軟基板金絲鍵合前進行等離子清洗有效提高鍵合合格率

文章出處：本站 | 網站編輯：深圳納恩科技有限公司| 發表時間：2023-03-23

金絲鍵合是利用熱、壓力、超聲波能量使金絲與焊盤緊密結合，從而實現芯片與基板間的電氣互聯和芯片間的信息互通的一種技術。金絲鍵合是微組裝的主流技術，也是一項關鍵技術。理想狀態下，金絲和基板之間會發生原子間的相互擴散，從而使金與金之間實現原子量級上的鍵合。基板的金表層和金絲的可靠鍵合是非常關鍵的質量控制點。微波組件組裝過程中，常常因為金絲鍵合出現缺陷而導致整個產品的失效。等離子清洗可以有效清潔器件表面污染物改善表面張力，能夠有助于下一步金絲鍵合工序的操作。

軟基板的金絲鍵合工藝改進方案

按照正常的工藝流程，金絲鍵合之前，組件已經經歷了多道工序，造成了軟基板鍵合界面的污染，而在受污染的鍵合界面上鍵合金絲隨著時間的推移，更容易發生脫鍵失效。對于電子整機系統而言，任何鍵合點的松動或者脫落，都會導致其失靈，后果不堪設想。所以這就要求對如何提升軟基板的鍵合可靠性做深入研究。基于以上軟基板的金絲鍵合失效分析得知，導致軟基板鍵合引線質量可焊性和可靠性下降的主要原因是軟基板上的雜質污染。針對這一問題，對軟基板金絲鍵合的工藝進行進一步改善。主要有以下方案：1）鍵合前進行等離子清洗。

等離子清洗是一種干法物理化學清洗技術，它是利用低真空狀態下高頻電場的作用，產生輝光放電，將工藝氣體電離成離子流，轟擊工件表面，達到清洗的目的。本試驗采用的工藝氣體是氬氣，氬氣等離子清洗的機理是通過粒子動能產生的物理清洗。氬氣的分子比較大，所產生的等離子體呈暗紅色，電離所產生的等離子以高能量和高速度對工件表面的污染物進行轟擊污染物被打散和松動，最終污染物與基材脫離后經真空泵排出。氬氣是惰性氣體，在等離子清洗中不發生化學反應，不會造成電子器件的表面氧化，也不會造成二次污染。物理反應式如下：Ar+e-→Ar++2e-；Ar++沾污→揮發性沾污。

對等離子清洗后的軟基板鍵合50根25μm金絲，然后開展破壞性拉力試驗。破壞性鍵合拉力測試結果如表1所示。

表一等離子清洗后的軟基板破壞性鍵合拉力測試結果統計