Tratamento primário de superfícies por plasma para produtos eletrônicos

Nordson Electronics Solutions

O que é o plasma primário?

O modo de plasma primário utiliza uma fonte de energia para ionizar e dissociar um gás de alimentação, criando um plasma gasoso composto por componentes física e quimicamente ativos. A maioria dos fabricantes de equipamentos de plasma gasoso para a indústria de encapsulamento de semicondutores utiliza o modo de plasma primário para gerar espécies de plasma ativas.

As amostras a serem tratadas com plasma são colocadas diretamente na descarga de gás, sobre ou próximo às placas de eletrodo do sistema, com exposição total às espécies ativas do plasma (ou seja, íons, radicais livres e subprodutos). Um benefício adicional dos sistemas de plasma baseados em RF (radiofrequência) acoplados capacitivamente é a geração de uma polarização negativa de corrente contínua (CC) no eletrodo alimentado. A polarização CC automática é útil para aplicações que exigem uma gravação mais agressiva e anisotrópica.

Existem duas variações de plasma primário:

Plasma primário direto e plasma primário de gravação iônica reativa (RIE). Ao considerar esses dois modos, é fundamental compreender a configuração dos eletrodos do sistema. O eletrodo alimentado é inerentemente mais agressivo e opera a uma temperatura mais alta do que o eletrodo alternadamente aterrado no processo.

Tanto o eletrodo alimentado quanto o aterrado oferecem benefícios para qualquer aplicação específica. É preciso considerar a localização da amostra dentro do plasma direto, suas características químicas ou físicas e a produtividade necessária para justificar o processo.

Como o eletrodo alimentado é mais agressivo do que o eletrodo aterrado, os processos de limpeza, ativação de superfície e gravação são realizados a uma taxa acelerada quando as peças são colocadas diretamente sobre o eletrodo alimentado. O processamento RIE explora ainda mais a vantagem do eletrodo alimentado, minimizando o espaçamento entre os dois eletrodos para aumentar o campo elétrico de alta frequência (RF) e os níveis de polarização de corrente contínua (CC) para uma verdadeira gravação do material. Isso é evidenciado pela análise de falhas ou por aplicações MEMS, nas quais é desejada a criação de características profundas na amostra com anisotropia e bombardeio iônico agressivo.

As aplicações típicas para plasma primário direto incluem todos os pacotes que não são sensíveis à exposição direta ao plasma, dada a tecnologia de circuitos integrados ou a seleção de materiais.

Aplicações para a fabricação de eletrônicos avançados

Utilize plasma para o pré-tratamento de substratos e o processamento de pacotes antes da fixação do chip, ligação de fios, preenchimento, moldagem ou encapsulamento. O plasma melhora a resistência à tração da ligação de fios e o CpK por meio de processos de remoção de contaminação e ativação de superfícies; aumenta a velocidade de absorção e a altura do filete e minimiza vazios no preenchimento por meio de processos de modificação de superfícies; e maximiza a adesão de fluidos na moldagem/encapsulamento por meio de mecanismos de ativação de superfícies. O uso do plasma nessas aplicações aumenta significativamente o rendimento e a confiabilidade do pacote microeletrônico.