封装的质量直接影响到电子元器件的可靠性和使用寿命。在微电子封装的生产过程中，由于接触、溶剂挥发、自然氧化等都可能会造成芯片、键合指或外壳焊环表面形成各种沾污。这些沾污包括环氧树脂溢出物、有机溶剂残留、焊料、金属离子、材料的氧化层等，它们都会明显影响微电子器件在生产过程中的相关工艺质量，从而降低电子元器件的可靠性和产品合格率。因此，为保证电子元器件的产品合格率和质量可靠性，必须在不破坏芯片、粘接材料和外壳的表面特性、热学特性以及电学特性的前提下，去除这些有害沾污物。

等离子体清洗

等离子体是物质常见的固态、液态、气态以外的第四态，主要由电子、正离子、自由基、光子以及其他中性粒子组成，其正负电荷总是相等的，所以称为等离子体。由于等离子体中的电子、正离子和自由基等活性粒子的存在，很容易与固体表面发生物理或化学反应，生成产物为CO2和H2O等无污染的气体，随真空泵排出，从而达到清洗的目的。等离子清洗机由于不使用任何化学溶剂，具有对环境污染小、清洗质量好等优点，在半导体制造、微电子封装领域得到了广泛的应用。

等离子清洗机在封装工艺中的应用

引线框架的清洗

集成电路封装领域目前主要采用导热性、导电性、加工性能良好的铜合金材料作为引线框架。由于铜的氧化物与其它一些有机污染物会造成塑粉与铜引线框架的分层，造成封装后密封性能变差与慢性渗气现象，同时也会影响芯片的粘接和引线键合质量。如图1所示，经过等离子体处理铜引线框架，可去除有机物和氧化层，同时活化和粗化表面，防止包封分层，确保封装可靠性。等离子清洗后，框架表面水滴角由清洗前74。降低到了19。框架表面粘附力增大，提升了表面洁净度和活性，在塑封时框架表面与塑粉能够紧密地结合，内层界面相互牢固地粘接，封装强度得到提升。

图1 铜引线框架等离子清洗前后水滴角测量对比图片

焊线质量提升

集成电路封装器件，焊线的质量对可靠性有决定性影响，焊线区必须无污染物并具有良好的键合特性。在1万级净化厂房内，环境温度26.4℃，湿度52.3%RH的生产条件下；采用KSConnx球焊机、20μm金线，在焊线机工艺参数不变情况下，将试验样品分为无等离子清洗与等离子清洗工艺两组，进行推球强度与拉力强度对比，实验结果见图2所示。

通过试验验证，等离子体清洗能去除焊线区的表面污染物，会显著提高焊线强度和焊线质量的均匀性，它对提高引线键合强度作用很大。等离子清洗后，推球强度与拉力强度相比无等离子清洗的样品，推力值增加了6.98克，拉力值增加了4.42克，键合强度得到了提升；同时等离子清洗后工序能力指数（Cpk）值，均提升了约1.3，说明焊线强度的均匀性也得到了提高。

图2 等离子清洗前后焊线质量对比

封装可靠性提升

等离子清洗机可以有效地去除氧化层、活化框架以及去除芯片表面、框架表面的有机物，增强了框架的浸润性，有效地改善分层。等离子体清洗后封装体内芯片，引线框架、塑粉互相的结合力明显提升，提高了封装器件的可靠性。

作为一种精密干法清洗设备,等离子清洗机可以有效去除封装工艺过程中的污染物,改善材料表面性能,增加材料表面能量。整个工艺过程具有无污染以及安全可靠等特点，在封装领域中获得了大规模的推广应用。