說到MEMS傳感器,很多人可能覺得陌生,但其實(shí)它早已悄悄走進(jìn)我們的生活。從智能手機(jī)里的陀螺儀到汽車上的胎壓監(jiān)測(cè),甚至醫(yī)療設(shè)備中的微型傳感器,都離不開MEMS技術(shù)。不過,要讓這些精密的小家伙穩(wěn)定工作,封裝環(huán)節(jié)可是個(gè)大難題。封裝過程中哪怕沾上一點(diǎn)點(diǎn)灰塵或油漬,都可能讓傳感器性能大打折扣。這時(shí)候,等離子清洗機(jī)就派上大用場(chǎng)了。
等離子清洗機(jī)的工作原理其實(shí)很有意思。它不像傳統(tǒng)清洗方式那樣用水或化學(xué)溶劑,而是利用電離產(chǎn)生的等離子體來干活。當(dāng)氣體被電離后,會(huì)形成大量高能粒子,這些粒子就像無數(shù)把小刷子,能輕松去除材料表面的有機(jī)物和微小顆粒。更重要的是,它還能讓材料表面變得更容易粘合,這對(duì)后續(xù)的封裝工藝幫助特別大。深圳誠(chéng)峰智造研發(fā)的等離子清洗設(shè)備,在處理MEMS傳感器時(shí)就特別注重控制能量密度,既能把表面清理干凈,又不會(huì)損傷精密的傳感器結(jié)構(gòu)。
在MEMS傳感器封裝過程中,最常見的麻煩就是表面污染導(dǎo)致的粘接不良。傳統(tǒng)清洗方法往往力不從心,要么清潔不徹底,要么殘留清洗劑帶來新問題。等離子清洗就不一樣了,它能深入到微米級(jí)的縫隙里,把那些肉眼看不見的污染物統(tǒng)統(tǒng)趕走。有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,經(jīng)過等離子處理的傳感器芯片,在后續(xù)的貼片和鍵合工序中,良品率能提升20%以上。這可不是小數(shù)目,要知道在批量生產(chǎn)中,每提高一個(gè)百分點(diǎn)的良率,都能省下可觀的成本。
除了清潔功能,等離子處理還有個(gè)隱藏技能——表面活化。很多封裝材料本身粘接性并不理想,但經(jīng)過等離子處理后,材料表面會(huì)產(chǎn)生大量活性基團(tuán),就像給材料涂了層隱形膠水。這樣在進(jìn)行引線鍵合或塑封時(shí),結(jié)合強(qiáng)度會(huì)明顯提高。特別是在高溫高濕環(huán)境下,經(jīng)過等離子處理的封裝件可靠性要高出不少。有些客戶反饋說,用了等離子清洗工藝后,他們的傳感器產(chǎn)品在惡劣環(huán)境下的故障率直接降了一半。

說到實(shí)際操作,不同類型的MEMS傳感器對(duì)等離子處理的要求也不太一樣。比如加速度計(jì)和壓力傳感器,它們的敏感結(jié)構(gòu)不同,需要的處理參數(shù)就得調(diào)整。有些需要溫和處理,有些則要加大功率。這就像做菜,火候掌握不好,再好的食材也白搭。深圳誠(chéng)峰智造的工程師們就經(jīng)常要根據(jù)客戶產(chǎn)品的特點(diǎn),量身定制清洗方案。他們發(fā)現(xiàn),在處理帶有空腔結(jié)構(gòu)的MEMS器件時(shí),采用脈沖式等離子清洗效果最好,既能保證清潔度,又不會(huì)對(duì)微結(jié)構(gòu)造成損傷。
隨著MEMS技術(shù)向更小尺寸、更高集成度發(fā)展,對(duì)封裝工藝的要求只會(huì)越來越嚴(yán)苛。傳統(tǒng)的清洗方法已經(jīng)快要摸到天花板了,而等離子清洗技術(shù)還有很大潛力可挖。現(xiàn)在已經(jīng)有研究團(tuán)隊(duì)在開發(fā)常溫常壓下的等離子清洗工藝,這對(duì)熱敏感的MEMS器件來說是個(gè)好消息。可以預(yù)見,在未來幾年,等離子清洗會(huì)成為MEMS封裝線上的標(biāo)配設(shè)備。畢竟在精密制造領(lǐng)域,有時(shí)候解決問題就差那最后一步的表面處理。





