In der heutigen Elektronikwelt sind Halbleiterbauelemente ein fester Bestandteil. Für die Herstellung dieser Bauelemente ist die Reinigung von Metalloberflächen vor dem Wirebonden bzw. vor dem Spritzguss des Halbleiterpackages immer noch ein wichtiger und notwendig Arbeitsschritt. Kontaminierte und oxidierte Metalloberflächen verursachen zu niedrige Wirebondfestigkeiten und führen zu Ausfällen durch Unterbrechung der elektrischen Kontakte. Auf der productronica 2019 stellte Plasmatreat seine Openair-Plasmatechnologie zum Reinigen von Oberflächen live dem Fachpublikum vor.
Niederdruckplasmaverfahren können Oxidschichten und schwächere organische Verunreinigungen entfernen, allerdings sind die Ausrüstungskosten und lange Prozesszeiten ein Nachteil dieses Verfahrens. Mit dem reduzierenden Openair-Plasma lassen sich diese Oberflächenverunreinigungen in einem einzigen Prozess entfernen. Eine spezielle Kombination aus Gasgemisch und einem neuartigen Düsentyp macht die Erzeugung einer stark reduzierenden Atmosphäre um den Arbeitsbereich herum während der Behandlung möglich. Die Anzahl der aktiven Radikale und Ionen pro Volumeneinheit ist um 5 Größenordnungen gegenüber Niederdruck-Wasserstoffplasmen erhöht und erlaubt eine sehr kurze Behandlungszeit.
Durch die Kombination von Düse und Gasgemisch wird die Behandlung von Metallflächen, wie z. B. auch Kupfer möglich, die normalerweise nur in Niederdruckplasma oder unter Schutzatmosphäre behandelbar sind. Kupfer ist besonders bei höheren Temperaturen äußerst oxidationsempfindlich. Mit der reduzierenden Openair-Plasmabehandlung lassen sich Kupfer-Leadframes sehr schnell reinigen. Eine PlasmaPlus Beschichtung verhindert die Reoxidation des Kupfers.
„Nach dem Reinigen mittels Openair-Plasma sind keine Verfärbung des Kupferrahmens erkennbar. Dank der Geometrie der Düse werden die behandelten Teile weniger thermisch beansprucht als bei vergleichbaren reduzierenden atmosphärischen Plasmen. Somit können beispielsweise Platinen auf Kunststoff- oder Metallkernbasis ohne thermische Schäden bearbeitet werden. Auch Keramik- und LS-Schalter-Träger sind nach dem Diebonden und vor dem Wirebonden behandelbar“, erklärt Nico Coenen, Business Development Manager Electronics Market. Das Plasma ist elektrisch neutral, wodurch Chip-Schäden durch elektrostatische Ladungen ausgeschlossen sind.
Neben Halbleiteranwendungen ist das Verfahren auch auf LED-Gehäuse und Substrate anwendbar. „Dank der Prozessgeschwindigkeit stellt reduzierendes Openair-Plasma eine wertvolle Alternative zu Niederdruckplasmaverfahren dar und kann als ökologisch sinnvoller Ersatz von Nassreinigungsprozessen angesehen werden. Der Prozess spart nicht nur Ausrüstungskosten, sondern reduziert auch die Taktzeiten“, führt Coenen weiter aus.
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