陶瓷封装作为一种高可靠的芯片封装形式，在高可靠应用领域中具有不可替代的独特优势。封装质量会直接影响元器件的可靠性和使用寿命。在集成电路的装片工艺过程中，对于采用合金焊料熔封的器件，需要采用耐受温度超过300℃的高温导电胶将芯片和外壳底座粘接在一起。高温导电胶主要由银颗粒、氰酸脂树脂、固化剂等物质组成。在高温固化过程中，液态的氰酸酯树脂的黏度陡然下降，导电胶中的氰酸酯树脂可能会扩散至键合指，造成电路外壳的键合指沾污。该沾污现象会影响键合可靠性，因此需要去除键合指上的有机沾污组分，防止对键合工艺造成不良影响。

微波等离子清洗技术作为一种精密干法清洗技术，利用高能量的粒子与有机物之间的反应生成易挥发的小分子气体产物，从而有效去除键合指表面的有机污染物，改善键合指表面性能，增加材料的表面能量。与传统溶剂清洗方式相比，等离子清洗有许多优点，如不污染环境、不需要清洗液体，能增加表面润湿性能，改善黏着力。因此，微波等离子清洗在电子封装领域中具有重要作用。

微波等离子清洗原理

微波等离子体是由工作频率为2.45GHz的微波激发工艺气体放电，在正负极磁场作用下的谐振腔体内产生的等离子体。选用不同的工艺气体可产生不同的活性等离子体，如O等离子体、H等离子体。这些活性等离子体对被清洗物进行表面物理轰击与化学反应双重作用，使被清洗物表面生成粒子和气态物质。将这些物质经过抽真空排出，从而达到清洗物质表面的目的。由于整个放电过程不需要正负电极，产生的自偏压极小，从根本上避免了静电损伤，因此微波等离子清洗技术适合于在半导体芯片封装中应用。

微波等离子清洗在半导体芯片封装中的应用

芯片共晶前基板清洗

由于基板材料的表面存在亲水性和疏水性的特性，亲水性特性可提供良好的接触表面，共晶焊料和环氧树脂材料在其表面的流动性好、浸润性佳，可有效防止或减少焊接空洞的产生，保证高可靠的粘接和热传导能力。微波等离子清洗能改善基板材料表面的亲水性，增强润湿性能。

银浆有机物沾污的清洗

采用银浆粘接芯片工艺，由于银浆材料的基体树脂及材料中或多或少存在着有机溶剂及其他介质，在银浆分配后由于基板表面的亲水性，树脂扩散造成引线指区域沾污，或在固化过程中有机溶剂挥发，部分挥发物将沉积于电路表面，造成芯片、键合指或焊环表面的微量沾污。为去除有机溶剂的沾污，需在装片固化后、引线键合前采用微波等离子清洗。

键合前清洗优化引线键合

用微波等离子清洗过的电路的键合引线焊接强度好于未清洗的电路。这主要是因清洗能够清除键合指镀金层表面的微小污物，减小镀金层表面浸润角，有效改善焊接面浸润性，增强焊接材料的互融，从而有效地增强引线焊接强度。

引线键合前微波等离子清洗前后对比

FC焊接前和下填充前的清洗

在芯片倒装前，对芯片和基板进行微波等离子清洗，清除掉金属表面微量氧化物和有机沾污，提高材料表面活性再进行倒装焊，有效地防止或减少焊接面孔隙，提高焊接强度。倒装焊接时应用到助焊剂，焊接后需采用清洗剂来清洗助焊剂。清洗后会有微量有机物残留，在下填充前采用O₂和N₂/H₂等离子体清洗，去除有机溶剂残留，可增加下填充料的流淌性，减小填充料孔隙、分层，提高产品可靠性。

微波等离子体清洗在半导体封装领域应用广泛。根据材料表面氧化、助焊剂残留、树脂残迹、有机物等不同沾污物的性质，选择相适应的气体，清除掉这些污染物，从而显著地改善封装可制造性、可靠性及提高成品率。