SMT金手指焊盘plasma等离子清洗机的应用

SMT生产工艺表面贴装技术
SMT是一种利用焊锡膏将不同类型的电子元器件高效可靠地贴装在PCB表面的方法，是现代电子行业中应用最普遍最成熟的方法。一条典型的SMT生产线配置的主要设备有：上料机、锡膏印刷机、SPI检测仪(SolderPasteInspection，SPI)、贴片机、炉前AOI检测仪（AutomatedOpticalInspection，AOI）、回流焊炉、炉后AOI检测仪、功能测试仪和下料机，如图1所示。
图一 SMT 表面贴装生产线
1:上料机; 2:锡膏印刷机; 3: SPI检测仪; 4:贴片机; 5:炉前AOI检测仪; 6:回流焊炉; 7:炉后AOI检测仪; 8:功能测试仪; 9:下料机
（plasma）等离子清洗机在SMT生产工艺中的应用
溶剂清洗作为传统的主流高效清洗工艺，在各行各业中应用非常广泛,不过其在精密电子器件清洗工艺管理中较为复杂；而随着精密微电子工艺技术和涂镀膜对基材表面洁净度和活化能的严格要求,它们的应用局限性也不言而喻。而plasma等离子清洗机，作为一种新型的表面处理和干法清洁设备（plasmatreatment/plasmacleaner),近几年来随着各行各业尤其是精密电子行业对它的应用研究持续深入，现已为大家所熟知。Plasma等离子清洗免溶剂干法精细化清洗，在淘汰ODS（OzoneDepletingSubstances）和有机挥发性VOC（VolatileOrganicCompounds）清洗剂过程中能够发挥重要作用，它相较于溶剂清洗俱有工艺简单、成本低、环保节能等特点，还可作为溶剂型深度清洗的重要补充。
焊盘清洗
金焊盘污染或金焊盘表面特性和镀层结构不良是键合失效的典型原因。焊盘上残留的有机物是键合失败的常见原因，因此等离子清洗是表面贴装技术（SurfaceMountedTechnology，SMT）后清洗焊盘的有效方法。PCB焊盘或零件焊端，其表面处理工艺中的化镍浸金焊盘（ENIG）(Lands或Pads)，在SMT锡钎焊中，需要使用超薄厚度浸镀金（0.05-0.1um），而Ni元素漏到焊盘表面被氧化的问题，是造成相关焊接点金属互化物(IMC)不能有效形成的要因，即造成NWO(No-WettingOpen)虚焊缺陷的根本原因。而在键合工艺（WireBonding）中，焊盘沾污会导致键合（WireBonding）打不上线或焊接点强度不足。在金手指的接触导通工艺中，接触界面局域的洁净度和平整度也至为重要，不然同样会造成电导可靠性问题。
W/B键合工艺，作业界面不许残留有机物或氧化物,这些物质会导致键合焊接时原子间有效地接合；对于SMT锡钎焊接，助焊剂作用就是及时有效地去除它们，不然会导致焊接缺陷。目前W/B之前，须清洗基板焊盘（Pads）上附着的有机物(如FLUX的残留﹑清洗剂的残留﹑Epoxyoutgas等),以利于打线的接合力及强度，见图1。而我们通过对PCB焊盘（Pads&Lands)的（plasma）等离子清洗处理，有利于提高SMT焊接品质并降低金手指的接触电阻，见图2。
图 1. 等离子清洗技术在 IC 封装中的作用 图 2. 钎焊、 键合焊垫和金手指表面洁净度要求
化学沉金 / 电镀金前金手指、焊盘表面清洁
去除阻焊油墨等异物，提高密着性和信赖性，一些较大型柔性板厂已经采用等离子清洗取代传统磨板机。化学沉金 / 电镀金后， SMT 前焊盘表面、金手指表面清洁（ Cleaning ）：可焊性改良，杜绝虚焊、上锡不良，提高强度和信赖性。
封装前清洗
在完成表面贴装工艺后为了保证经过表面贴装工艺后基板表面清洁和活性可以满足电子封装工艺要求需要将基板进行等离子清洗。完成表面贴装和等离子清洗的基板就可以开始电子封装流程的前道工艺了。
在封装工艺中,芯片（DIE）及打线支架（Lead-frame）、PCB焊垫的有效清洁,PCBA的“三防”涂覆、底部焊端器件BTC（BottomTerminalComponents）的底部填充、整机及器件的灌封，我们只有确保工件比如PCBA&PCB接合界面焊盘的干净,才能获得足够的表面能达到粘接的有效性和持久性。为此，对粘接芯片、基片或基板采用恰当的清洗工艺非常重要，在传统的溶剂清洗后再增加一道干式的等离子工艺清洗（PlasmaCleaning/Treatment），能更有效地消除有机残留物和氧化物。封装制造的主要工艺流程
plasma等离子清洗机在微电子研究、加工等行业中应用非常广泛如对焊接引线的清洗、对电子元器件表面的油垢及其它污垢粒子的清除以及去除半导体硅片表面的光致抗蚀膜，已经成为微电子制造业中不可缺少的一道工艺。24297