半導(dǎo)體封裝過程中的清洗工藝是確保器件可靠性和性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要涉及去除污染物、改善表面狀態(tài)及為后續(xù)工藝做準(zhǔn)備。以下是主流的清洗技術(shù)及其應(yīng)用場景：

一、按清洗介質(zhì)分類

濕法清洗（Liquid Cleaning）

• 原理：利用化學(xué)試劑與物理作用（如超聲、噴淋）結(jié)合去除顆粒、有機(jī)物和金屬殘留。
  • 常用溶液：
    RCA標(biāo)準(zhǔn)流程（H?O?+NH?OH/HCl交替使用）：去除有機(jī)污染和金屬離子；
    稀釋氟化氫（DHF）：蝕刻二氧化硅層并剝離原生氧化物；
    硫酸+雙氧水混合液（SPM）：強(qiáng)氧化分解頑固碳化物；
    有機(jī)溶劑（丙酮、異丙醇IPA）：溶解光刻膠殘膠及油脂類物質(zhì)。
  • 設(shè)備示例：超聲波清洗槽、兆聲波清洗系統(tǒng)（高頻振動增強(qiáng)剝離效率）、自動臂噴涂機(jī)臺。
  • 適用階段：芯片貼裝前基板預(yù)處理、引線鍵合前的焊盤清潔、塑封前的模塑腔體凈化。

2?? 干法清洗（Dry Etching/Plasma Cleaning）

• 核心技術(shù)：等離子體轟擊或氣相反應(yīng)實現(xiàn)無損清潔。
  • 典型工藝：
    氬氣濺射刻蝕：物理轟擊去除表面吸附的松散顆粒；
    氧氣等離子體灰化：將聚合物殘留轉(zhuǎn)化為CO?/H?O揮發(fā)性氣體；
    氮氣微波等離子去污：低溫環(huán)境下分解有機(jī)分子而不損傷鋁線結(jié)構(gòu)。
  • 優(yōu)勢：無廢水產(chǎn)生，適合精細(xì)結(jié)構(gòu)（如BGA球焊點間隙）的高深寬比區(qū)域清洗。
  • 局限：設(shè)備成本較高，對復(fù)雜幾何形狀覆蓋均勻性需優(yōu)化。

3?? 超臨界流體清洗（Supercritical Fluid Cleaning）

• 創(chuàng)新方案：使用超臨界CO?攜帶微量清潔劑，兼具氣體擴(kuò)散性和液體溶解能力。
  • 特點：可滲入＜1μm縫隙清除助焊劑殘留，且完全揮發(fā)無殘留，尤其適用于底部填充膠（Underfill）后的精密清洗。
  • 應(yīng)用案例：先進(jìn)倒裝芯片（Flip Chip）封裝中的凸點（Solder Bump）成型后處理。

二、按工藝流程階段劃分

三、特殊需求解決方案

敏感元件專用方案

針對MEMS麥克風(fēng)或光學(xué)傳感器等脆弱器件：
采用中性緩沖氧化物蝕刻液（BOE緩沖液）替代傳統(tǒng)HF，通過降低腐蝕速率保護(hù)鋁質(zhì)線圈結(jié)構(gòu)；配合微孔過濾器（孔徑＜0.2μm）確保清洗液純凈度。

高密度互聯(lián)場景應(yīng)對

對于2.5D/3D堆疊封裝中的TSV硅通孔：
運用電化學(xué)剝離技術(shù)（ECP）選擇性溶解銅栓塞表面的氧化層，避免傳統(tǒng)酸洗對介電層的侵蝕。

環(huán)保合規(guī)策略

推行閉環(huán)水循環(huán)系統(tǒng)：
通過陶瓷膜過濾（截留分子量＞1kDa）實現(xiàn)清洗液重復(fù)利用率＞90%，減少廢水排放；廢液經(jīng)MVR蒸發(fā)工藝回收重金屬后安全處置。

四、工藝驗證指標(biāo)體系

五、行業(yè)趨勢演進(jìn)方向

1. 智能化升級：AI算法動態(tài)調(diào)節(jié)清洗時間與藥劑配比（如根據(jù)OSG厚度自適應(yīng)調(diào)整DHF濃度）；
2. 綠色轉(zhuǎn)型：開發(fā)生物可降解表面活性劑替代傳統(tǒng)NP型乳化劑；
3. 原子級精密控制：將清洗精度推進(jìn)至亞納米級粗糙度管理（Ra＜0.5nm）。

通過對清洗工藝的精細(xì)化控制，可實現(xiàn)封裝良率提升、長期可靠性保障及制造成本優(yōu)化的三重目標(biāo)。實際生產(chǎn)中需結(jié)合具體材料特性（如鍍層附著力、熱膨脹系數(shù)差異）進(jìn)行工藝窗口調(diào)試。