《Plasma原理介绍》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Plasma原理介绍（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、<p><p>&lt;p&gt;&amp;lt;p&amp;gt;&amp;amp;lt;p&amp;amp;gt;&amp;amp;amp;lt;p&amp;amp;amp;gt;&amp;amp;amp;amp;lt;p&amp;amp;amp;amp;gt;&amp;amp;amp;amp;amp;lt;p&amp;amp;amp;amp;amp;gt;?Pla
2、sma工作原理介紹? 工作原理 清洁效果的检验 ? Pull and Shear tests ? Water contact angle measurement ? Auger Electron Spectroscopic Analysis Plasma机构原理圖 Plasma產生的原理 Plasma產生的條件 Ar/O2 Plasma的原理 Plasma Process Plasma Parameter(pc32系列) Plasma 功效 早期,日本为了迎合高集成 度的电子制造技术，开始使 用超薄镀金技术，镀金厚度 小于0.05mm。但问题也随 之而来，当DM工艺后，经 过烘烤，使原镀金层下
3、的Ni 元素会上移到表面。在随后 的WB工艺中由于这些Ni元 素及其他沾污会导致着线不 佳现象，甚至着不上线（漏 线，少线，第一点剥离，第 二点剥离）。Plasma清洗 机也就随之出现。 初版-劉卓 更新版-彭齊全 工作原理 l當chamber內部之壓力低到某一程度(約10-1 torr左右)時, 氣態正離子開始往負電極移動, 由於受電場作用會加速撞擊負電極板, 產生 電極板表面原子, 雜質分子和離子以及二次 電子(e-)等, 此e-又會受電場作用往正電極 方向移動, 於移動過程會撞擊chamber內之 氣體分子(ex. : Ar原子等), 產生Ar+等氣態 正離子, 此Ar+再受電場的作用去
4、撞擊負電極 板, 又再產生表面原子以及二次電子(e-)等, 如此周而復始之作用即為Plasma產生之原理 . 13.56MHz +Ar e- +Ar e- PCB Ar 高頻電極 地極 檢驗方法- Pull and Shear test lPull and Shear test 應用最為廣泛. 推力頭 根据推力值可以判定Plasma效果 如何,如果效果較差則推力值會小. 根据拉力值可以判定Plasma效果 如何,如果效果差則拉力值小. 鉤針 檢驗方法- Pull and Shear test l應用最為廣泛.當一滴水珠滴到未清洗的基板上時的 擴散效果會很差,而經清洗后的基板則會很好. Cont
5、act Angle =2? 最高點 檢驗方法- Pull and Shear test lAuger Electron Spectroscopic(AES) 此測試為Pad表面材料的分析,Plasma清洗前后 的Pad表面材料會發生明顯變化,此方法可以測定 Pad表面材料的成分.是目前最好的Plasma效果測試 手段,但設備昂貴. Plasma机构原理圖 Plasma產生的條件 l足夠的反應氣體和反應气壓 l反應產物須能高速撞擊清洗物的表面 l具有足夠的能量供應 l反應后所產生的物質必須是可揮發性的細 微結合物,以便于Vacuum Pump將其抽走 lPump的容量和速度須足夠大,以便迅速排
6、出反應的付產品,及再填充反應氣體 O2 Plasma O2是利用自由原子以化學方法蝕除有機物的, O2 + e - 2Oe CO2 + H2Oe 優點: 清洗速度比較快,并且清洗的效果顯 著,比較干淨 缺點: 不适宜易氧化的材料的清洗 有机物 Ar Plasma 利用比較重的離子,以物理方法打破有機物脆弱 的化學鍵並是表面污染物脫離被清洗物表面,清 除有机物得方程式為 Ar + e - Ar+ + 2e - - Ar+ + CxHy 優點:由于Ar為惰性氣體,不會氧化材質,因而被 普遍使用 缺點: 清洗效果較弱. 因此O2+ Ar的效果比較好 Plasma Process: Energetic
7、 Process (積极的處理) 适合于Etching/cleaning Moderate Process(中等的處理) 适合于表面活化 Plasma Parameter (Pc32系列) lElectrode configuration（形成電場） lProcess gas selected for use（Ar） lFlow rate / pressure of selected gas(2cc/min) lAmount of RF energy applied to the vacuum pump lVacuum chamber threshold pressure （ 0.2Mpa)
8、Plasma 功效 W/B的主要污染物為: SMT殘留物:松香:主要成分為Polyethylene(聚乙烯) Polypropylene(聚丙烯)等有机物; 癸烷:(SMT清洗液殘留物)主要成分: Pdystyrene(聚苯乙烯)Mylar(聚酯薄膜)等有机物; 金屬表面氧化物; 已經硬化的光敏元素:,如:焊錫等無机物; 空气中的各种有机無机顆粒及基板表面的殘留液体. PLASMA對所有的有机物都有明顯得清洗作用,但是 他對硬化焊錫等無机物卻物能為力! 表 面 活 化 表面活化主要用于聚合體(Polymers),通過Plasma的洗,(在 O2或Ar Plasma中進行短暫的暴光即可),可以增
9、加表面的 粘著力. 原理: 通過Plasma,清除表面的污染物, 使其表面變粗,可 以暴露出更多的表面區域,以建立miniature dipoles(微形 的雙極子),從而增加電性的粘著力.具体請見 目前使用的Ar的成份 lAr = 99.99% lN2 Ar+ + 2e - - Ar+ + CxHy 清洗后的基板可用打線后測推拉力來Monitor 其清洗效果 實際應用 2.用于WB之后Moding之前 2.1主要作用: 活化基板,增加接触面積,提高表面分子的物 理活化性,以利于Molding compound與基板 的結合. 2.2其原理如下: Ar + e - Ar+ + 2e - - A
10、r+ + CxHy Plasma 參數0.2 torr pressure; 75 watts power; 113 lpm vacuum. &amp;amp;amp;amp;amp;amp;#178;Plasma 效果表（Bond yield) 未經Plasma結果經Plasma后效果 N1: B點斷線 WB: C點斷線 2L: 第二點翹線 N2: D點斷線Plasma對拉力測試的影響 結 論: 綜上所述:在Wire Bonding著線之前進行 PLASMA清洗,可以相當程度的降低著線失效 率,同時還能夠提高著線質量,增大Wire Pull值 提高產品的可靠性和穩定性.如果著線
11、失敗的 原因是由于基板表面殘留液.PAD表面氧化物. 或其他有机污染物造成的,那么Argon PLASMA 將會對這些污染物進行很好得處理,並最大限 度地蝕除污染物,從而提高著線質量! 目前HYBIRD所使用PLASMA: Argon Plasma-pc32P-M 使用場合 :Wire Bonding之前及Molding之前; 主要作用 :清除基板表面污染物,W/B之前PLASMA主要蝕除 PAD上氧化物,清除表面雜質,同時增加PAD表面粗糙度和接触 面積,從而提高著線可靠性與穩定性; Molding之前主要是增加表 面洁淨度与接触面積,以便改善表面分子活性! 參數設置 : Power: 30
12、0W Pressure:0.22Torr Time: 20S Gas Flow:5cc/min 效 果 :目前P1,P2均為Argon Plasma,對無机顆粒有較好的清 除效果,但由于其通過物理作用來處理表面有机物,所以速度較 慢,效果也並不是很好;如果能結合O2 對有机物的化學作用 ,PLASMA 的效果會更加明顯, 建 議 :用(Ar + O2) PLASMA 代替 (Ar)PLASMA &amp;amp;amp;amp;amp;lt;/p&amp;amp;amp;amp;amp;gt;&amp;amp;amp;amp;lt;/p&amp;amp;amp;amp;gt;&amp;amp;amp;lt;/p&amp;amp;amp;gt;&amp;amp;lt;/p&amp;amp;gt;&amp;lt;/p&amp;gt;&lt;/p&gt;</p></p>
