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陶瓷封装材料方面等离子表面处理的应用:
等离子体在国外被称为plasma,由于它的正负电荷一直对等的,所以它被称为等离子体,因为它是由正离子体、负离子体、自由电荷等带电粒子与不带电的中性粒子构成的。
一、plasma容易清洗,方便无残留
等离子表面处理的特点是能够解决金属、半导体、氧化物、有机物和大多数复合材料,不管处理对象的基材类型如何。它只需很低的气体流量,就能清洁整体、局部和复杂的结构。在等离子体清洗环节中,未使用任何化学剂,因而几乎无污染物质,有利于环保。此外,其生产成本低,清洗均匀性好,重复性好,可控性好,容易实现批量生产。
在陶瓷封装作业中,等离子体清洗工艺技术挑选取决于后续工艺对材料表面的标准、材料表面的原始特性、化学成分和表面污染物的性质。
二、等离子表面处理优化引线键合
在陶瓷封装环节中,基板、底座和芯片之间有大量的引线连接,引线连接仍然是实现芯片焊盘与外引线连接的重要途径。
低压等离子体清洗技术是一种有效且低成本的清洗方法,能有效去除氟化物、镍氢氧化物、有机溶剂残留物、环氧树脂溢出物、材料氧化层等基材表面可能存在的污染物质。等离子体清洗后再键合,会显著提高键合强度和键合引线拉力的均匀性,对提高引线键合强度有很大作用。
三、等离子表面处理陶瓷封装外壳
如果管帽存放时间长,表面会有迹象,可能会有污染。首先清洗管帽的等离子体,去除污染,然后封帽,可以显著提高封帽的通过率。陶瓷封装通常采用金属浆料印刷线作为键合区和盖板密封区。Ni在这些材料的表面电镀、在Au之前,用等离子体清洗,去除有机物污染,提高镀层质量。
四、优化处理高密度陶瓷封装外壳涨金问题
高密度陶瓷封装外壳的增加与装配和钎焊环节中引入的异质污染密切相关。这些污染可能是有机物质或石墨污染,C含量越高,去除难度越大。涂装前,先200°c下对陶瓷零件进行5~10分钟的退火处理,以便在装架钎焊环节中吸附或氧化瓷器零件带来的污染物质,使污染物质在后续的化学清洗环节中更容易去除。
退火后,增加O2和Ar氛围的等离子体清洗,利用O2的氧化性对污染物质进行物理轰击和进一步化学氧化,然后利用Ar的大原子结构特性对污染物质和产生的氧化物进行物理轰击,使陶瓷零件表面更加干净。
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