¿Qué es el tratamiento de superficies por plasma?

El tratamiento de superficies por plasma es un proceso fundamental en la fabricación de productos electrónicos que utiliza un gas parcialmente ionizado para limpiar, activar y modificar las superficies de los materiales antes de su unión, recubrimiento o encapsulación. El plasma es una mezcla eléctricamente neutra de especies en fase gaseosa, activas tanto física como químicamente, capaces de modificar las superficies.

La modificación de la superficie es el resultado de la interacción entre las especies activas en fase gaseosa y una superficie sólida. Las especies activas del plasma son capaces tanto de realizar trabajo físico mediante pulverización asistida por iones como de realizar trabajo químico a través de reacciones de radicales o subproductos. Como resultado, el plasma puede llevar a cabo numerosos procesos de modificación de superficies, incluyendo la activación de la superficie, la eliminación de contaminación, la reticulación, el grabado por reacción química y el bombardeo físico.

Existen dos mecanismos clave en el procesamiento por plasma:

Los iones llevan a cabo un mecanismo físico, y los radicales libres y los subproductos llevan a cabo un mecanismo químico.

Mecanismos físicos del plasma

El plasma físico es el resultado de que las especies iónicas cargadas obtengan suficiente energía cinética del campo eléctrico aplicado para realizar la pulverización catódica. A través de la transferencia de energía, se pulverizan parcialmente moléculas y átomos de la superficie, eliminando los contaminantes del sustrato. El bombardeo físico también cambia la topografía de la superficie, aumenta la rugosidad de la superficie a nivel molecular y puede mejorar la adhesión de la interfaz.

Mecanismos del plasma químico

El plasma químico se basa en que los radicales libres y subproductos químicamente activos generados en el plasma se difundan hacia la superficie de la muestra. Estos radicales libres y subproductos reducen la energía de activación en una reacción química, lo que da lugar a la eliminación de material. Los subproductos volátiles de la reacción química se eliminan de la superficie de la muestra y de la cámara de proceso mediante el sistema de vacío. La elección de un mecanismo de plasma concreto viene determinada por el modo de plasma, y la selección del mecanismo se basa en la aplicación de embalaje.

Aplicaciones del tratamiento de superficies por plasma

Aplicaciones a nivel de encapsulado

• Fijación de chips – Adhesión y rendimiento térmico mejorados
• Unión de cables – Almohadillas más limpias y mayor resistencia de unión
• Relleno (flip chip y encapsulado avanzado) – Absorción más rápida y reducción de huecos
• Moldeado y encapsulado – Mayor adhesión del molde, reducción de la delaminación
• Eliminación de óxido en marcos de cobre – Mejora de la unión y la fiabilidad
• Empaquetado a nivel de oblea (WLP) – Limpieza, decapado, grabado, preparación de vías (VIA) y adhesión de protuberancias
• Fabricación de MEMS – Limpieza, decapado, decapado químico y grabado

Aplicaciones a nivel de placa

• Preparación de la superficie de PCBA – Eliminación de la contaminación y activación de la superficie
• Recubrimiento preconformado – Mejora de la adhesión, la cobertura y la fiabilidad del recubrimiento

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