O que é o tratamento de superfícies por plasma?

O tratamento de superfícies por plasma é um processo essencial na fabricação de produtos eletrônicos que utiliza um gás parcialmente ionizado para limpar, ativar e modificar superfícies de materiais antes da colagem, do revestimento ou do encapsulamento. O plasma é uma mistura eletricamente neutra de espécies em fase gasosa, física e quimicamente ativas, capazes de modificar superfícies.

A modificação de superfícies resulta da interação entre espécies ativas em fase gasosa e uma superfície sólida. As espécies ativas no plasma são capazes tanto de ação física, por meio de pulverização assistida por íons, quanto de ação química, por meio de reações de radicais ou subprodutos. Como resultado, o plasma pode realizar inúmeros processos de modificação de superfícies, incluindo ativação de superfícies, remoção de contaminação, reticulação, gravação por reação química e bombardeio físico.

Existem dois mecanismos principais no processamento por plasma:

Os íons realizam um mecanismo físico, e os radicais livres e subprodutos realizam um mecanismo químico.

Mecanismos físicos do plasma

O plasma físico é resultado das espécies iônicas carregadas ganharem energia cinética suficiente do campo elétrico aplicado para realizar a pulverização. Por meio da transferência de energia, moléculas e átomos são pulverizados da superfície, removendo contaminantes do substrato. O bombardeio físico também altera a topografia da superfície, aumenta a rugosidade da superfície no nível molecular e pode melhorar a adesão da interface.

Mecanismos do plasma químico

O plasma químico depende dos radicais livres quimicamente ativos e dos subprodutos gerados no plasma para se difundirem na superfície da amostra. Esses radicais livres e subprodutos diminuem a energia de ativação em uma reação química, resultando na remoção de material. Os subprodutos voláteis da reação química são removidos da superfície da amostra e da câmara de processo pelo sistema de vácuo. O isolamento de um mecanismo de plasma específico é determinado pelo modo de plasma, com a seleção do mecanismo baseada na aplicação de embalagem.

Aplicações do tratamento de superfície por plasma

Aplicações no nível da embalagem

• Fixação de chip – Melhor adesão e desempenho térmico
• Ligação por fio – Almofadas mais limpas e maior resistência de ligação
• Underfill (flip chip e embalagem avançada) – Absorção mais rápida e redução de vazios
• Moldagem e encapsulamento – Maior aderência do molde, redução da delaminação
• Remoção de óxido de estruturas de chumbo de cobre – Melhoria na ligação e na confiabilidade
• Embalagem em nível de wafer (WLP) – Limpeza, remoção de resíduos, gravação, preparação de VIA e adesão de bumps
• Fabricação de MEMs – Limpeza, remoção de resíduos, decapagem e gravação

Aplicações em nível de placa

• Preparação da superfície de PCBA – Remoção de contaminação e ativação da superfície
• Pré-revestimento conformado – Melhor adesão, cobertura e confiabilidade do revestimento

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