您好, 歡迎來到化工儀器網(wǎng)
等離子清洗在LCD液晶行業(yè)應(yīng)用
文章內(nèi)容出自公眾號：薄化產(chǎn)業(yè)研究 作者小博
目前組裝技術(shù)的趨勢主要是SIP、BGA、CSP封裝使半導(dǎo)體器件向模塊化、高集成化和小型化方向發(fā)展。在這樣的封裝與組裝工藝中，大的問題是粘結(jié)填料處的有機物污染和電加熱中形成的氧化膜等。由于在粘結(jié)表面有污染物存在，導(dǎo)致這些元件的粘接強度降低和封裝后樹脂的灌封強度降低，直接影響到這些元件的組裝水平與繼續(xù)發(fā)展。為提高與改善這些元件的組裝能力，大家都在想盡一切辦法進行處理。提高實踐證明，在封裝工藝中適當(dāng)?shù)匾氲入x子清洗技術(shù)進行表面處理，可以大大改善封裝可靠性和提高成品率。
在玻璃基板（LCD）上安裝裸芯片IC的COG工藝過程中，當(dāng)芯片粘接后進行高溫硬化時，在粘結(jié)填料表面有基體鍍層成分析出的情況。還時有Ag漿料等連接劑溢出成分污染粘結(jié)填料。如果能在熱壓綁定工藝前用等離子清洗去除這些污染物，則熱壓綁定的質(zhì)量能夠大幅提升。進一步說，由于基板與裸芯片IC表面的潤濕性都提高了，則LCD—COG模塊的粘結(jié)密接性也能提高，同時也能夠減少線條腐蝕的問題。
等離子清洗機在LCD液晶行業(yè)應(yīng)用
離子體通常稱作物質(zhì)的第四種狀態(tài)，前三種狀態(tài)是固體、液體、氣體，它們是比較常見的，就存在于我們周圍。離子體盡管在宇宙的別處非常豐富，但在地球上只存在于某種特定環(huán)境。離子體的自然存在包括閃電、北極光。就好像把固體轉(zhuǎn)變成氣體需要能量一樣，產(chǎn)生離子體也需要能量。一定量的離子體是由帶電粒子和中性粒子（包括原子、離子和自由粒子）混合組成。離子體能夠?qū)щ姡碗姶帕ζ鸱磻?yīng)。
當(dāng)溫度升高時，物質(zhì)就由固體變成液體，液體則會變成氣體。當(dāng)氣體的溫度升高時，此氣體分子會分離成為原子，若溫度繼續(xù)上升，圍繞在原子核周圍的電子就會脫離原子成離子（正電荷）與電子（負(fù)電荷），此現(xiàn)象稱為“電離”。因電離現(xiàn)象而帶有電荷離子的氣體便稱為“等離子（PLASMA）”。因此通常將等離子歸類為自然界中的“固體”、“液體”、“氣體”等物態(tài)以外的“第四態(tài)”。
在實驗中，若施加電場于氣體就會產(chǎn)生電離現(xiàn)象，這稱為放電電離等離子。事實上，在大自然界所發(fā)生的各種現(xiàn)象中，高達99.9％的宇宙空間是充滿等離子狀態(tài)的。等離子的定義為：當(dāng)空間中的離子數(shù)與電子數(shù)接近相同使空間呈現(xiàn)電中性之狀態(tài)時，便稱為等離子。
等離子清洗原理
給氣態(tài)物質(zhì)更多的能量，比如加熱，將會形成等離子體。當(dāng)?shù)竭_等離子狀態(tài)時，氣態(tài)分子裂變成了許許多多的高度活躍的粒子。這些裂變不是一直保持的，一旦用于形成等離子體的能量消失，各類粒子重新結(jié)合，形成原來的氣體分子。與濕法清洗不同，等離子清洗的機理是依靠處于“等離子態(tài)”的物質(zhì)的“活化作用”達到去除物體表面污漬的目的。從目前各類清洗方法來看，等離子體清洗也是所有清洗方法中*的剝離式的清洗方式。
等離子清洗一般是利用激光、微波、電暈放電、熱電離、弧光放電等多種方式將氣體激發(fā)成等離子狀態(tài)。
在等離子清洗應(yīng)用中，主要是利用低壓氣體輝光等離子體。一些非聚合性無機氣體（Ar2、N2、H2、O2等）在高頻低壓下被激發(fā)，產(chǎn)生含有離子、激發(fā)態(tài)分子，自由基等多種活性粒子。一般在等離子清洗中，可把活化氣體分為兩類，一類為惰性氣體的等離子體（如Ar2、N2等）；另一類為反應(yīng)性氣體的等離子體（如O2、H2等）。這些活性粒子能與表面材料發(fā)生反應(yīng)，其反應(yīng)過程如下：
電離——氣體分子——激發(fā)——激發(fā)態(tài)分子——清洗——活化表面
等離子產(chǎn)生的原理是給一組電極施以射頻電壓（頻率約為幾十兆赫茲），電極之間形成高頻交變電場，區(qū)域內(nèi)氣體在交變電場的激蕩下，產(chǎn)生等離子體。活性等離子對被清洗物進行表面物理轟擊與化學(xué)反應(yīng)雙重作用，使被清洗物表面物質(zhì)變成粒子和氣態(tài)物質(zhì)，經(jīng)過抽真空排出，而達到清洗目的。
等離子清洗的清洗過程從原理上分為兩個過程
過程1為：有機物的去除
首先是利用等離子的原理將氣體分子激活：
O2→ O + O+2e-， O+ O2 → O3， O3 → O + O2
然后利用O，O3與有機物進行反應(yīng)，達到將有機物排除的目的：
有機物+ O，O3→ CO2 + H2O
過程2為：表面的活化
首先是利用等離子的原理將氣體分子激活：
O2→ O + O+2e-， O+ O2 → O3， O3 → O + O2
然后利用O，O3含氧官能團的表面活化作用，來改善材料的粘著性和濕潤性能，其反應(yīng)為：
R•+O•→RO•
R•+O2→ROO•
在實際使用中，考慮到生產(chǎn)成本及實際使用穩(wěn)定性，一般使用凈化的ADC（壓縮空氣）、O2、N2，只有在一些特殊場合才使用氬氣。這是利用等離子體中的氧氣的游離基的運動使表面達到親水基化。當(dāng)形成這一親水基時，等離子氧游離基與基板表面的碳結(jié)合生成CO2，從而除去有機物質(zhì)。
等離子清洗技術(shù)能夠清除金屬、陶瓷、塑料、玻璃表面的有機污染物，可以明顯改變這些表面的粘接性及焊接強度。離子化過程能夠容易地控制和安全地重復(fù)實現(xiàn)?？梢哉f，有效的表面處理對于產(chǎn)品的可靠性或過程效率的提高是至關(guān)重要的，等離子技術(shù)在其中發(fā)揮了重要作用。通過表面活化，等離子技術(shù)可以改善絕大多數(shù)物質(zhì)的性能：潔凈度、親水性、斥水性、粘結(jié)性、標(biāo)刻性、潤滑性、耐磨性。