提高先进封装(如2.5D、3D IC封装、TSV和晶圆级封装等)的清洁性能对于确保产品的可靠性和性能至关重要。封装过程中可能会产生颗粒、化学残留物或有机污染物,这些杂质可能影响键合质量、导电路径、以及最终的封装性能。
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以下是行业里一些提高先进封装清洁性能的一些方法:
等离子体清洗是一种在先进封装中广泛应用的技术,利用活性气体(如O₂、Ar、N₂)来去除有机污染物和表面氧化层。等离子体可以有效地清洁微小的颗粒和污染物,特别是在微细结构和凹槽中。
超声波清洗通过液体中的高频振动产生气泡并使其爆破,从而移除颗粒和其他污染物。这种方法适用于处理具有复杂几何结构的封装组件。
化学清洗液可以有效溶解或分解各种残留物质。先进封装中经常使用氢氟酸(HF)、氨水(NH₄OH)等化学溶液去除氧化物、金属或有机物。在使用这种方法时,控制清洗液的浓度和时间以避免对芯片或封装层造成损伤是关键。
CO₂干冰喷射清洗是一种相对温和的清洗方法,通过喷射干冰颗粒来物理去除污染物,同时避免液体残留。这种方法特别适合处理对湿气敏感的封装材料,如聚合物或有机物。
控制封装过程中的洁净室环境,如提高空气过滤级别(HEPA、ULPA过滤器)、减少人力操作等,可以显著降低颗粒污染。将晶圆及封装部件保持在洁净干燥的环境中,减少外界污染物的干扰。
引入自动化清洗设备可以减少人工操作带来的误差和污染,并确保每次清洗过程的一致性。这些设备通常配备有颗粒监测系统,以实时监控清洗的有效性。
清洗后的封装芯片容易受到二次污染,因此采用高效的防护措施是必要的。可以在清洗后立即将芯片置于真空包装中或使用洁净气体隔离。
每种封装材料、几何结构和污染物的清洗需求各不相同。因此,优化清洗流程、气体流量、温度、压力等参数至关重要。对清洗过程进行建模和模拟也可以提高整体清洁性能。