반도체 제조의 Openair-Plasma®

진공 플라스마는 반도체 산업에서 다양한 응용 분야에 사용되어 왔습니다. Openair-Plasma® 공정에서는 플라스마 장치에 통합된 "반응성 플라스마 존"을 통해 진행 중인 생산 공정 중에도 지속적인 전처리를 수행할 수 있습니다. 무전위 Openair-Plasma® 초미립자 세정 시스템은 매우 민감한 전기 부품 생산에 이상적이며, 칩 포장 생산에서 진공 챔버를 훨씬 더 효율적이고 비용 효율적인 방식으로 대체할 수 있습니다. 이 방법은 빠른 인라인 공정을 보장하고 어떤 공정과 제품을 사용하든 완벽한 균일성을 보장합니다.

와이어 본딩—왜 와이어 본딩 전에 플라즈마를 사용해야 할까?

와이어 본딩 성능은 표면 청결도와 활성화에 크게 좌우됩니다. 산화물이나 유기 잔류물 같은 오염 물질은 패드 부착 불량(NSOP), 낮은 전단 강도 또는 조기 고장을 유발할 수 있습니다.

플라즈마 처리는 다음을 보장합니다:

  • 적절한 접착을 방해하는 오염 물질 제거
  • 강력한 와이어 그립을 위한 본드 패드 표면 활성화
  • 약한 접합부, 본드 리프트 및 재작업 감소
  • 본드의 전기적 및 기계적 안정성 향상
  • 일관되고 반복 가능한 본딩 결과를 통한 높은 수율

플라즈마는 선택 사항이 아닙니다—와이어 본딩을 깨끗하고 강력하며 신뢰할 수 있게 만드는 핵심 단계입니다.

 

다이 본딩—다이 부착 전 플라즈마 처리가 필요한 이유

다이 부착 시 불규칙한 본딩과 공극은 성능 저하를 초래할 수 있습니다. Openair-Plasma®는 진공이나 화학 약품 없이 인라인 공정에서 표면 잔류물을 제거하고 재료 표면을 활성화하여 다이와 기판을 모두 준비합니다.

장점

플라즈마는 모든 다이가 깨끗하고 강력하며 안정적으로 본딩되도록 보장합니다.

  • 유기 오염물 및 산화물 깨끗한 제거
  • 접착제, 에폭시, 솔더의 접착력 향상
  • 공극 및 박리 현상 감소 효과의 향상된 습윤성
  • 열적·기계적 스트레스 하에서의 안정적인 성능
  • 높은 공정 수율 및 일관된 본딩 품질

리드 프레임—산화막 제거

금속 리드 프레임의 산화막은 CPU나 파워 모듈 같은 장치에서 강력한 상호 연결을 방해할 수 있습니다. REDOX®-Tool을 적용한 Openair-Plasma®는 진공이나 배치 공정 없이 생산 라인 내에서 직접 건식 인라인 산화막 제거를 가능하게 합니다.

리드 프레임 산화막 제거 (REDOX®-Tool 적용)

주요 이점:

  • 접합 품질 향상
  • 생산 수율 증가
  • 일관되고 반복 가능한 처리 결과

열압착 접합 (TCB)

플럭싱 전 플라즈마 처리는 균일한 표면 에너지와 최적의 습윤 특성을 생성합니다. 이를 통해 플럭스 사용량을 크게 줄이고 접합 형성을 개선하며 장치 신뢰성 향상에 기여합니다.

플럭스리스 열압착 본딩(TCB)

플럭스리스 TCB 공정에서 금속 산화물은 신뢰성 있는 상호 연결을 방해할 수 있습니다. REDOX®-Tool은 인라인 플라즈마 기반 산화물 환원을 가능하게 하여 견고한 본딩 성능을 위한 깨끗한 금속 표면을 생성합니다. 이 건식 공정은 플럭스 사용을 불필요하게 하며, 더 높은 공정 신뢰성과 환경 친화적 제조를 동시에 지원합니다.

언더필 전 활성화

언더필 재료의 습윤성을 위해 높고 균일한 표면 에너지가 필수적입니다. Openair-Plasma®는 기판 표면을 인라인으로 활성화하여 언더필의 유동성과 접착력을 향상시킵니다. 또한 깨끗하고 일관된 필렛 형성을 보장하며 다이싱 공정에서 발생한 오염 물질을 제거합니다. 결과적으로 기공이 줄어들고 더 신뢰할 수 있는 캡슐화가 이루어집니다.

IC 패키징용 차단 코팅

민감한 반도체 소자는 습기와 오염으로부터 보호가 필요합니다. PlasmaPlus®는 IC 패키지를 보호하기 위해 초박막 차단 코팅(일반적으로 700~1,000 nm, 용도에 따라 다름)을 대기 중 증착할 수 있게 합니다.

장점 

이 코팅은 패키지 내부 환경을 보호하고 민감한 IC 부품의 장기적 안정성을 보장합니다.

  • 수분 침투 및 회로 손상 방지
  • 이온 이동 및 오염 차단
  • 장기적인 전기적 신뢰성 및 절연 안정성
  • 작동 스트레스 하에서의 열적·기계적 내구성

EMC 접착을 위한 나노 코팅

나노 스케일 플라즈마 코팅은 에폭시 몰드 컴파운드(EMC)와 기판 또는 다이 사이의 접착력을 향상시킵니다. 그 결과 열 사이클링 또는 기계적 스트레스 동안 더 강한 결합력과 향상된 성능을 제공합니다.

장점

나노 코팅은 안정적이고 내구성 있는 캡슐화를 보장하는 최적화된 표면을 생성합니다.

  • 강화된 밀봉 접합면
  • 박리 및 균열 저항성
  • 열적·기계적 부하 전반에 걸친 높은 패키지 신뢰성
  • 결함 감소 및 생산성 향상

OPENAIR-PLASMA®의 주요 특징

반도체 패키징 분야

  • 선택적 처리—본드 패드, 리드 프레임, 다이 표면 등 핵심 영역을 정밀하게 표적화
  • 고속 처리—고속 패키징 라인을 위한 최대 1.5m/sec 인라인 처리 가능
  • 무전압 작동 — 1V 미만 출력으로 민감한 반도체 소자 및 인터커넥트에 안전하게 사용 가능
  • 비용 효율성 — 낮은 자본 투자 및 최소 운영 비용으로 확장 가능한 배포
  • 표면 유연성 — 평면, 곡면 및 3D 패키징 형상 모두에 효과적
  • 환경 친화성 — 대기 조건에서 압축 공기만을 사용하는 VOC 무첨가, 용제 무첨가 플라즈마 처리