電子產(chǎn)品制程污染物有哪些?該如何應(yīng)對?
根據(jù)電子制造業(yè)長期以來的品質(zhì)管控數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果來看,整個生產(chǎn)制造過程中,約有50%~70%的品質(zhì)不良,都是由產(chǎn)品被污染所致。早在上世紀(jì)七十年代,電子制造業(yè)就有了專門針對金屬及其離子污染的“ROSE——電阻率的溶劑萃取法”檢測標(biāo)準(zhǔn)。
在電子產(chǎn)品制程中,污染物是各種表面沉積物或雜質(zhì)以及被表面吸附或吸收的一種能使其性能降級的物質(zhì)。這些污染物首先會降低電子產(chǎn)品工藝良品率,在一個污染環(huán)境中制成的電子產(chǎn)品會引起多種問題。污染會改變電子產(chǎn)品的尺寸,改變表面的潔凈度,和造成有凹痕的表面等。
清洗作業(yè)是目前去除產(chǎn)品污染唯一有效方式,因此從半導(dǎo)體芯片制造、封裝,到后面的PCAB封裝環(huán)節(jié),幾乎每完成一道加工工序,都緊接著會有一道清洗作業(yè)。
目前清洗步驟數(shù)量是芯片制造工藝步驟占比最大的工序,約占所有芯片制造工序步驟的30%以上。伴隨半導(dǎo)體制造技術(shù)節(jié)點的進(jìn)步,清洗工序的數(shù)量和重要性將繼續(xù)提高。在半導(dǎo)體芯片工藝技術(shù)節(jié)點進(jìn)入28nm、14nm以及更先進(jìn)等級后,工藝流程的延長且越趨復(fù)雜,產(chǎn)線成品率也會隨之下降。
電子產(chǎn)品制程污染物主要有以下幾種:
造成這種現(xiàn)象的一個原因就是先進(jìn)制程對雜質(zhì)污染物的敏感度更高,小尺寸污染物的高效清洗更困難。解決的方法主要是增加清洗步驟,以及采用清洗效率更高的水基型清洗技術(shù)。每個晶片在整個制造過程中需要甚至超過200道清洗步驟,晶圓清洗變得更加復(fù)雜、重要及富有挑戰(zhàn)性。
實際上為了保障產(chǎn)品的良率及性能,在電子產(chǎn)品制造過程中需將表面的各種污染物控制在工藝要求的范圍之內(nèi)。除制造過程都必須在嚴(yán)格控制的凈化環(huán)境中開展外,同時還需要評估在進(jìn)行每一步工序前產(chǎn)品表面特征是否滿足該工序的要求。現(xiàn)階段,芯片技術(shù)節(jié)點不斷提升,從55nm、40nm、28nm至14nm、7nm及以下,電子產(chǎn)品表面污染物的控制要求越來越高,在功能性加工工序前都需要一步清洗工序。
到了后摩爾時代,制造技術(shù)對于環(huán)境氣氛的要求越來越嚴(yán),會污染特種電子氣體和電子化學(xué)品的溶劑型清洗技術(shù)快速淘汰,與自然環(huán)境更親和的水基型清洗技術(shù)成為了行業(yè)主流。
在所有電子電路產(chǎn)品生產(chǎn)制程的品質(zhì)管控過程中,最怕就是離子污染改變產(chǎn)品的電性能,造成產(chǎn)品的總體性能下降及產(chǎn)品可靠性不達(dá)標(biāo),導(dǎo)致返工作業(yè)增加或產(chǎn)品直接報廢。如芯片和電池生產(chǎn)過程中,由于離子污染造成的漏電、短路、容值飄移等致命缺陷。因此針對離子污染物的水基清洗技術(shù),是所有清洗作業(yè)的必不可少的環(huán)節(jié)之一。
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以上為本公司一些經(jīng)驗的累積,因工藝問題內(nèi)容廣泛,沒有面面俱到,只對常見問題作分析,隨著電子產(chǎn)業(yè)的不斷更新?lián)Q代,新的工藝問題也不斷出現(xiàn),本公司自成立以來不斷的追求產(chǎn)品的創(chuàng)新,做到與時俱進(jìn),熟悉各種生產(chǎn)復(fù)雜工藝,能為各種客戶提供全方位的工藝、設(shè)備、材料的清洗解決方案支持。
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