전자 제품용 1차 플라즈마 표면 처리

1차 플라즈마란 무엇인가?

1차 플라즈마 모드는 에너지원(power source)을 사용하여 원료 가스를 이온화 및 분해함으로써, 물리적 및 화학적 활성 성분으로 구성된 가스 플라즈마를 생성합니다. 반도체 패키징 산업용 가스 플라즈마 장비 제조업체의 대다수는 활성 플라즈마 종을 생성하기 위해 1차 플라즈마 모드를 사용합니다.

플라즈마 처리를 받을 시료는 시스템의 전극판 위나 그 근처에 직접 배치되어, 플라즈마의 활성 종(즉, 이온, 자유 라디칼 및 부산물)에 완전히 노출됩니다. 용량 결합형(고주파) RF 기반 플라즈마 시스템의 추가적인 이점은 전원이 공급되는 전극에 음의 직류(DC) 바이어스를 생성한다는 점입니다. 이 자체 DC 바이어스는 더 공격적이고 이방성 에칭이 필요한 응용 분야에 유용합니다.

1차 플라즈마에는 두 가지 변형이 있습니다:

직접 1차 플라즈마와 반응성 이온 에칭(RIE) 1차 플라즈마입니다. 이 두 모드를 고려할 때 시스템의 전극 구성을 이해하는 것이 매우 중요합니다. 전원을 공급받는 전극은 본질적으로 더 공격적이며 공정에서 교대로 접지되는 전극보다 더 높은 온도에서 작동합니다.

전원 공급 전극과 접지 전극 모두 특정 응용 분야에 있어 장점을 제공합니다. 공정 타당성을 입증하기 위해서는 직접 플라즈마 내 시료의 위치, 시료의 화학적 또는 물리적 특성, 그리고 필요한 처리량을 고려해야 합니다.

전원 공급 전극은 접지 전극보다 더 공격적이므로, 부품을 전원 공급 전극 위에 직접 배치할 경우 세정, 표면 활성화 및 에칭 공정이 더 빠른 속도로 수행됩니다. RIE 공정은 두 전극 사이의 간격을 최소화하여 고주파(RF) 전기장과 직류(DC) 바이어스 레벨을 높여 진정한 재료 에칭을 수행함으로써 전극의 이점을 더욱 극대화합니다. 이는 이방성과 강력한 이온 충돌을 통해 시료에 깊은 형상을 생성해야 하는 고장 분석이나 MEMS 응용 분야에서 입증됩니다.

직접 1차 플라즈마의 일반적인 적용 분야는 집적 회로 기술이나 소재 선택을 고려할 때 직접 플라즈마 노출에 민감하지 않은 모든 패키지를 포함합니다.

첨단 전자 제조 분야의 적용 사례

다이 부착, 와이어 본딩, 언더필, 몰딩 또는 캡슐화 전 단계에서 기판 전처리 및 패키지 공정에 플라즈마를 활용하십시오. 플라즈마는 오염 제거 및 표면 활성화 공정을 통해 와이어 본딩 인장 강도와 CpK를 향상시킵니다. 또한 표면 개질 공정을 통해 언더필의 위킹 속도와 필렛 높이를 증가시키고 공극을 최소화하며, 표면 활성화 메커니즘을 통해 몰딩/캡슐화 시 유체 접착력을 극대화합니다. 이러한 응용 분야에 플라즈마를 활용하면 마이크로전자 패키지의 수율과 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

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