Openair-Plasma®优化半导体制程的生产节拍
对于半导体元件生产过程中的选择性等离子表面处理，来自 Steinhagen 的技术领先企业 Plasmatreat GmbH 可根据客户要求提供全自动在线系统。
等离子表面处理技术在半导体制造领域有多种用途。这种特殊工艺可应用于引线键合、芯片贴装、热压焊接和注塑成型前的表面处理。实现这些应用，有两种不同的等离子工艺可供选择： 比如，多个产品可以同时放在真空等离子设备腔体中，完成批量式真空等离子处理。尽管如此，真空等离子设备成本较高且处理时间较长，无法有选择地处理单个产品的部分区域。
Plasmatreat 公司开发的Openair-Plasma®常压等离子技术可对产品同时进行区域选择性与特殊处理。该技术使用压缩空气为工艺气体，结合不同喷枪数量的配置组合，不需要成本高昂的气体，还可以通过机器人进行深度集成实现多样化的应用要求。此外，常压等离子技术既可实现在线生产、又可实现离线生产。此技术适用于几乎所有材料（如塑料、金属、玻璃、陶瓷和复合材料）的表面处理、精细化清洗、表面活化改性以及等离子镀膜。还适用于清洗所有具有金属特性的材料表面。
常压等离子技术通常使用清洁干燥的空气作为工艺气体，而真空等离子技术则使用氩气、氦气或氧气等成本昂贵得多的气体。 不过，在处理铜引线框架时，也会使用氮气或其它混合气体。由于铜元素——尤其是在高温环境下——对氧化极为敏感，因此通常使用真空等离子系统或在具有一定防护的常压条件下进行处理。除此之外，使用Openair-Plasma®常压等离子技术进行还原处理，则可以快速清洗铜引线框架，而铜框架不会出现任何明显的褪色。由于此表面处理技术对元件的热应力影响较低，因此可以处理带有塑料或金属芯的印刷电路板而不产生热效应的影响，甚至可以在芯片贴装后及引线键合前，处理陶瓷基板和引线框架基板。由于静电会导致芯片损坏，所以常压等离子喷枪采用了电中性的技术设计，避免了此等情况发生。
专为满足特殊要求而设计
半导体行业使用 Plasmatreat GmbH的等离子系统已经有一段时间了。尽管如此，一家业内具有一定知名度的长期客户的技术创意促使我们为半导体行业开发了一种特殊的等离子处理工作站 (PTU)。PTU 是独立的制造单元，其设计符合客户的工艺流程，可无缝集成到客户的生产线中。PTU还提供各种处理和自动化选项，能够以协同产线的自动化布局，实现高效的表面处理和装配及组件的精确处理。Plasmatreat 凭借广泛的专业知识和能力， 能够为半导体行业开发这些特殊系统。<s>当前的任务</s>包括集成真空吸附装置以固定元件托盘，以及设计满足基于 SECS/GEM 的协议接口。
Plasmatreat 电子产品市场部总监Coenen解释：“为了开发出适用于半导体行业的在线常压等离子系统，并保证尽可能高的产能，我们采用了多个工艺步骤，并将这些工艺步骤精确地实施到项目前期的构思阶段。” 例如，我们计划在一个系统内布局两条传送带，安装两套等离子镀膜组件实现并行处理（双通道概念）。通过读取条形码来跟踪每个芯片，有选择地处理单个元件，这样即可以执行一些特殊任务——例如只对元件顶部进行等离子处理——而这样的特殊处理方式却是真空等离子技术无法实现的。
最大化生产力
众所周知，双通道概念可根据客户的不同节拍要求进行调整，还能满足更多不同应用的处理要求。这使得该系统能够实现每平方米的最大产能，专为处理JEDEC托盘和引线框架而设计。比如，能够处理载有8至128个元件的托盘。此外，PTU系统处理时，第一步通过摄像头即时读出 JEDEC 托盘中的元件条形码。如此即可对每个元件进行跟踪。然后，通过真空夹具将元件按固定阵列固定在 JEDEC 托盘中。随后使用带有抽风装置的RD1004旋转喷枪进行表面处理。当等离子表面处理完成后，元件会进入选择性助焊剂系统，为随后的热压焊接工艺做好准备。
系统配置的双通道概念满足不同产能要求的客户的制程需求。例如，两个满载的托盘一个接一个地运送到第一条传送带上的规定位置进行等离子处理。与此同时，另外两个满载的托盘被输送到第二条传送带上的相应加工位置。当第一条传送带上的元件处理完成后，两把等离子喷枪立即移动到第二条传送带上进行元件处理。当完成处理的托盘离开系统时，下一个托盘就会再次进入，周而复始进行循环。生产线内不同系统间通过半导体行业的标准设备接口协议 SECS/GEM 进行通讯。
“电子行业再次面临元件短缺的问题，而电动汽车产业的兴起等因素，实际上加剧了这一状况。”Coenen 强调，“我们希望用我们的专业知识来应对这种情况的发生。”因此，我们的专家们希望为自动化和机械工程领域的设计，提供完整的等离子系统工作站的解决方案，优化芯片和微处理器产品的生产周期。
