Плазменная очистка упаковки удаляет микроскопические загрязнения, которые могут привести к сбоям в работе полупроводниковых устройств. В 2,5D и 3D упаковке интегральных схем даже небольшие остатки могут ослабить электрические соединения или снизить прочность сцепления.
Плазменная обработка используется на ключевых этапах процесса упаковки. К ним относятся подготовка поверхности перед склеиванием и инкапсуляцией.
В этой статье объясняется, как плазменная обработка поверхности повышает выход годной продукции, поддерживает технологии чиплетной обработки и FOWLP, а также повышает надежность межсоединений.
Изучение процесса плазменной очистки в полупроводниковой упаковке
Что такое плазменная очистка и для чего она используется?
Плазменная очистка — это сухой процесс, используемый для удаления загрязнений с поверхностей материалов. В нем используется ионизированный газ для разрушения органических остатков и оксидных слоев.
В этом процессе не используются химические вещества. Вместо этого он основан на применении энергетических частиц для очистки поверхностей без повреждения чувствительных компонентов.
Три ключевых вывода
- Удаляет загрязнения на микроскопическом уровне.
- Улучшает прочность сцепления и поверхностную энергию.
- Поддерживает передовые процессы упаковки полупроводников.
Плазма — это четвёртое агрегатное состояние вещества. Она содержит свободные электроны и ионы, которые реагируют с поверхностными загрязнениями.
Решение проблем загрязнения в 2,5D и 3D интегральных схемах
Почему загрязнение становится критической проблемой
По мере усложнения конструкции упаковки, поверхности становятся меньше и более чувствительными. В 3D-микросхемах и чиплетных архитектурах увеличивается плотность межсоединений.
Даже следовые загрязнения внутри структур TSV или контактных площадок могут привести к отказу.
В структурах TSV с глубиной более 50 мкм удаление загрязнений с помощью влажной очистки становится затруднительным. Плазменная обработка позволяет равномерно очищать внутренние отверстия без задержки жидкости.
Эти проблемы напрямую влияют на электрические характеристики и долговременную стабильность.
Почему традиционные методы уборки неэффективны
Влажная химическая очистка не может проникнуть в глубокие структуры, такие как отверстия в сквозных межсоединениях или тонкие межсоединения. Она также может оставлять остатки или повреждать материалы.
Плазменная обработка электроники Решает эту проблему, обрабатывая сложные геометрические формы и обеспечивая равномерную очистку.
Повышение производительности и надежности за счет обработки поверхности.
Как плазма повышает производительность межсоединений
Надежность соединений зависит от чистоты поверхностей. При наличии загрязнений соединение ослабевает или становится нестабильным.
Плазменная обработка поверхности увеличивает поверхностную энергию. Это улучшает адгезию между материалами при склеивании или упаковке.
Оно также подготавливает поверхности для таких процессов, как... проволочное соединение, сборка методом флип-чип, заполнение подложки и инкапсуляция.
Повышение выхода годной продукции в современных упаковочных технологиях.
Урожай Потери часто происходят из-за скрытого загрязнения. Плазменная очистка удаляет следы органических загрязнений из глубоких пор TSV, снижая частоту отказов электрических соединений.
TSV (Through-Silicon Via) — это вертикальное электрическое соединение, используемое в 3D-упаковке интегральных схем.
Типичный плазменная очистка Используется кислород или аргон под низким давлением (10–500 мТорр). Радиочастотная мощность (обычно 13,56 МГц) генерирует реакционноспособные частицы, которые удаляют органические остатки и активируют поверхности.
Согласно промышленным данным, этот процесс повышает стабильность склеивания и снижает процент дефектов.
Поддержка современных технологий упаковки
Обеспечение интеграции 3D-интегральных схем и чиплетов.
В проектировании 3D-интегральных схем и чиплетных конструкций используются вертикальное расположение элементов и плотные межсоединения.
Плазменная обработка обеспечивает чистоту каждого контакта перед соединением. Это уменьшает количество дефектов и улучшает электрические характеристики.
Внедрение технологии FOWLP и упаковки на уровне пластины.
Технология Fan-Out Wafer-Level Packaging (FOWLP) требует равномерного состояния поверхности на больших площадях.
Плазменная обработка обеспечивает равномерное удаление загрязнений по всей поверхности пластины. Это повышает стабильность процесса и снижает объем доработок.
Понимание процесса плазменной очистки
Как это работает, шаг за шагом
Плазменная очистка обнажает поверхности. ионизированный газ в контролируемых условиях.
Процесс включает в себя:
- Ионизация газа с использованием подводимой энергии
- Образование реактивных частиц
- Взаимодействие с поверхностными загрязнениями
- Удаление путем химической реакции или распыления.
Этот процесс бесконтактный и не повреждает деликатные материалы.
Типы используемых плазменных систем
| Тип системы | Приложение |
| Атмосферная плазма | Активация поверхности в режиме реального времени |
| Вакуумная плазма | Глубокая очистка сквозных межсоединений и сложных конструкций. |
| Автоматизированные системы | Высокопроизводительная обработка полупроводников |
Вакуумная плазма Эти системы эффективны для равномерной обработки трехмерных структур.
Инженерные преимущества в производственных условиях
Непрерывная работа и стабильность системы
Система использует импортные основные компоненты для обеспечения стабильной работы и непрерывной круглосуточной эксплуатации.
Функции автоматизации, такие как управление с помощью ПЛК и интеграция с робототехникой, обеспечивают единообразие технологических процессов на всех производственных линиях.
Повышение эффективности процессов и экологические преимущества
Плазменная очистка — это сухой процесс. Он исключает необходимость использования химических растворителей и уменьшает количество отходов.
Это также снижает эксплуатационные расходы и улучшает контроль технологических процессов в полупроводниковом производстве.
Заключение
В области упаковки полупроводниковых компонентов наблюдается тенденция к уменьшению технологических параметров и повышению плотности интеграции. Подготовка поверхности становится все более важной.
Упаковка, обработанная плазмой, способствует повышению выхода годной продукции и снижению количества дефектов. Она также уменьшает колебания сопротивления межсоединений и проблемы с соединением.
Технология KeyLink Компания предоставляет плазменные системы для промышленного производства. стандарты ИСО и обслуживает такие отрасли, как электроника, автомобилестроение и производство медицинского оборудования.
Если вам необходимо более прочное соединение и меньшее количество дефектов, вы можете ознакомиться с ассортиментом систем плазменной обработки поверхностей от KeyLink Technology.
Часто задаваемые вопросы
Каким образом плазма улучшает адгезию?
Оно увеличивается поверхностная энергия, что позволяет материалам более эффективно склеиваться.
Может ли плазменная очистка проникать в глубокие структуры, такие как сквозные сосуды?
Да. Оно может очищать мелкие и труднодоступные места, куда не может добраться влажная чистка.
Плазменная очистка лучше влажной?
Это позволяет избежать образования химических остатков и обеспечивает равномерную очистку сложных геометрических форм.
