Openair-Plasma® nella produzione di semiconduttori
Il plasma in vuoto viene utilizzato per molte applicazioni nell'industria dei semiconduttori. Grazie al processo Openair-Plasma®, l’emissione di “plasma puntuale estremamente reattivo" consente, invece, di eseguire un pretrattamento in continuo durante il processo di produzione. Ciò rende il sistema a basso potenziale elettrico Openair-Plasma® è ideale per la fabbricazione di componenti elettronici altamente sensibili e sostituisce la camera a vuoto nella produzione di packaging per chip in modo molto più efficiente ed economico. Il plasma atmosferico assicura un processo rapido in linea di produzione e garantisce una perfetta uniformità, indipendentemente dal modo in cui il prodotto viene processato.
Interface quality is crucial
Plasma cleans and activates surfaces inline, quickly and in a controlled manner. In the semiconductor industry in particular, this enables highly particle-free process control, which reduces waste and increases quality. In addition to perfect adhesion and optimal wettability, service life and product stability also benefit: interface failures such as delamination (IDM) or internal cracking (CCM) can be significantly minimized through targeted plasma pretreatment.
Modern semiconductor products consist of complex multi-material systems – from metal/metal to metal/polymer to various polymer combinations. Their reliability depends crucially on how cleanly and permanently the material interfaces are bonded. Even the smallest defects at these interfaces lead to delamination, cracks, or unexpected failures.
Four main factors jeopardize this critical interface quality:
- oxides that form in the wrong places
- poor wettability of surfaces
- contamination by particles and residues
- different coefficients of thermal expansion (CTE mismatch)
All these challenges can now be effectively addressed with plasma technology – without the use of harmful chemicals, cost-intensive vacuum technology, or expensive specialty gases.
Trattamento senza l'utilizzo della tecnica del plasma in vuoto - La tecnologia Openair-Plasma® offre nuove possibilità nella produzione dei semiconduttori
I wafer di silicio, i chip e i semiconduttori ad alte prestazioni sono componenti elettronici altamente sensibili. Con lo sviluppo di queste tecnologie, si è sviluppata anche la tecnologia al plasma a bassa pressione come processo produttivo.
Il progresso dei trattamenti Openair-Plasma® a pressione atmosferica apre la strada, in questo settore, ad applicazioni completamente nuove, soprattutto grazie all'automazione dei processi. Per la pulizia dei wafer o nell'incollaggio dei chip, ad esempio, non è più necessario l'impiego esclusivo del trattamento con plasma a bassa pressione; ciò comporta una notevole semplificazione del processo
Die Attachment and Interconnection
A perfect connection is at the heart of every modern semiconductor packaging process. Contaminated, poorly prepared surfaces lead to bonding errors, delamination, “non-stick on pad” and premature failures. In processes such as wire bonding, die bonding (flip chip) and modern adhesive bonding, the quality of the surface determines reliability and performance.
Openair-Plasma® cleans and activates all critical surfaces—substrate, bond pads, chip/die. Oxide layers and disruptive residues are removed, and wettability and adhesion are optimally adjusted.
Il trattamento al plasma garantisce:
- Rimozione dei contaminanti che impediscono una corretta adesione
Attivazione della superficie del pad di saldatura per una presa più forte del filo
Riduzione dei giunti deboli, dei sollevamenti dei legami e delle rilavorazioni
Migliore stabilità elettrica e meccanica del legame
Maggiore resa grazie a risultati di saldatura costanti e ripetibili
Incollaggio dei die: perché utilizzare il plasma prima dell'incollaggio dei die?
L'incollaggio non uniforme e i vuoti durante l'incollaggio dei die possono compromettere le prestazioni. Openair-Plasma® prepara sia il die che il substrato rimuovendo i residui superficiali e attivando le superfici dei materiali, in linea, senza vuoto o sostanze chimiche.
Thermo-Compression Bonding (TCB)—Plasma ensures perfect flux-free connections
With Openair-Plasma® and REDOX® process, you create the perfect conditions for demanding bonding processes – for reliable advanced packages and high-end applications.
The result:
- Stable, void-free connections without the use of flux
- Maximum process reliability and repeatability
- Conducive to environmentally friendly and cost-efficient production
Maximum electrical and mechanical reliability
Saldatura a termocompressione (TCB)
L'applicazione del plasma prima della fusione crea un'energia superficiale uniforme e un comportamento di bagnatura ottimale. Ciò consente una significativa riduzione dell'uso di flussante, migliora la formazione del legame e contribuisce a una maggiore affidabilità del dispositivo.
Incollaggio a termocompressione senza flussante (TCB)
Nei processi TCB senza flussante, gli ossidi metallici possono impedire un'interconnessione affidabile. Lo strumento REDOX® consente la riduzione degli ossidi in linea basata sul plasma, creando superfici metalliche pulite per prestazioni di incollaggio robuste. Questo processo a secco elimina la necessità di flussante e supporta sia una maggiore affidabilità del processo che una produzione rispettosa dell'ambiente.
Encapsulation Preparation
Stable, long-term reliable protective encapsulation is the backbone of modern semiconductor components. However, even the best encapsulation material can only achieve its full effect if the surfaces are optimally prepared. Invisible residues, oxides, or poor wettability quickly lead to delamination, air pockets, or defects—thus jeopardizing the electrical performance and long-term stability of the package.
Targeted plasma activation prior to encapsulation creates perfect surface conditions: The encapsulant can be distributed reliably and without bubbles, adheres to all relevant materials, and thus ensures long-lasting and comprehensive protection – even under the most demanding conditions.
Attivazione prima del riempimento
Un'energia superficiale elevata e uniforme è essenziale per la bagnabilità dei materiali di riempimento. Openair-Plasma® attiva le superfici dei substrati in linea, migliorando il flusso e l'adesione del riempimento. Assicura inoltre una formazione pulita e uniforme dei raccordi e rimuove i contaminanti dal processo di taglio. Il risultato: meno vuoti e un incapsulamento più affidabile.
Surface Preparation for Molding and Encapsulation
The surface quality of the substrate is crucial for reliable molding and protective encapsulation. It is essential that all materials involved—from lead frames and fine wires to sophisticated encapsulants—are optimally cleaned, free of oxidation, and reactive. This is the only way to ensure a seamless material flow, maximum adhesion, and absolute long-term stability.
Openair Plasma® offers several specialized processes:
- Plasma cleaning removes all organic and inorganic residues that could impair adhesion or cause delamination.
- Plasma reduction removes even the finest metal oxides and creates highly active, chemically bondable surfaces.
- PlasmaPlus® Nano Coating (Conformal Coating) applies a thin, homogeneous barrier that protects against moisture and further increases material compatibility.
In combination, these processes ensure optimal flow of the potting material, prevent air pockets, and enable full compliance with REACH and MSL1 requirements—for maximum reliability even under the toughest production and operating conditions.
Rivestimenti barriera nel confezionamento dei circuiti integrati
I dispositivi semiconduttori sensibili richiedono protezione dall'umidità e dalla contaminazione. PlasmaPlus® consente la deposizione atmosferica di rivestimenti barriera ultrasottili (in genere da 700 a 1.000 nm, a seconda dell'applicazione) per proteggere i contenitori dei circuiti integrati.
Final Assembly Cleaning & Marking
The perfect finish to any semiconductor manufacturing process is crucial for delivery quality and functionality. Contamination from dust, handling, or residues often occurs during final assembly, which can compromise product safety and markability. At the same time, important markings such as barcodes, serial numbers, and laser engravings are applied here, which must adhere permanently and precisely.
This is where Openair Plasma® comes in: directly before packaging, marking, or ejection, inline plasma cleaning ensures absolutely flawless surfaces. This removes even the last particles, giving each component the “finishing touch” – flawless and ready for use. Innovative features such as barcode reader and dual lane integration, as well as intelligent PCU control, make the process flexible, scalable, and maximally reliable.
Your advantages:
- Particle- and residue-free end products right up to the delivery point
- Secure, permanent marking on any surface
- Highest yield rates thanks to minimized scrap
- Process reliability and quality assurance right up to the final production step
The finishing touch for perfection:
Only with clean, optimally prepared end products can you ensure genuine production reliability and delight your customers with every delivery – from start to finish.
