优选PLASMA原理Ppt
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PLASMA原理
PLASMA原理PLASMA（可程式邏輯陣列閘）是一種可程式裝置，用於實現數位邏輯功能。
PLASMA是根據MOSFET（金屬-氧化物-半導體場效應電晶體）技術開發的一種數位電路設計技術。
在PLASMA原理中，數位電路的功能是通過模擬電壓信號的控制來實現的。
PLASMA的設計方法基於MOSFET電晶體的原理，這種電晶體可以在閘極和源極之間控制電荷的傳導，形成開關電路。
在PLASMA中，數位邏輯閘的運作是通過控制閘極-源極電壓來改變電晶體的導通和截止狀態實現的。
PLASMA設計的一個關鍵概念是可程式化，這意味著電路的邏輯功能可以通過改變電晶體的接線來實現。
PLASMA器件包含大量的MOSFET電晶體，它們按照一定的規則排列和連接，形成邏輯閘和閘陣列。
在PLASMA 中，每個MOSFET電晶體的閘極都連接到一個可配置的通道，可通過改變通道的連接來實現不同的邏輯功能。
PLASMA設計的主要原理是通過控制閘極-源極電壓來控制MOSFET電晶體的導通和截止。
當閘極-源極電壓為高電壓時，電晶體處於導通狀態，電荷可以在閘極和源極之間傳導。
當閘極-源極電壓為低電壓時，電晶體處於截止狀態，電荷無法在閘極和源極之間傳導。
PLASMA中的邏輯閘的運作是通過控制閘極-源極電壓來控制電晶體的導通和截止實現的。
例如，將閘極-源極電壓設置為高電壓可以使得電晶體導通，當所有的輸入端口都連接到這個閘極時，輸出端口會接地。
相反，將閘極-源極電壓設置為低電壓可以使得電晶體截止，當所有的輸入端口都連接到這個閘極時，輸出端口會浮置。
PLASMA的優點是具有高度的靈活性和可重構性。
由於PLASMA的閘陣列可以通過改變通道的連接來實現不同的邏輯功能，因此可以根據需要重新配置邏輯功能，從而實現不同的數位電路。
此外，PLASMA的設計方法可以提高電路的可重構性，使得電路可以在不改變硬件結構的情況下進行重新設計和優化。
總結起來，PLASMA是一種基於MOSFET技術的可程式裝置，用於實現數位邏輯功能。
Plasma原理介绍
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﹕
初版----刘卓 更新版----彭齐全
Plasma工作原理介绍
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
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.
适合于Etching/cleaning
适合于表面活化
Plasma Parameter (Pc32系列)
Electrode configuration（形成电场） Process gas selected for use（Ar） Flow rate / pressure of selected
O2是利用自由原子以化学有方机物法蚀除有机物的,
O2 + e ------> 2O＋e
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﹕
初版----刘卓 更新版----彭齐全
Plasma工作原理介绍
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
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.
适合于Etching/cleaning
适合于表面活化
Plasma Parameter (Pc32系列)
Electrode configuration（形成电场） Process gas selected for use（Ar） Flow rate / pressure of selected
O2是利用自由原子以化学有方机物法蚀除有机物的,
O2 + e ------> 2O＋e
plasma原理
通过测量等离子体对入射激光的散射光强度和角度分布，可以推断出等离子体的电子密 度和温度。
干涉测量（Interferometry）
利用光的干涉现象测量等离子体的电子密度分布和折射率变化，从而得到等离子体的密 度和形状。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电学诊断技术
静电探针（Langmuir Probe）
通过测量插入等离子体中的静电探针上的电流和电压特性，可以推断出等离子体的电子 密度、电子温度和等离子体电位等参数。
。因为粒子运动形成电流，而电流又产生磁场并反过来影响粒子运动。
等离子体分类与特点
高温等离子体
低温等离子体
温度相当于108~109K完全电离的等离子体 ，如太阳、受控热核聚变等离子体。
指部分电离的，整体保持电中性的气体， 其温度一般略高于或接近常温。
燃烧等离子体
辉光放电等离子体
温度为102~105K，适当浓度的燃料和氧化 剂混合并点燃后，高温燃烧产生的包含大 量正负带电粒子和中性粒子的体系。
plasma原理
汇报人：XX
目 录
• 等离子体基本概念与性质 • Plasma产生方法与设备 • Plasma物理过程与机制 • Plasma化学过程与反应机制 • Plasma诊断技术与方法 • Plasma应用领域及前景展望
01
等离子体基本概念与性质
等离子体定义及组成
等离子体定义
等离子体是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成 的离子化气体状物质，尺度大于德拜长度的宏观电中性电离气体，其运动行为 主要由电磁力支配，并表现出显著的集体行为。
03
Plasma物理过程与机制
粒子间相互作用力
库仑力
带电粒子之间的相互作用力，遵 循库仑定律，同种电荷相互排斥 ，异种电荷相互吸引。
干涉测量（Interferometry）
利用光的干涉现象测量等离子体的电子密度分布和折射率变化，从而得到等离子体的密 度和形状。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电学诊断技术
静电探针（Langmuir Probe）
通过测量插入等离子体中的静电探针上的电流和电压特性，可以推断出等离子体的电子 密度、电子温度和等离子体电位等参数。
。因为粒子运动形成电流，而电流又产生磁场并反过来影响粒子运动。
等离子体分类与特点
高温等离子体
低温等离子体
温度相当于108~109K完全电离的等离子体 ，如太阳、受控热核聚变等离子体。
指部分电离的，整体保持电中性的气体， 其温度一般略高于或接近常温。
燃烧等离子体
辉光放电等离子体
温度为102~105K，适当浓度的燃料和氧化 剂混合并点燃后，高温燃烧产生的包含大 量正负带电粒子和中性粒子的体系。
plasma原理
汇报人：XX
目 录
• 等离子体基本概念与性质 • Plasma产生方法与设备 • Plasma物理过程与机制 • Plasma化学过程与反应机制 • Plasma诊断技术与方法 • Plasma应用领域及前景展望
01
等离子体基本概念与性质
等离子体定义及组成
等离子体定义
等离子体是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成 的离子化气体状物质，尺度大于德拜长度的宏观电中性电离气体，其运动行为 主要由电磁力支配，并表现出显著的集体行为。
03
Plasma物理过程与机制
粒子间相互作用力
库仑力
带电粒子之间的相互作用力，遵 循库仑定律，同种电荷相互排斥 ，异种电荷相互吸引。
PLASMA原理公开课获奖课件
CO2 & H2O
ORGANIC THIN FILM
GASES: Ar, H2
化學性電漿清洗(PCC) 高活性原子反應
被清潔物表層
CmHn & H2O
ORGANIC THIN FILM
反应机构
氩离子溅射(ARGHOyNdroSgPenUP TlTasEmRaING)
Oxygen Plasma
Chemical Process
(Contamination Sources: Fluorine, Nickel Hydroxide, Photoresist, Epoxy Paste, Organic Solvent Residue, smear in PCB, and scum)
• 表面活化 Surface Activation
• 印刷电路板孔中旳残余物 Smearing in Printed Circuit Boards
• 打印记号 Marking
等离子体应用
Plasma Applications
• 表面污染物清除 Contamination Removal
– Wire Bonding – Encapsulation – Ball Attach
借电浆中旳离子或高活性原子，将表面污染物撞离或形成挥发性气体， 再经由真空系统带走，到达表面清洁旳目旳。
GAS: Ar
物理性電漿清洗(PPC) 離子轟擊
被清潔物表層
揮發性、飄浮性 之小型汙染物
ORGANIC THIN FILM
GASES: Ar, O2
化學性電漿清洗(PCC) 高活性原子反應
被清潔物表層
• 光电子工业 Optoelectronic Industry
plasma原理
• Several Materials Bonding to One Another
• Delamination Can Result From Poor Surface Activity and Contamination
污染物去除与表面活化: 封装
Contamination Removal and Surface Activation: Encapsulation
– Minimize Thermal Coefficient of Expansion (CTE) Mismatch Between Die and Substrate
• Challenge
– Void Free – Wicking Speed – Difficult with Large Dies and High Density Ball
Products of March Plasma Systems
等离子技术在高级封装工业得应用
Plasma Application in Advanced Packaging Industries
综述 Overview:
• 微电子工业 Microelectronic Industry
– Flash, EEPROM – DRAM, SRAM – Analog/Linear – Microcontrollers, Microprocessors, Microperipherals – ASIC
• Desmearing in Printed Circuit Boards
等离子工艺得其它应用
Other Plasma Applications
• Surface Activation of Numerous Materials: Polymers, and Metals 材料表面得活化
• Delamination Can Result From Poor Surface Activity and Contamination
污染物去除与表面活化: 封装
Contamination Removal and Surface Activation: Encapsulation
– Minimize Thermal Coefficient of Expansion (CTE) Mismatch Between Die and Substrate
• Challenge
– Void Free – Wicking Speed – Difficult with Large Dies and High Density Ball
Products of March Plasma Systems
等离子技术在高级封装工业得应用
Plasma Application in Advanced Packaging Industries
综述 Overview:
• 微电子工业 Microelectronic Industry
– Flash, EEPROM – DRAM, SRAM – Analog/Linear – Microcontrollers, Microprocessors, Microperipherals – ASIC
• Desmearing in Printed Circuit Boards
等离子工艺得其它应用
Other Plasma Applications
• Surface Activation of Numerous Materials: Polymers, and Metals 材料表面得活化
(优选)等离子体抛光详解.
❖ 可加工直径为米的非球面,加工后面形精度小 于λ/50，表面粗糙度小于0.2nm。
三、等离子体辅助抛光设备
抛光过程是一个闭环反馈系统的控制过程。 抛光头位于工件表面上方几mm处垂直于被加工表面，
由一个5轴CNC(CNC即数控机床)来控制，以满足不同 表面需要。 通过控制抛光头的相关参数可使抛光头的去除函数 形状在抛光过程中改变，更加有效提高收敛速度。 利用材料去除量控制设备可实时监控表面去除量， 进而实现闭环控制。材料去除量是驻留时间的函数， 控制精度可达1％。
3.低温等离子辅助抛光技术
（PACE，Plasma Assisted Chemical Etaching ）， 主要的刻蚀原理为等离子体中的活性自由基与被加工 件表面原子间发生化学反应,产生挥发性强的物质,不 引入新的表面污染,实现以化学作用为主的材料去除。 此方法抛光效率高,加工后无亚表层损伤,可加工球面 与非球面。因为此方法使用射频放电激发等离子体, 离子在电场中的加速时间变短,使等离子体中的离子 能量比较低,离子轰击物理效应带来的被加工表面晶 格结构破坏微弱,能够获得良好的抛光
抛光气体
反应方程式
SiO2(石英)
CF4
SiC
NF3
Be
Cl2
SiO2+ CF4→SiF4↑+CO2↑ SiC+ NF3→SiFx↑+CFy↑
Be + Cl2 → BeCl2
❖ 优点:根据多数工艺实验的结果发现,此方法 原理明了,设备简单
❖ 缺点：加工的方向性与选择性差，加工效率 不高
等离子体抛光
一、概念知识
等离子体抛光是一种利用化学反应来去除表面材料而实 现超光滑抛光的方法。该方法始于二十世纪九十年代，现在 水平已达面形精度λ/50，表面粗糙度优于0.5nm。加工范围 广，适用于各种尺寸和面形，是一种很有前途的超精加工方 法。
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
*
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
*
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!
*
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
*
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 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
*
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
*
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
*
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原理介绍
Pull Strength 4 5 4.7 6.5 6.5 7.8 6.3 6 6.7 6.2 4.5 2.9 5.1 4.4 2.2 3.2
AVG.STD.DEVIATION
Fsilure Mode 2L 2L N1 N1 N1 N2 N2 N1 N1 N1 2L 2L N2 2L 2L 2L 5.3 1.89
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,
2.2其原理如下: Ar + e ------> Ar+ + 2e - -----> Ar+ + CxHy
²Plasma 效果表（Bond yield)
Plasma 参数﹕0.2 torr pressure; 75 watts power; 113 lpm vacuum.
# of
Lab#1 Devices
Plasma Cleaned25
Plasma Cleaned
Control
25
Control
Lab#2
Plasma Cleaned50
Control
50
# of Wires
1380 100 1378 94
1375 1375
Wire Size Pull
(mils) Test
1.5
5g
1.0
3g
1.5
Plasma原理介绍
因而,在反映中Ar与一定数量的空气同时存在; 当Ar的纯度不足,即空气的成分稍多时,也不会
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
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原理介绍
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机构原理图
Plasma产生的原理
Plasma产生的条件
Ar/O2 Plasma的原理
gas(2cc/min) Amount of RF energy applied to the
vacuum pump Vacuum chamber threshold pressure
（0.2Mpa)
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;
建 议 :用(Ar + O2) PLASMA 代替 (Ar)PLASMA
经Plasma后效
Pull S果trength
Fsilure Mode
7.7
N1
6.8
N1
3.9
N1
6.2
WB
6.7
WB
4.6
N1
5.3
WB
4.7
N1
6.4
N1
7.1
N1
8.3
WB
9.3
N1
8
N1
7.6
WB
6.1
N1
AVG.STD.DEVIATION
6.65
1.57
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!
工作原理 清洁效果的检验
Pull and Shear tests Water contact angle measurement Auger Electron Spectroscopic Analysis
Plasma机构原理图
Plasma产生的原理
Plasma产生的条件
Ar/O2 Plasma的原理
gas(2cc/min) Amount of RF energy applied to the
vacuum pump Vacuum chamber threshold pressure
（0.2Mpa)
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;
建 议 :用(Ar + O2) PLASMA 代替 (Ar)PLASMA
经Plasma后效
Pull S果trength
Fsilure Mode
7.7
N1
6.8
N1
3.9
N1
6.2
WB
6.7
WB
4.6
N1
5.3
WB
4.7
N1
6.4
N1
7.1
N1
8.3
WB
9.3
N1
8
N1
7.6
WB
6.1
N1
AVG.STD.DEVIATION
6.65
1.57
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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機台型別:
站別: 2700 (PLASMA) 機台廠牌:ASE 機台型別 :JASON 701
What is Plasma
一. 何谓“电浆” ?
物质形态 ： 固体 、 液体 、 气体 、 电浆
所谓电浆，即是包含离子电子与中性粒子或部分游离的气体。
(Partially Ionized Gas)。里面的组成由各种带电荷的电子，离 子(Ion)及不带电的激发态分子和原子团(Radicals) 、自由基、 紫外线等。
• 表面活化 Surface Activation
– Die Attach – Encapsulation – Flip Chip Underfill – Marking
• 表面改性和刻蚀 Surface Modification and Etch
– Fluxless Soldering – Cladding layer removal on fiber
人工的电浆
电浆的产生是利用直流，交流，射射频或微波能源的方式，在适当的低压状态 （约100mTorr至1Torr(1atm=760Torr)及密闭空间通以电源（12ev)，将通入密闭空 间之气体离子化，产生气态之粒子；利用离子化之粒子及借由极板所提供之电场， 加速粒子间之撞击作用。而经由撞击产生之二次电子与通入密闭空间之气态粒子， 尤其是不带电荷的气体分子及原子团再次发生撞击。在撞击之间便产生了电浆及 火光。而经由撞击之电子与粒子相结合而变成原子团。
Plasma Properties 特性
• 不良的芯片粘结 Poor Die Attach
– Insufficient Heat Dissipation Due to Poor Die Attach
• 不良的导线连接强度 Poor Wire Bond Strength
– Contamination on Bond Pad
• 覆晶填料 Flip Chip Underfill
射頻或交流电 R浆 F( o(Rde
VACUUM PUMP
e-
+ e-
e-
e- + e-
+ + e-
e- + + e-
e+ e-
e+
ee-
e-
+
e+
e-
+ e-
+
e-
+ e-
e- + + e-
e-
e- + e-
+
e-
+ e-
e- +
anode
+ AC
_
GAS: Ar
微微波 波電 电浆 漿 ( MMWW pplassmmaa))
GAS: Ar , O2
e- + e-
e-
e- + e-
+ + e-
e- + + e-
e+ e-
e+
ee-
e-
+
e+
e- + e- +
+ e-
e-
e-
+ e-
+ e-
e- + e-
+
e-
+ e-
e- +
MW
VACUUM PUMP
• 微电子工业 Microelectronic Industry
– Flash, EEPROM – DRAM, SRAM – Analog/Linear – Microcontrollers, Microprocessors, Microperipherals – ASIC
• 光电子工业 Optoelectronic Industry
– Fillet Height of Underfill – Void in Flip Chip Underfill
• 剥离 Delamination
– Laminate Materials Releasing Moisture – Metal Leadframe Oxidation
• 印刷电路板孔中的残余物 Smearing in Printed Circuit Boards
优选PLASMA原理
目录 Agenda
• 等离子技术在高级封装工业的应用 Application of Plasma Technology in Advanced Packaging Industries.
• 等离子技术简介 Introduction to Plasma Technology
综述 Overview:
• 打印记号 Marking
等离子体应用
Plasma Applications
• 表面污染物去除 Contamination Removal
– Wire Bonding – Encapsulation – Ball Attach
(Contamination Sources: Fluorine, Nickel Hydroxide, Photoresist, Epoxy Paste, Organic Solvent Residue, smear in PCB, and scum)
等离子体的组成
Components of a Plasma
• 电子 Electrons
• 离子 Ions
– Positive
• Ar + e-
Ar+ + 2e-
– Negative
• Cl2 + 2e-
2Cl-
• 自由基 Free Radicals:
– CH4 + e-
• 光子 Photons
.CH3 + .H + e-
– Ar + e-
Ar* + e-
Ar + e- + hn
• 中性粒子 Neutrals
PLASMA作用原理說明
Plasma with RF 产生方式
如图将电极板施以13.56MHZ之交流电源，电子在两极板 间加速而获得能量，此高能量之电子撞击反应气体分子 （如Ar,H2）而产生离子，原子，自由基，电子等。
自然的电浆
电浆的形式有自然电浆（如北极光，星云，太阳核，闪电）及人造（如电 虹灯，火焰喷射器，日光灯，半导体制程的溅渡，半导体制程的干蚀刻， 半导体封装制程的电浆清洗。
Nebula
Lightning
Magnetic Fusing Reactor
Volcano
Fluorescent Lamp Neon light
– Laser Diodes – Fiber Assembly – Hermetic Packaging – MEMS
• 印刷电路工业 Printed Circuit Industry
– Printed Circuit Board
集成电路封装面临的挑战
IC Assembly and Packaging: Specific Challenges