优势,成为突破传统清洗瓶颈的关键技术,在金属处理、晶圆级封装、先进封装及陶瓷封装中发挥着不可替代的作用。




金属表面处理:

从分子级焕新到键合性能跃升




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铜引线框架去氧化


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铜合金引线框架表面的氧化层(CuO)是封装分层与键合失效的主要隐患。真空等离子清洗技术采用 Ar/H₂混合气体,通过氢自由基的化学还原与 氩离子的物理轰击协同作用,可将表面氧含量降至 0.1at% 以下,彻底剥离氧化层,为后续键合和封装提供 “分子级洁净” 的金属表面。


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焊盘活化与键合性能优化


芯片焊盘若残留光刻胶或氟化物,会阻碍金线键合。等离子清洗通过物理溅射增加表面粗糙度,形成纳米级锚定点,同时通过化学活化引入极性基团(如 - OH、-COOH)。这一过程使键合拉力均匀性提升30% 以上,并可降低键合所需的温度和压力,在提升效率的同时减少芯片损伤,从源头保障键合可靠性。
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晶圆级封装:

原子级洁净的极致追求




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凸点工艺前的 “零缺陷” 保障


晶圆凸点(Bumping)对表面洁净度要求严苛,微米级孔洞内的有机物或金属离子残留可能导致凸点塌陷。等离子清洗能穿透细微结构,有效清除氟污染、金属盐等污染物,为电镀或焊料沉积提供原子级清洁表面,显著降低后续工艺的缺陷率,确保凸点与晶圆的高质量结合。


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光刻胶剥离的绿色替代方案


传统湿法去胶依赖强酸强碱,易损伤晶圆结构并产生化学废液。等离子干法清洗以 氧自由基 为 “清洁剂”,通过氧化分解光刻胶,实现无残留、无损伤去胶,精度更高且环保无害,契合半导体制造的绿色化、精细化趋势。




先进封装:

应对三维集成的清洁挑战




1.倒装芯片焊接的界面优化

倒装焊前,芯片与载板表面的焊料氧化膜(如 SnO₂)会影响焊接界面的导电性和机械强度。等离子清洗可快速清除氧化膜,优化界面活性,增强焊料与基材的结合力,确保焊接接点的高导电性与可靠性


2. TSV 孔内清洁

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在 3D 封装的 TSV(硅通孔)工艺中,高深宽比(如 10:1 以上)的孔道内常残留绝缘层或蚀刻副产物,导致电阻升高。等离子体凭借优异的深孔穿透能力,可均匀去除孔壁污染物,保障垂直互连的电性能稳定性,为 3D 集成的高密度互连奠定基础。




陶瓷封装

表面改性提升封装气密性




1.陶瓷基板净化预处理

陶瓷基板表面吸附的金属浆料残留会降低电镀 Ni/Au 的质量。等离子清洗通过去除污染物并激活表面活性,使镀层附着力提升50%,确保导电层均匀致密,避免因镀层缺陷导致的信号传输或可靠性问题。


2.密封界面强化技术

 陶瓷盖板与金属密封区的结合需超高洁净度。等离子处理后,表面活性增强,环氧树脂可更均匀地填充界面,使封装气密性达<20mtorr/min,满足航空航天、汽车电子等高端领域对高可靠性密封的严苛要求。



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鹏硕等离子技术

驱动封装工艺革新


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从金属表面的分子级清洁到晶圆孔道的原子级净化,真空等离子清洗技术以非接触、高精度、环保的特性,深度融入半导体封装的每一个关键环节。随着芯片制造向更小尺寸、更高集成度发展,对表面处理的要求也将不断提升,等离子清洗技术的价值也将进一步凸显。

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在半导体表面处理领域,鹏硕始终专注于真空等离子技术的创新与应用。其研发的真空等离子除胶机(PS-137H),针对光刻胶剥离等难题,采用高效干法工艺,实现无损伤、无残留的清洁效果,显著提升生产效率与产品良率。无论是晶圆级封装还是先进封装工艺,鹏硕真空等离子除胶机均以卓越的性能,为半导体制造的可靠性保驾护航,成为行业值得信赖的合作伙伴。


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