Che cos'è il trattamento superficiale al plasma?

Il trattamento superficiale al plasma è un processo fondamentale nella produzione elettronica che utilizza un gas parzialmente ionizzato per pulire, attivare e modificare le superfici dei materiali prima dell'incollaggio, del rivestimento o dell'incapsulamento. Il plasma è una miscela elettricamente neutra di specie in fase gassosa attive dal punto di vista fisico e chimico, in grado di modificare le superfici.

La modifica superficiale deriva dall'interazione tra le specie attive in fase gassosa e una superficie solida. Le specie attive nel plasma sono in grado di svolgere sia un'azione fisica tramite sputtering assistito da ioni, sia un'azione chimica tramite reazioni radicaliche o di sottoprodotti. Di conseguenza, il plasma può eseguire numerosi processi di modifica superficiale, tra cui l'attivazione superficiale, la rimozione di contaminanti, la reticolazione, l'incisione per reazione chimica e il bombardamento fisico.

Esistono due meccanismi chiave nel trattamento al plasma:

Gli ioni svolgono un meccanismo fisico, mentre i radicali liberi e i sottoprodotti svolgono un meccanismo chimico.

Meccanismi fisici del plasma

Il plasma fisico è il risultato dell'acquisizione, da parte delle specie ioniche cariche, di energia cinetica sufficiente dal campo elettrico applicato per eseguire la polverizzazione. Attraverso il trasferimento di energia, molecole e atomi parziali vengono polverizzati dalla superficie, rimuovendo i contaminanti dal substrato. Il bombardamento fisico modifica anche la topografia della superficie, aumenta la rugosità superficiale a livello molecolare e può migliorare l'adesione dell'interfaccia.

Meccanismi del plasma chimico

Il plasma chimico si basa sui radicali liberi chimicamente attivi e sui sottoprodotti generati nel plasma che si diffondono sulla superficie del campione. Questi radicali liberi e sottoprodotti riducono l'energia di attivazione in una reazione chimica, determinando la rimozione del materiale. I sottoprodotti volatili della reazione chimica vengono rimossi dalla superficie del campione e dalla camera di processo tramite il sistema di vuoto. L'isolamento di un particolare meccanismo del plasma è determinato dalla modalità del plasma, con la selezione del meccanismo basata sull'applicazione di confezionamento.

Applicazioni del trattamento superficiale al plasma

Applicazioni a livello di pacchetto

• Die attach – Migliore adesione e prestazioni termiche
• Wire bond – Pad più puliti e maggiore resistenza di incollaggio
• Underfill (flip chip e packaging avanzato) – Assorbimento più rapido e riduzione dei vuoti
• Stampaggio e incapsulamento – Maggiore adesione dello stampo, riduzione della delaminazione
• Rimozione dell'ossido dai lead frame in rame – Migliore incollaggio e affidabilità
• Confezionamento a livello di wafer (WLP) – Pulizia, decum, incisione, preparazione VIA e adesione dei bump
• Produzione di MEM – Pulizia, decum, stripping e incisione

Applicazioni a livello di scheda

• Preparazione della superficie PCBA – Rimozione della contaminazione e attivazione della superficie
• Rivestimento pre-conformale – Migliore adesione, copertura e affidabilità del rivestimento

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