等離子清洗機在LCD-COG液晶組裝工藝中的應用

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等離子清洗機在LCD-COG液晶組裝工藝中的應用
一、前言
目前組裝技術的趨勢主要是SIP、BGA、CSP封裝使半導體器件向模塊化、高集成化和小型化方向發展。在這樣的封裝與組裝工藝中,*大的問題是粘結填料處的有機物污染和電加熱中形成的氧化膜等。由于在粘結表面有污染物存在,導致這些元件的粘接強度降低和封裝后樹脂的灌封強度降低,直接影響到這些元件的組裝水平與繼續發展。為提高與改善這些元件的組裝能力,大家都在想盡一切辦法進行處理。提高實踐證明,在封裝工藝中適當地引入等離子清洗技術進行表面處理,可以大大改善封裝可靠性和提高成品率。
二、等離子體
離子體通常稱作物質的第四種狀態,前三種狀態是固體、液體、氣體,它們是比較常見的,就存在于我們周圍。 離子體盡管在宇宙的別處非常豐富,但在地球上只存在于某種特定環境。離子體的自然存在包括閃電、北極光。就好像把固體轉變成氣體需要能量一樣,產生離子體也需要能量。
當溫度升高時,物質就由固體變成液體,液體則會變成氣體。當氣體的溫度升高時,此氣體分子會分離成為原子,若溫度繼續上升,圍繞在原子核周圍的電子就會脫離原子成離子(正電荷)與電子(負電荷),此現象稱為“電離”。因電離現象而帶有電荷離子的氣體便稱為“等離子(PLASMA)”。因此通常將等離子歸類為自然界中的“固體”、“液體”、“氣體”等物態以外的“第四態”。 
三、等離子清洗原理 
等離子清洗一般是利用激光、微波、電暈放電、熱電離、弧光放電等多種方式將氣體激發成等離子狀態。
在等離子清洗應用中,主要是利用低壓氣體輝光等離子體。一些非聚合性無機氣體(Ar2、N2、H2、O2等)在高頻低壓下被激發,產生含有離子、激發態分子,自由基等多種活性粒子。一般在等離子清洗中,可把活化氣體分為兩類,一類為惰性氣體的等離子體(如Ar2、N2等);另一類為反應性氣體的等離子體(如O2、H2等)。等離子產生的原理如下:給一組電極施以射頻電壓(頻率約為幾十兆赫茲),電極之間形成高頻交變電場,區域內氣體在交變電場的激蕩下,產生等離子體?;钚缘入x子對被清洗物進行表面物理轟擊與化學反應雙重作用,使被清洗物表面物質變成粒子和氣態物質,經過抽真空排出,而達到清洗目的。
等離子清洗機的清洗過程從原理上分為兩個過程
過程1為:有機物的去除 首先是利用等離子的原理將氣體分子激活,然后利用O,O3與有機物進行反應,達到將有機物排除的目的;
過程2為:表面的活化 首先是利用等離子的原理將氣體分子激活,然后利用O,O3含氧官能團的表面活化作用,來改善材料的粘著性和濕潤性能。
四、等離子清洗機在LCD-COG液晶組裝工藝中的應用
LCD的COG組裝過程,是將裸片IC貼裝到ITO玻璃上,利用金球的壓縮與變形來使ITO玻璃上的引腳與IC上的引腳導通。由于精細線路技術的不斷發展,目前已經發展到生產Pitch為20μm、線條為10μm的產品。這些精細線路電子產品的生產與組裝,對ITO玻璃的表面清潔度要求非常高,要求產品的可焊接性能好、焊接牢固、不能有任何有機與無機的物質殘留在ITO玻璃上來阻止ITO電極端子與IC BUMP的導通性,因此,對ITO玻璃的清潔顯得非常重要。在目前的ITO玻璃清潔工藝中,大家都在嘗試利用各種清洗劑(酒精清洗、棉簽+檸檬水清洗、超聲波清洗)進行清洗,但由于清洗劑的引入,會導致由于清洗劑的引入而帶來其他的相關問題,因此,探索新的清洗方法成為各廠家的努力方向。通過逐步的試驗,利用等離子清洗的原理來對ITO玻璃進行表面清潔,是比較有效的清潔方法。
 等離子清洗機在LCD-COG液晶組裝工藝中的應用
下面是經過等離子清洗前后的效果差別:
1.使用設備: 等離子大氣壓等離子清洗機;氣體:無油干燥空氣
2.將20pcs IC Bump向上放置(粘在黃膠紙上),進行Plasma清洗,然后再將IC正常熱壓到LCD上,進行測試,觀察產品顯示狀況。
3.將23pcs顯示白條,并且未封硅膠的產品,進行Plasma清洗,然后再測試,觀察白條顯示狀況。
4.取2pcs顯示OK的產品,在同一位置裸露的ITO上沾上汗漬(不戴手套,直接戴手指套,約15分鐘后手指套內的汗漬),將其中1pcs進行Plasma清洗,然后產品一起通電,觀察腐蝕狀況(車間溫度管控范圍:22℃+/-6℃,濕度控制范圍55%+/-15%)。
產品A經過等離子清洗;產品B不進行等離子清洗。通過連續的通電實驗(200小時)后,情況如下:產品A在通電71.5H時出現**條缺線,通電77H時出現第二條缺線; 而產品B在通電4.5H時,顯示缺四條線。
等離子清洗機在LCD-COG液晶組裝工藝中的應用
從上面的實驗數據可以看出:

1、等離子清洗時產生的靜電不會對產品造成**;
2、等離子清洗機可清洗ITO表面的微量導電臟污,可以改善由于漏電導致的白條現象;
3、等離子清洗可以降低被污染產品的腐蝕速度和腐蝕程度。
從上面的原理分析及實驗數據可以得出: 等離子清洗可用于LCD玻璃及LCD—COG半成品玻璃組裝過程的清洗,來改善產品的質量及其穩定性。

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