等離子清洗在LED封裝工藝中的應(yīng)用
LED封裝工藝直接影響LED產(chǎn)品的成品率，而封裝工藝中出現(xiàn)問題的罪魁禍?zhǔn)?9%來源于支架、芯片與基板上的顆粒污染物、氧化物及環(huán)氧樹脂等污染物，如何去除這些污染物一直是人們關(guān)注的問題，等離子清洗作為近幾年發(fā)展起來的清洗工藝為這些問題提供了經(jīng)濟(jì)有效且無環(huán)境污染的解決方案。針對(duì)這些不同污染物并根據(jù)基板及芯片材料的不同，采用不同的增加結(jié)合力/粘接力清洗工藝可以得
等離子清洗在LED封裝工藝中的應(yīng)用
LED封裝工藝直接影響LED產(chǎn)品的成品率，而封裝工藝中出現(xiàn)問題的罪魁禍?zhǔn)?9%來源于支架、芯片與基板上的顆粒污染物、氧化物及環(huán)氧樹脂等污染物，如何去除這些污染物一直是人們關(guān)注的問題，等離子清洗作為近幾年發(fā)展起來的清洗工藝為這些問題提供了經(jīng)濟(jì)有效且無環(huán)境污染的解決方案。針對(duì)這些不同污染物并根據(jù)基板及芯片材料的不同，采用不同的增加結(jié)合力/粘接力清洗工藝可以得到理想的效果，但是錯(cuò)誤的工藝使用則可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢，例如銀材料的芯片采用氧等離子工藝則會(huì)被氧化發(fā)黑甚至報(bào)廢。所以選擇合適的等離子清洗工藝增加結(jié)合力/粘接力在LED封裝中是非常重要的，而熟知等離子清洗原理更是重中之重。一般情況下，顆粒污染物及氧化物采用5％H2+95%Ar的混合氣體進(jìn)行等離子清洗，鍍金材料芯片可以采用氧等離子體去除有機(jī)物，而銀材料芯片則不可以。選擇合適的等離子清洗工藝在LED封裝中的應(yīng)用大致分為以下幾個(gè)方面：
? 點(diǎn)銀膠前：基板上的污染物會(huì)導(dǎo)致銀膠呈圓球狀，不利于芯片粘貼，而且容易造成芯片手工刺片時(shí)損傷，使用等離子清洗可以使工件表面粗糙度及親水性大大提高，有利于銀膠平鋪及芯片粘貼增加結(jié)合力/粘接力，同時(shí)可大大節(jié)省銀膠的使用量，降低成本。
? 引線鍵合前：芯片粘貼到基板上后，經(jīng)過增加結(jié)合力/粘接力高溫固化，其上存在的污染物可能包含有微顆粒及氧化物等，這些污染物從物理和化學(xué)反應(yīng)使引線與芯片及基板之間焊接不*或粘附性差，造成鍵合強(qiáng)度不夠。在引線鍵合前增加結(jié)合力/粘接力進(jìn)行等離子清洗，增加結(jié)合力/粘接力會(huì)顯著提高其表面活性，從而提高鍵合強(qiáng)度及鍵合引線的拉力均勻性。鍵合刀頭的壓力可以較低（有污染物時(shí)，鍵合頭要穿透污染物，需要較大的壓力），有些情況下，鍵合的溫度也可以降低，因而提高產(chǎn)量，降低成本。
? LED封膠前：在LED注環(huán)氧膠過程中，污染物會(huì)導(dǎo)致氣泡的成泡率偏高，從而導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量及使用壽命低下，所以，避免封膠過程中形成氣泡同樣是人們關(guān)注的問題。通過等離子增加結(jié)合力/粘接力清洗后，芯片與基板會(huì)更加緊密的和膠體相結(jié)合，氣泡的形成將大大減少，同時(shí)也將顯著提高散熱率及光的出射率。
通過以上幾點(diǎn)可以看出材料表面活化、氧化物及微顆粒污染物的去除可以通過材料表面鍵合引線的拉力強(qiáng)度及侵潤特性直接表現(xiàn)出來。
某幾家LED廠產(chǎn)品封裝工藝中以上幾點(diǎn)工藝前添加等離子清洗，測(cè)量鍵合引線的拉力強(qiáng)度與未進(jìn)行等離子清洗相比，鍵合引線拉力強(qiáng)度有明顯增加，但由于產(chǎn)品不同，所以增加的幅度也大小不等，有的只增加12％，有的卻可以增加80％，也有的廠家測(cè)量的數(shù)據(jù)反映平均拉力沒有明顯增加，但是小鍵合拉力卻明顯提高，對(duì)于確保產(chǎn)品可靠性來說，這仍然是十分有益的。圖3為某LED廠家一批氧化的LED等離子清洗增加結(jié)合力/粘接力前后對(duì)比，圖4為某LED廠家對(duì)一批LED在等離子清洗前后進(jìn)行的鍵合引線拉力對(duì)比圖。
等離子清洗設(shè)備LED增加結(jié)合力/粘接力工藝
等離子清洗過后，檢測(cè)芯片與基板清洗效果的另一指標(biāo)為其表面的浸潤特性，通過對(duì)幾家產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢測(cè)表明未進(jìn)行等離子清洗的樣品接觸角大約為40°~68°左右;表面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)機(jī)制等離子體清洗的樣品接觸角大約為10°～17°左右；表面進(jìn)行物理反應(yīng)機(jī)制等離子體清洗過的樣品接觸角為20°～28°左右。不同廠家、不同產(chǎn)品及不同清洗工藝的清洗效果是不同的，浸潤特性的提高表明在上述幾點(diǎn)封裝工藝前進(jìn)行等離子清洗增加結(jié)合力/粘接力是十分有益的。圖5為等離子清洗前后在某種LED工件表面滴落7微升純凈水并利用接觸角檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)的接觸角對(duì)比。
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