Склеивание проводов является ключевым этапом в производстве полупроводников. Оно соединяет небольшие металлические провода, называемые соединительные провода, от чипа до его корпуса, чтобы устройство могло работать правильно.
Одной из наиболее распространенных причин выхода из строя соединительной проволоки является плохое очистка полупроводников. Загрязнение или низкая поверхностная энергия в местах соединения затрудняют правильное присоединение проводов.
Надежным решением является процесс плазменной очистки — сухой, точный и не повреждающий метод подготовки поверхностей к склеиванию.
В этой статье объясняется, как работает плазменная обработка поверхности, почему важна поверхностная энергия и как производители могут ее измерять и контролировать.
Почему соединение проводов не удается в производстве полупроводников
Нарушение соединения проводов обычно происходит из-за загрязнения поверхности контактных площадок или выводных рамок. Даже микроскопические частицы или остатки могут помешать проводу сформировать прочное соединение.
Распространенными источниками загрязнения являются:
- Окисление металлических поверхностей
- Органические остатки от упаковки или обработки
- Пыль или микроскопические частицы из производственной среды
Другим ключевым фактором является низкая поверхностная энергия. Если поверхность имеет плохую смачиваемость, клеи или металлы не будут хорошо связываться. Это может привести к таким проблемам, как:
- Отрыв во время склеивания
- Слабые электрические соединения
- Долгосрочные сбои в надежности
Как плазменная очистка улучшает очистку полупроводников
Плазменная очистка — также называется плазменная обработка поверхности — использует ионизированный газ для удаления загрязнений с поверхностей. Процесс сухой, бесконтактный и безопасный для деликатных полупроводниковых компонентов.
Вот как это работает:
- Плазменный очиститель создает ионизированный газ (плазму) при низком или атмосферном давлении.
- Плазма разрушает и удаляет органические загрязнения с поверхности.
- Он также увеличивает поверхностную энергию материала, улучшая эффективность сцепления.
Преимущества плазменной очистки при сварке полупроводниковых проводов:
- Удаляет частицы и органические остатки
- Увеличивает поверхностную энергию для лучшей адгезии
- Не повреждает чувствительные компоненты
- Легко интегрируется с автоматизированными производственными линиями
На современных линиях упаковки полупроводников многие компоненты поставляются на катушках и размещаются с помощью высокоскоростных машин Pick-and-Place. Перед присоединением кристалла или соединением проводов часто используется плазменная очистка для удаления микроскопических загрязнений с контактных площадок, выводных рамок или поверхностей кристалла. Это обеспечивает прочную адгезию и электрический контакт на последующих этапах.
Почему поверхностная энергия имеет значение для соединения проводов
Поверхностная энергия является критическим фактором для успешного соединения проводов. Чистая поверхность с высокой поверхностной энергией обеспечивает лучший контакт между соединительным проводом и подложкой.
Высокая поверхностная энергия улучшает:
- Смачиваемость — способность клея или расплавленного металла растекаться по поверхности.
- Прочность связи
- Последовательность процесса
Плазменная очистка изменяет химический состав поверхности, увеличивая поверхностную энергию без добавления химических остатков.
Как измерить поверхностную энергию при очистке полупроводников
Измерение поверхностной энергии является стандартным шагом для подтверждения эффективности плазменной очистки.
Существует два распространенных метода:
Измерение угла контакта
Подумайте об этом, как о проверке того, прилипает ли вода к поверхности или собирается в капли и скатывается.
Каплю жидкости помещают на поверхность:
- Если капля растекается и образует пологий угол, поверхность имеет высокая поверхностная энергия — идеально подходит для склеивания.
- Если он образует плотный шарик с крутым углом, поверхностная энергия слишком низкая.
Измерители угла контакта используются для измерения угла между каплей и поверхностью. Меньший угол означает лучшую смачиваемость и эффективность сцепления.
Тестирование Dyne Pen
Электронные тензорезисторы — это инструменты, заполненные жидкостями с известным поверхностным натяжением, которые используются для быстрой и практичной оценки поверхностной энергии.
Вот как это работает:
- На очищенной поверхности нарисуйте линию маркером.
- Посмотрите, равномерно ли распределяется жидкость или собирается в капли.
- Если чернила остаются растекшимися в течение короткого времени, не распадаясь, то поверхностной энергии, скорее всего, достаточно.
- Если он быстро скатывается или расслаивается, поверхностная энергия может быть слишком низкой для оптимального сцепления.
Ручки Dyne предлагают быстрый метод проверки готовности поверхности перед склеиванием на месте. Они широко используются на производственных линиях для проверки эффектов обработки поверхности.
Выбор оборудования для плазменной очистки для производства полупроводников
При выборе аппарата плазменной очистки производителям следует учитывать:
Тип системы:
- Атмосферная плазма — хороша для линейных высокоскоростных процессов
- Плазма низкого давления — подходит для пакетных процессов
Совместимость материалов:
- Подходит для алюминиевых, медных, золотых контактных площадок и выводных рамок.
Автоматизация:
- Простая интеграция с существующими сборочными линиями
Требования к пропускной способности:
- Оборудование должно соответствовать скорости производства
Если вы оцениваете варианты оборудования, Keylink предлагает системы плазменной очистки, предназначенные для полупроводниковых приложений. Вы можете изучить полный каталог продукции здесь: Каталог оборудования для плазменной очистки Keylink (PDF)
Преимущества плазменной обработки поверхности при очистке полупроводников
Плазменная очистка — это не просто удаление грязи — она напрямую влияет на эффективность производства, качество продукции и контроль затрат.
Вот как производители полупроводников получают выгоду от использования плазменной обработки поверхности в процессах соединения проводов:
- Меньше отказов соединительных проводов: Лучшая очистка и более высокая поверхностная энергия приводят к более прочным и надежным соединениям.
- Более высокий выход продукта: Плазменная очистка сокращает количество дефектов и необходимость в доработке, повышая эффективность производства.
- Повышенная надежность устройства: Чистые поверхности и прочные соединения продлевают срок службы полупроводниковых приборов.
- Более безопасное и чистое производство: В процессе плазменной очистки не используются едкие химикаты, что сокращает количество отходов и повышает безопасность на рабочем месте.
- Полная автоматизация: Плазменные системы предназначены для процесса очистки полупроводников и легко встраиваются в современные автоматизированные линии.
Очистка полупроводников: подведение итогов
Очистка полупроводников имеет решающее значение для надежного соединения проводов и долговременной производительности продукта. Плазменные процессы предоставляют производителям чистое, эффективное и масштабируемое решение для удаления загрязнений и увеличения поверхностной энергии.
Используя правильное оборудование для плазменной очистки и процесс измерения поверхностной энергии, производители полупроводников могут повысить производительность, снизить частоту отказов и удовлетворить требования современного электронного производства.
Хотите усовершенствовать процесс очистки полупроводников?
Поговорите с нашей командой или изучите наш каталог оборудования для плазменной очистки для решений, разработанных для вашей производственной линии.
