隨著光電產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，半導(dǎo)體等微電子產(chǎn)業(yè)迎來了黃金發(fā)展期，促使產(chǎn)品的性能和質(zhì)量成為微電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)公司的追求。高精度、高性能以及高質(zhì)量是眾多高科技領(lǐng)域的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)產(chǎn)品檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)。在整個(gè)微電子封裝工藝生產(chǎn)流程中，半導(dǎo)體器件產(chǎn)品表面會(huì)附著各種微粒等沾污雜質(zhì)。這些沾污雜質(zhì)的存在會(huì)嚴(yán)重影響微電子器件的可靠性和工作壽命。因?yàn)楦煞ㄇ逑捶绞侥軌虿黄茐男酒砻娌牧咸匦院蛯?dǎo)電特性就可去除污染物，所以在眾多清洗方式中具有明顯優(yōu)勢(shì)，其中等離子體清洗優(yōu)勢(shì)明顯，具有操作簡(jiǎn)單、精密可控、無需加熱處理、整個(gè)工藝過程無污染以及安全可靠等特點(diǎn)，在先進(jìn)封裝領(lǐng)域中獲得了大規(guī)模的推廣應(yīng)用。

1　等離子清洗

等離子體是在膠體內(nèi)包括足夠多的正負(fù)電荷數(shù)量，且正負(fù)電荷數(shù)目相當(dāng)?shù)膸щ娏Ｗ拥奈镔|(zhì)堆積狀態(tài)，或者是由大量帶電粒子組成的非凝聚系統(tǒng)。等離子體中包括正負(fù)電荷和亞穩(wěn)態(tài)的分子和原子等。

一方面，當(dāng)各種活性粒子與被清洗物體表面彼此碰觸時(shí)，各種活性粒子與物體表面雜質(zhì)污物會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成易揮發(fā)性的氣體等物質(zhì)，隨后易揮發(fā)性的物質(zhì)會(huì)被真空泵吸走。例如，活性氧等離子體與材料表面的有機(jī)物發(fā)生氧化反應(yīng)。它的優(yōu)點(diǎn)是清洗過程相對(duì)較快、選擇性相對(duì)好以及清除污染物的效果非常好，缺點(diǎn)是產(chǎn)品外表面發(fā)生氧化產(chǎn)生氧化物，附著在產(chǎn)品表面。

另一方面，各種活性粒子會(huì)轟擊清洗材料表面，使得材料表面的沾污雜質(zhì)會(huì)隨氣流被真空泵吸走。這種清洗方式本身不存在化學(xué)反應(yīng)，在被清潔材料表面沒有留下任何氧化物，因此可以很好地保全被清洗物的純凈性，保障材料的各向異性。但是，它會(huì)對(duì)材料表面造成很大損傷和侵蝕，會(huì)在材料表面發(fā)生很大的反應(yīng)熱，對(duì)被清洗表面的雜質(zhì)污物選擇性差。例如，用活性氬等離子體清洗物件表面微粒污染物，活性氬等離子體轟擊被清洗件表面后產(chǎn)生的揮發(fā)性污染物會(huì)被真空泵排出。

在實(shí)際生產(chǎn)中可使用化學(xué)方法和物理方法同時(shí)進(jìn)行清洗。它的清洗速率通常比單獨(dú)使用物理清洗或化學(xué)清洗快。但考慮到一些氣體的易爆性能，需嚴(yán)格控制混合氣體中各氣體的占比，使其含量搭配合理。

目前，在實(shí)際應(yīng)用中，廣泛被用來激發(fā)等離子體的頻率有 40kHz、13.56MHz、2.45GHz 這 3 種。頻 率 最 高 的為超聲等離子體，只發(fā)生物理反應(yīng)，沒有化學(xué)反應(yīng)。次之的為射頻等離子體，既發(fā)生化學(xué)反應(yīng)也發(fā)生物理反應(yīng)。頻率最低的為微波等離子體，僅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不涉及物理反應(yīng)。化學(xué)反應(yīng)中常使用的工藝氣體是氧氣或氫氣，物理反應(yīng)中的典型工藝氣體是氬氣。但是，40kHz 的等離子體會(huì)改變被清潔表面性質(zhì)，因此實(shí)際封裝生產(chǎn)應(yīng)用中大多用13.56MHz 的等離子體清洗和 2.45GHz 的等離子體清洗。

2　先進(jìn)封裝工藝

微電子產(chǎn)品的制造生產(chǎn)中，從芯片開始的設(shè)計(jì)到其后的制造，再到最后的封裝和測(cè)試，每一道工序約占其總成本的 33.3%。從傳統(tǒng)的各個(gè)元件分別封裝，變成一個(gè)個(gè)集成系統(tǒng)的封裝，微電子封裝起著不可替代的重要地位，關(guān)系著產(chǎn)品從器件到系統(tǒng)的整體鏈接，以及微電子產(chǎn)品的質(zhì)量好壞和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。封裝工藝通?？梢苑譃榍岸尾僮骱秃蠖尾僮鲀纱蟛?，并以塑料封裝成型作為前后段操作的分界點(diǎn)。通常情況下，芯片封裝技術(shù)的基本工藝流程如下。第一步，硅片減薄，通過拋光、磨削、研磨以及腐蝕等達(dá)到減薄目的。第二步，晶圓切割，把制造的晶圓按設(shè)計(jì)要求分切成所需要的尺寸。第三步，芯片貼裝，完成不同位置及各個(gè)型號(hào)尺寸芯片的貼片工藝。第四步，芯片互聯(lián)，將芯片與各個(gè)引腳、I/O 以及基板上布焊區(qū)等位置相連接，保證信號(hào)傳輸?shù)牧鲿承院头€(wěn)定性。第五步，成型技術(shù)，塑料封裝，給芯片包覆外衣。第六步，去飛邊毛刺，使外觀更美觀。第七步，切筋成型，按設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)尺寸，將產(chǎn)品完成沖切分離，引腳打完成型，為后續(xù)工序提供半成品。第八步，上焊錫打碼工序，注明產(chǎn)品規(guī)格和制造商等，注明其身份信息。

在現(xiàn)階段封裝技術(shù)的基本工藝流程中，硅片的減薄技術(shù)主要有磨削、研磨、化學(xué)機(jī)械拋光、干式拋光、電化學(xué)腐蝕、等離子增強(qiáng)化學(xué)腐蝕、濕法腐蝕以及常壓等離子腐蝕等。芯片貼裝的方式主要有共晶貼片、導(dǎo)電膠貼片、焊接貼片以及玻璃膠貼片4種。芯片互連常見的方法主要有打線鍵合、載在自動(dòng)鍵合（Tape Automate Bonding，TAB）以及倒裝芯片鍵合。

封裝工藝的好壞直接影響微電子產(chǎn)品的良品率，而在整個(gè)封裝工藝環(huán)節(jié)中的最大問題是產(chǎn)品表面附著的污染物。針對(duì)污染物出現(xiàn)環(huán)節(jié)的不同，等離子清洗可應(yīng)用于各個(gè)工序前邊。它一般分布于粘片前、引線鍵合前以及塑封前等。等離子清洗在整個(gè)封裝工藝過程中的作用主要有防止包封分層、提高焊線質(zhì)量、增加鍵合強(qiáng)度、提高可靠性以及提高良品率節(jié)約成本等。