1、什么是等離子體（Plasma）

Plasma是物質(zhì)的第四種狀態(tài)

氣相混合體

中性的、具有物理活性和化學(xué)惰性的一類(lèi)物質(zhì)

2、Plasma的組成

a. 電子Electrons

b. 離子Ions

– 正離子Positive

? Ar + e-= Ar+ +2e-

– 負(fù)離子Negative

? Cl2 + 2e-= 2Cl-

c. 自由基FreeRadicals

– CH4 + e- =.CH3 + .H+ e-

d. 光子Photons

– Ar + e- =Ar* + e- =Ar + e-+ hν

e. 中性粒子Neutrals

3、Plasma在半導(dǎo)體封裝的應(yīng)用：

a.焊線連接：工藝通過(guò)使用氬離子進(jìn)行物理撞擊，移除基材上的微量污染和氧化物。這種工藝對(duì)于解決焊線接合力不足是一種非常有效的途徑。主要優(yōu)點(diǎn)包括焊線接合力具有顯著的增長(zhǎng)。焊線過(guò)程中對(duì)于設(shè)備輸出壓力值的需求降低可以提高生產(chǎn)能力。

b.塑封前清洗：通過(guò)清除芯片或者基板表面的氧化物和油漬，提高塑封料與基板以及芯片的粘接力，減少分層不良的發(fā)生。

4、 設(shè)備工作原理：

a．化學(xué)清洗:表面反應(yīng)以化學(xué)反應(yīng)為主的等離子體清洗，圖一：

例1： O2＋e－→ 2O※+e－ O※＋有機(jī)物→CO2+H2O

從反應(yīng)式可見(jiàn)，氧等離子體通過(guò)化學(xué)反應(yīng)可使非揮發(fā)性有機(jī)物變成易揮發(fā)的H2O和CO2。

例2：H2+e-→2H※+e- H※+非揮發(fā)性金屬氧化物→金屬＋H2O，圖二：

從反應(yīng)式可見(jiàn)，氫等離子體通過(guò)化學(xué)反應(yīng)可以去除金屬表面氧化層，清潔金屬表面。

b.物理清洗：表面反應(yīng)以物理反應(yīng)為主的等離子體清洗，也叫濺射腐蝕。

例：Ar＋e-→Ar++2e- Ar++沾污→揮發(fā)性沾污

Ar+在自偏壓或外加偏壓作用下被加速產(chǎn)生動(dòng)能，然后轟擊在放在負(fù)電極上的被清洗工件表面，一般用于去除氧化物、環(huán)氧樹(shù)脂溢出或是微顆粒污染物，同時(shí)進(jìn)行表面能活化。

物理化學(xué)清洗：表面反應(yīng)中物理反應(yīng)與化學(xué)反應(yīng)均起重要作用。

5、Plasma清洗優(yōu)點(diǎn)

a.清洗對(duì)象經(jīng)等離子清洗之后是干燥的，不需要再經(jīng)干燥處理即可送往下一道工序。可以整個(gè)工藝流水線的處理效率；

b.等離子清洗使得用戶可以遠(yuǎn)離有害溶劑對(duì)人體的傷害，同時(shí)也避免了濕法清洗中容易洗壞清洗對(duì)象的問(wèn)題；

c.避免使用三氯乙烷等有害溶劑，這樣清洗后不會(huì)產(chǎn)生有害污染物，因此這種清洗方法屬于環(huán)保的綠色清洗方法。

d.采用無(wú)線電波范圍的高頻產(chǎn)生的等離子體與激光等直射光線不同。等離子體的方向性不強(qiáng)，這使得它可以深入到物體的微細(xì)孔眼和凹陷的內(nèi)部完成清洗任務(wù)，因此不需要過(guò)多考慮被清洗物體的形狀，而且對(duì)這些難清洗部位的清洗效果更好；

e.使用等離子清洗，可以使得清洗效率獲得極大的提高。整個(gè)清洗工藝流程幾分鐘內(nèi)即可完成，因此具有產(chǎn)率高的特點(diǎn)；

f.清洗過(guò)程不需要使用價(jià)格較為昂貴的有機(jī)溶劑，這使得整體成本要低于傳統(tǒng)的濕法清洗工藝；而且避免了對(duì)清洗液的運(yùn)輸、存儲(chǔ)、排放等處理措施，所以生產(chǎn)場(chǎng)地很容易保持清潔衛(wèi)生；

g.等離子體清洗可以不分處理對(duì)象，它可以處理各種各樣的材質(zhì)，無(wú)論是金屬、半導(dǎo)體、氧化物，還是高分子材料（如聚丙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚酰亞胺、聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂等高聚物）都可以使用等離子體來(lái)處理。因此特別適合于不耐熱以及不耐溶劑的材質(zhì)。而且還可以有選擇地對(duì)材料的整體、局部或復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行部分清洗；

h.在完成清洗去污的同時(shí)，還可以改善材料本身的表面性能。如提高表面的潤(rùn)濕性能、改善膜的黏著力等，這在許多應(yīng)用中都是非常重要的。

編輯：黃飛