PLASMA清洗原理sn
Plasma工作原理ppt课件
2.用于W／B之后﹐Moding之前 2.1主要作用: 活化基板,增加接触面积,提高表面分子的物 理活化性,以利于Molding compound与基板 的结合. 2.2其原理如下: Ar + e ------> Ar+ + 2e - -----> Ar+ + CxHy
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。
PLASMA对所有的有机物都有明显得清洗作用,但是 他对硬化焊锡等无机物却物能为力!
表 面 活 化
表面活化主要用于聚合体(Polymers),通过Plasma的洗,(在O2或Ar Plasma中进行短暂的暴光即可),可以增加表面的粘着力. 原理: 通过Plasma,清除表面的污染物, 使其表面变粗,可以暴露出更多的表面区域,以建立miniature dipoles(微形的双极子),从而增加电性的粘着力.具体请见﹕
目前HYBIRD所使用PLASMA:
Argon Plasma----pc32P-M
使用场合 :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主要蚀除PAD上氧化物,清除表面杂质,同时增加PAD表面粗糙度和接触面积,从而提高着线可靠性与稳定性; Molding之前主要是增加表面洁净度与接触面积,以便改善表面分子活性! 参数设置 : Power: 300W Pressure:0.22Torr Time: 20S Gas Flow:5cc/min 效 果 :目前P1,P2均为Argon Plasma,对无机颗粒有较好的清除效果,但由于其通过物理作用来处理表面有机物,所以速度较慢,效果也并不是很好;如果能结合O2 对有机物的化学作用,PLASMA 的效果会更加明显, 建 议 :用(Ar + O2) PLASMA 代替 (Ar)PLASMA
PLASMA清洗原理sn
PLASMA清洗原理就是"物理冲击+化学反应"：1.离子体离子体通常称作物质的第四种状态，前三种状态是固体、液体、气体，它们是比较常见的，就存在于我们周围。
离子体尽管在宇宙的别处非常丰富，但在地球上只存在于某种特定环境。
离子体的自然存在包括闪电、北极光。
就好象把固体转变成气体需要能量一样，产生离子体也需要能量。
一定量的离子体是由带电粒子和中性粒子（包括原子、离子和自由粒子）混合组成。
离子体能够导电，和电磁力起反应。
2.离子技术等离子清洗技术清除金属、陶瓷、塑料表面的有机污染物，可以显著加强这些表面的粘性及焊接强度。
离子化过程能够容易地控制和安全地重复。
如果有效的表面处理对于产品的可靠性或过程效率的提高是至关重要的，那么等离子技术对你也许就是最理想的技术。
通过表面活化、蚀刻、表面沉积，等离子技术可以改善绝大多数物质的性能：洁净度、亲水性、斥水性、粘结性、标刻性、润滑性、耐磨性。
3.离子清洗原理与创新给一组电极施以射频电压（频率约为几十兆赫兹），电极之间形成高频交变电场，区域内气体在交变电场的激荡下，形成等离子体，活性等离子对被清洗物进行物理轰击与化学反应双重作用，使被清洗物表面物质变成粒子和气态物质，经过抽真空排出，而达到清洗目的。
4.物理轰击: 离子被电场加速,获得高能量冲击要清洗表面,会把能量传递给表面原子,但能达到一定程度使原子,足以脱离被清洗表面,然后被负压抽出清洗腔体;容易证明腔体内壁有一层基板材料;同时轰击可以把有机物冲击而悬浮物体表面,可使化学反应更充分。
化学反应: 如有H+, 和表面有机物中C反应生成CH4,和O生成H2O,最后变成气体排出。
实际上，在整个制造过程中，等离子清洗系统的关键控制要素包括过程温度、射频功率、气体分配、真空度、电极设置、静电保护等等。
对系统和这些交互影响参数的控制对于系统性能是最为关键的。
Plasma Clean所用材料主要是水滴角度测试仪和纯水。
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建 議 :用(Ar + O2) PLASMA 代替 (Ar)PLASMA
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机也就随之出现。
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
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.
最高點
Contact Angle =2
No.1 No.2
RX3 No.3 No.4 No.5 No.1 No.2 No.3 No.4
RX5 No.5
清洗前 (角度 )
77 76 76 78 73.6 74 71.6 70 72 75
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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!
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!
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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),可以增加表面的 粘著力.
等离子清洗的原理
等离子清洗的原理等离子清洗（Plasma Cleaning）是一种利用等离子体清洁材料表面的过程。
等离子体是由气体分子或原子在高温、低压条件下电离形成的带电粒子云，它具有高能量和高反应活性，能够迅速去除材料表面的有机和无机污染物。
1.等离子体产生：等离子体可以通过两种主要方式产生。
一是直接放电，即在清洗室中建立高电压电场，引发气体电离并形成等离子体。
第二种方式是放电产生的等离子体通过腔体进入清洗室中。
2.化学反应：等离子体中的带电粒子与物体表面接触后，发生一系列的化学反应。
等离子体中的活性粒子可以捕获氧、氮、氢等气体分子生成活性气体物种，如氧原子（O）、氮原子（N）和氢原子（H）。
3.活性粒子与污染物反应：活性物种在与污染物接触时会发生吸附、解离、氧化、还原等反应。
有机污染物往往通过活性粒子的氧化作用发生分解，而无机污染物则可能在等离子体中发生解离、聚合或形成熔融态物质。
4.清洗效果：由于等离子体具有高能量和高反应活性，它能够迅速去除材料表面的有机和无机污染物，使材料表面达到清洁的状态。
清洗室中的真空环境也有利于污染物的快速扩散和去除。
等离子清洗可用于许多不同类型的材料（如硅片、金属、塑料等）的清洗和表面活性化处理。
它可以去除表面的油脂、氧化物、有机残留物和金属杂质等污染物，提高材料表面的附着力和可镀性。
此外，等离子清洗还可以在微纳加工领域用于去除光刻胶、氧化膜等，在医学和生物领域用于杀灭细菌和病毒。
总之，等离子清洗的原理是通过产生具有高能量和高活性的等离子体，活性粒子与表面污染物发生化学反应，从而迅速去除材料表面的污染物。
这种清洗方法具有高效、环保和广泛适用性的特点，广泛应用于科学研究和工业生产中。
Plasma工作原理PPT演示课件
Plasma 参数﹕0.2 torr pressure; 75 watts power; 113 lpm vacuum.
Plasma 效果表（Bond yield)
*
未经Plasma结果
经Plasma后效果
N1: B点断线 WB: C点断线 2L: 第二点翘线 N2: D点断线
13.56MHz
e-
e-
PCB
Ar
高频电极
地极
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检验方法----- Pull and Shear test
Pull and Shear test 应用最为广泛.
推力头
根据推力值可以判定Plasma效果如何,如果效果较差则推力值会小.
根据拉力值可以判定Plasma效果如何,如果效果差则拉力值小.
Plasma对拉力测试的影响
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结 论:
综上所述:在Wire Bonding着线之前进行 PLASMA清洗,可以相当程度的降低着线失效 率,同时还能够提高着线质量,增大Wire Pull值 提高产品的可靠性和稳定性.如果着线失败的 原因是由于基板表面残留液.PAD表面氧化物. 或其他有机污染物造成的,那么Argon PLASMA 将会对这些污染物进行很好得处理,并最大限 度地蚀除污染物,从而提高着线质量!
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实际应用
2.用于W／B之后﹐Moding之前 2.1主要作用: 活化基板,增加接触面积,提高表面分子的物 理活化性,以利于Molding compound与基板 的结合. 2.2其原理如下: Ar + e ------> Ar+ + 2e - -----> Ar+ + CxHy
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Plasma 功效
W/B的主要污染物为: SMT残留物:松香:主要成分为Polyethylene(聚乙烯) Polypropylene(聚丙烯)等有机物; 癸烷:(SMT清洗液残留物)主要成分: Pdystyrene(聚苯乙烯)Mylar(聚酯薄膜)等有机物; 金属表面氧化物; 已经硬化的光敏元素:,如:焊锡等无机物; 空气中的各种有机无机颗粒及基板表面的残留液体.
Plasma清洗原理
3.人工制造等离子原理
在适当的低压状态(约 100 m Torr 至 1 Torr (1atm=760 Torr))， 给密闭空间输入能量 （直流、射頻或微波的方式）使自 由电子从电场中获得动能，再由电子与气体分子产生非弹 性碰撞而将能量转移，使得气体分子产生解离至离子化。
能量
气体
等离子体
真空泵
4.等离子的组成
Plasma type
Tepla(ECR)
Panasonic
Structure Gas
大腔体且plasma 产生在腔 体外
Ar /H2/O2
Pump
小腔体且plasma 产生在腔 体内
Ar
Formation Bias
WM (2.45GHZ) WM (No)
RF (13.56MHZ) RF (加速及导引离子)
物理性等离子清洗 离子撞击
被清洁物表面 化学性等离子清洗 高活性原子反应
被清洁物表面 化学性等离子清洗 高活性原子反应
被清洁物表面
挥发性.漂浮性及 小型污染物 薄的有机物层
CO2 & H2O 薄的有机物层
CmHn & H2O 薄的有机物层
水滴检测 用DI水检验被清洁物表面的干净度
(DI水容易制做且无污染，被清洁物清洗前后用水滴检验角度变化最明显最易判 別)
子或分子的结合键，使其形成挥发性气体（CO2和H2O）,再 由真空系统带走,从而达到表面清洁的目的。
化学性等离子清洗
物理性等离子清洗
化学能
物理能
H OH
H
O OCO CAr NhomakorabeaeH OH
O
Ar
OC C
C
OOOCCCCCCCCCCC
Plasma原理介绍
有太多的影响(Ar分子数量<-->分子间隔.
Normalized Energy Distribution
分裂分子所须的 能量 (Dissociation)
原子离子化所需 的能量 (Ionization)
Ar + e ------> Ar+ + 2e - -----> Ar+ + CxHy 清洗后的基板﹐可用打线后测推拉力来Monitor 其清洗效果﹒
实际应用
2.用于W／B之后﹐Moding之前 2.1主要作用: 活化基板,增加接触面积,提高表面分子的物 理活化性,以利于Molding compound与基板 的结合.
Plasma Process
Plasma Parameter－－(pc32系列)
Plasma 功效
工作原理
当chamber内部之压力低到某一程度(约10-1
torr左右)时, 气态正离子开始往负电极移动,
地极
由于受电场作用会加速撞击负电极板, 产生
e-
Ar
e-
+Ar
+Ar
高频电极
PCB
电极板表面原子, 杂质分子和离子以及二次 电子(e-)…等, 此e-又会受电场作用往正电极 方向移动, 于移动过程会撞击chamber内之 气体分子(ex. : Ar原子…等), 产生Ar+等气态 正离子, 此Ar+再受电场的作用去撞击负电极
gas(2cc/min) Amount of RF energy applied to the
vacuum pump Vacuum chamber threshold pressure
plasma清洗工作原理
plasma清洗工作原理
plasma清洗是一种技术，它可以用来清洁和表面处理，以改善表面外观和性能。
它通过利用等离子体产生的高能电子来去除表面污垢，从而对表面进行清洁和改善。
plasma清洗是一种无接触清洁技术，它可以用来清洁各种污染，比如尘埃、油脂、胶、墨料和水汽等。
等离子体是一种高能电子的气体，它的电子有能力破坏污染物的分子结构，从而去除污染。
此外，等离子体还可以改变表面的化学结构，从而改善表面的外观和性能，比如介电性能、抗腐蚀性能和表面粗糙度等。
除了清洗外，plasma技术还可以用来消毒。
等离子体的电子可以在表面产生高能，使其达到一定的温度，从而消毒表面上的病菌等有害物质。
plasma技术的运用范围比较广泛，它可以用来清洁、消毒和改善表面的外观和性能。
它的优势在于清洁速度快，效率高，清洁效果好，清洁过程安全，可以用于清洁各种材料。
此外，它还可以用来消毒表面病菌等有害物质。
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PLASMA清洗原理就是"物理冲击+化学反应"：
1.离子体
离子体通常称作物质的第四种状态，前三种状态是固体、液体、气体，它们是比较常见的，就存在于我们周围。
离子体尽管在宇宙的别处非常丰富，但在地球上只存在于某种特定环境。
离子体的自然存在包括闪电、北极光。
就好象把固体转变成气体需要能量一样，产生离子体也需要能量。
一定量的离子体是由带电粒子和中性粒子（包括原子、离子和自由粒子）混合组成。
离子体能够导电，和电磁力起反应。
2.离子技术
等离子清洗技术清除金属、陶瓷、塑料表面的有机污染物，可以显著加强这些表面的粘性及焊接强度。
离子化过程能够容易地控制和安全地重复。
如果有效的表面处理对于产品的可靠性或过程效率的提高是至关重要的，那么等离子技术对你也许就是最理想的技术。
通过表面活化、蚀刻、表面沉积，等离子技术可以改善绝大多数物质的性能：洁净度、亲水性、斥水性、粘结性、标刻性、润滑性、耐磨性。
3.离子清洗原理与创新
给一组电极施以射频电压（频率约为几十兆赫兹），电极之间形成高频交变电场，区域内气体在交变电场的激荡下，形成等离子体，活性等离子对被清洗物进行物理轰击与化学反应双重作用，使被清洗物表面物质变成粒子和气态物质，经过抽真空排出，而达到清洗目的。
4.物理轰击: 离子被电场加速,获得高能量冲击要清洗表面,会把能量传递给表
面原子,但能达到一定程度使原子,足以脱离被清洗表面,然后被负压抽出清洗腔体;容易证明腔体内壁有一层基板材料;同时轰击可以把有机物冲击而悬浮物体表面,可使化学反应更充分。
化学反应: 如有H+, 和表面有机物中C反应生成CH4,和O生成H2O,最后变成气体排出。
实际上，在整个制造过程中，等离子清洗系统的关键控制要素包括过程温度、射频功率、气体分配、真空度、电极设置、静电保护等等。
对系统和这些交互影响参数的控制对于系统性能是最为关键的。
Plasma Clean所用材料主要是水滴角度测试仪和纯水。
管控项目包括水滴试验角度，能量，照射时间，气体流量和真空度。
目前PLASMA主要问题就是改机比较麻烦。
Plasma Clean中重要的一个参数Contact Angle，此参数必须小于30度才可以的。