Mit der Miniaturisierung und Stapelung von Halbleiterbauelementen werden die Grenzfl\u00e4chen zwischen den Materialien zum Hauptrisiko f\u00fcr die Zuverl\u00e4ssigkeit. Dreidimensionale integrierte Schaltungen (ICs), Flip-Chip-Baugruppen und hochdichte Ball-Grid-Arrays (BGAs) sind allesamt auf saubere, hochenergetische Oberfl\u00e4chen angewiesen, um unter Temperaturwechseln, mechanischer Belastung und jahrelangem Betrieb stabil zu bleiben.<\/p>\n\n\n\n
Wenn diese Oberfl\u00e4chen kontaminiert sind, sind die Folgen vorhersehbar:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Organische R\u00fcckst\u00e4nde und nat\u00fcrliche Oxide verringern die Oberfl\u00e4chenenergie und verhindern eine ordnungsgem\u00e4\u00dfe Haftung der Klebstoffe.<\/li>\n\n\n\n
- Durch das Ausbluten des Epoxidharzes entstehen Hohlr\u00e4ume an kritischen Grenzfl\u00e4chen.<\/li>\n\n\n\n
- R\u00fcckst\u00e4nde in Strukturen mit hohem Aspektverh\u00e4ltnis verursachen Delaminationen, L\u00f6tstellenerm\u00fcdung und Ertragsverluste, die sich erst sp\u00e4t im Montageprozess bemerkbar machen.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Herk\u00f6mmliche chemische Reinigungsmittel beseitigen grobe Verschmutzungen, k\u00f6nnen aber nicht in Strukturen mit hohem Aspektverh\u00e4ltnis eindringen. Plasmabehandlung<\/a> wird durch einen einzigen Trockenprozess ersetzt, der die Oberfl\u00e4chenmorphologie ber\u00fchrungslos, ohne Chemikalien und ohne Besch\u00e4digung empfindlicher Strukturen reinigt, aktiviert und modifiziert.<\/p>\n\n\n\n
TSV-Plasmareinigung und Reinigung mit hohem Aspektverh\u00e4ltnis<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Durchkontaktierungen z\u00e4hlen zu den anspruchsvollsten Reinigungsherausforderungen in der Halbleiterfertigung. Der \u00c4tzprozess, der sie erzeugt, hinterl\u00e4sst Fotolackreste, Fluorkohlenstoff-Passivierungsschichten und organische Verunreinigungen an den Seitenw\u00e4nden. Fl\u00fcssige Reinigungsmittel k\u00f6nnen diese Strukturen nicht gleichm\u00e4\u00dfig erreichen.<\/p>\n\n\n\n
Die TSV-Plasmareinigung entfernt organische Verunreinigungen von den Seitenw\u00e4nden mithilfe von Sauerstoff- oder Wasserstoffplasma-Gemischen. Diese reagieren mit den R\u00fcckst\u00e4nden und wandeln sie in fl\u00fcchtige Nebenprodukte um, die aus der Kammer entfernt werden. Das Ergebnis ist eine saubere, chemisch aktive Oberfl\u00e4che, die eine gleichm\u00e4\u00dfige Haftung von Barriere- und Keimschichten w\u00e4hrend der Metallabscheidung erm\u00f6glicht.<\/p>\n\n\n\n
Eine Reinigung mit hohem Aspektverh\u00e4ltnis verhindert eine unvollst\u00e4ndige Reinigung, die zu Leckstr\u00f6men und offenen Stromkreisen f\u00fchrt \u2013 ein Ausbeuteproblem, das sich mit zunehmender Via-Dichte in fortschrittlichen 3D-Stapelarchitekturen noch versch\u00e4rft.<\/p>\n\n\n\n
Haftung des Unterf\u00fcllmaterials und Zuverl\u00e4ssigkeit von Flip-Chips<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
![\"Prozessvisualisierung\"](\"https:\/\/www.keylinktech.com\/wp-content\/uploads\/2026\/03\/underfill-adhesion-and-flip-chip-reliability.webp\")
<\/figure>\n\n\n\nKapillarunterf\u00fcllung sch\u00fctzt Flip-Chip-L\u00f6tstellen vor der mechanischen Belastung durch Temperaturwechsel. Ihre Wirksamkeit h\u00e4ngt davon ab, wie gut sie die Chippassivierung und die Substratoberfl\u00e4che benetzt und dar\u00fcber flie\u00dft. Eine geringe Oberfl\u00e4chenenergie verlangsamt den Fluss, f\u00fchrt zu Hohlr\u00e4umen und l\u00e4sst Bereiche der L\u00f6tstelle ungesch\u00fctzt.<\/p>\n\n\n\n
Durch die Plasmabehandlung vor dem Underfill-Dispensing wird die Oberfl\u00e4chenenergie erh\u00f6ht und eine hydrophile Oberfl\u00e4che erzeugt, die den Kapillarfluss beschleunigt und eine blasenfreie Abdeckung gew\u00e4hrleistet. Haftung des Unterf\u00fcllmaterials<\/a> Sowohl die Chippassivierung als auch das Substrat werden deutlich verbessert, und auch die Gleichm\u00e4\u00dfigkeit der Abrundungsh\u00f6he verbessert sich dadurch.<\/p>\n\n\n\n
Bei dielektrischen Materialien mit niedriger Dielektrizit\u00e4tskonstante, die unter thermischer Belastung besonders anf\u00e4llig f\u00fcr Delamination sind, ist die plasmaaktivierte Haftung des Unterf\u00fcllmaterials der entscheidende Unterschied zwischen einem Geh\u00e4use, das die thermische Zykluspr\u00fcfung besteht, und einem, das sie nicht besteht.<\/p>\n\n\n\n
Oberfl\u00e4chenvorbereitung und Drahtbonden des Leadframes<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Bei Geh\u00e4usen mit Leadframes lagern sich w\u00e4hrend der Handhabung und Lagerung Oxidationsr\u00fcckst\u00e4nde und organische Ablagerungen auf Kupfer- und Nickeloberfl\u00e4chen ab. Diese schw\u00e4chen die Drahtverbindungen, beeintr\u00e4chtigen die Haftung der Vergussmasse und schaffen Korrosionswege.<\/p>\n\n\n\n
Die Oberfl\u00e4chenvorbereitung von Leadframes mittels Plasma entfernt Oxidationen durch Wasserstoffplasma-Reduktion und organische Verunreinigungen durch Sauerstoffplasma-Chemie. Die resultierende Oberfl\u00e4che ist sauber und chemisch aktiv und frei von schwachen Metallbindungen, die zu Drahtbondfehlern f\u00fchren.<\/p>\n\n\n\n
Dadurch wird die Haftfestigkeit messbar erh\u00f6ht, das Ausbluten des Epoxidharzes reduziert und die Gesamtdichtigkeit der Verpackung verbessert.<\/p>\n\n\n\n
Zuverl\u00e4ssigkeit der BGA-Verbindung und Oberfl\u00e4chenvorbereitung<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Ball-Grid-Array-Geh\u00e4use konzentrieren eine hohe Dichte an L\u00f6tstellen auf kleinem Raum, die bei jedem Erhitzen und Abk\u00fchlen des Bauteils thermomechanischen Belastungen ausgesetzt sind. Nat\u00fcrliches Oxid auf den Kupferpads verringert die Benetzbarkeit, erzeugt Hohlr\u00e4ume und schw\u00e4cht die L\u00f6tstellen.<\/p>\n\n\n\n
Die Zuverl\u00e4ssigkeit von BGA-Verbindungen verbessert sich, wenn die Oxidschicht unmittelbar vor dem Aufbringen der L\u00f6tperlen durch Plasmareinigung entfernt wird. Dadurch entsteht eine saubere Kupferoberfl\u00e4che, die eine gleichm\u00e4\u00dfige Benetzung mit Lot gew\u00e4hrleistet. Plasmabehandelte Substrate weisen messbare Verbesserungen hinsichtlich Scherzugfestigkeit und Temperaturwechselbest\u00e4ndigkeit auf. In manchen Konfigurationen reduziert die Plasmabehandlung die Abh\u00e4ngigkeit von aggressiven Flussmitteln so weit, dass eine vollst\u00e4ndig flussmittelfreie Montage m\u00f6glich wird.<\/p>\n\n\n\n
Prozess\u00fcbergreifende Zuverl\u00e4ssigkeit: Mit und ohne Plasma<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Prozessschritt<\/strong><\/td> Ohne Plasma<\/strong><\/td> Mit Plasma<\/strong><\/td><\/tr> TSV-Vorf\u00fcllung<\/td> Fotolackr\u00fcckst\u00e4nde verursachen Hohlr\u00e4ume und Unterbrechungen.<\/td> Saubere Seitenw\u00e4nde, gleichm\u00e4\u00dfige Metallabscheidung, keine Lufteinschl\u00fcsse<\/td><\/tr> Unterf\u00fcllung<\/td> Niedrige Oberfl\u00e4chenenergie, schlechte Str\u00f6mung, Hohlraumbildung<\/td> Hohe Oberfl\u00e4chenenergie, schneller Kapillarfluss, porenfrei<\/td><\/tr> BGA-L\u00f6tanschluss<\/td> Nat\u00fcrliches Oxid, schlechte Benetzbarkeit, schwache Verbindungen<\/td> Saubere Kupferpads, starke, gleichm\u00e4\u00dfige L\u00f6tverbindungen<\/td><\/tr> Drahtbonden<\/td> Oxidation und R\u00fcckst\u00e4nde schw\u00e4chen die Bindungsst\u00e4rke<\/td> Aktive Oberfl\u00e4che, h\u00f6here Haftfestigkeit, geringeres Ausbluten<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n Die atmosph\u00e4rischen Plasmasysteme von Keylink, einschlie\u00dflich der PL-5050<\/a> Und PL-5050P<\/a> Mit Behandlungsbreiten bis zu 110 mm und verschiedenen D\u00fcsenkonfigurationen eignen sie sich hervorragend f\u00fcr die Inline-Oberfl\u00e4chenvorbereitung von Leadframes, Substraten und BGAs. F\u00fcr Anwendungen im Bereich Packaging bietet Keylink entsprechende Ressourcen. Plasma-Oberfl\u00e4chenbehandlung f\u00fcr PE-Verpackungen<\/a> veranschaulicht, wie dasselbe Aktivierung<\/a> Die Prinzipien gelten f\u00fcr alle Materialarten.<\/p>\n\n\n\n