聚酰亚胺（PI）等离子体处理提高亲水性
文章出处：本站 | 网站编辑：深圳纳恩科技有限公司| 发表时间：2022-06-01
在微电子封装领域，采用等离子体处理聚酰亚胺(PI)，改变PI层润湿性主要依靠O2等离子体与PI反应，在PI表面产生OH，进而提高PI层亲水性。
聚酰亚胺（PI）以其独特的热稳定性及电学稳定性，作为一种绝缘层、钝化层已被广泛应用于微电子制造领域，特别是用于先进封装方面。随着微电子器件的引线线宽及间距日益缩小，引线插入层（FTI）的厚度越来越薄，对引线绝缘性的要求更高。引线插入层通常由SiO2或聚合物（主要以PI为主）构成，但是相比于SiO2，PI作为引线插入层的成本更低，因此，PI在微电子制造中的应用十分广泛。
在微电子器件制造过程中，对于PI层的处理效果决定产品的优良率，如何有效处理PI层具有十分重要的意义。目前PI层的处理主要采用等离子体处理的方法，等离子体处理具有很好的选择性及控制性，不会对芯片的其他材料或结构造成损伤。
等离子体处理聚酰亚胺PI的基本原理
等离子体主要包括离子、电子、自由基等成分，粒子在电场作用下具有较高的能量，但是整体保持电中性。等离子体的特征决定了与物质发生的反应主要有高能粒子物理轰击作用和活性粒子的化学反应两种方式。PI作为一种聚合物，主要由碳氢组成。采用不同的气体的等离子体处理PI就会有不同的处理效果。Ar、N2等离子体主要通过物理轰击对PI层进行处理，而O2、CF4等离子体主要通过化学反应对PI层进行处理和去除。根据对PI层不同的处理目的，选择合适的气体就能到达需要的处理效果。
PI层的粗糙度
在微电子封装中，PI层作为一种介质层需要具有良好的黏附性，以保证上下两层牢固的粘结在一块，从而提高电子器件的稳定性。提高PI层表面的微观粗糙度是增加PI层黏附性的有效的方法。通常采用表面形貌参数Ra反映粗糙度的大小，即改变PI层粗糙度主要依靠粒子的物理轰击而改变表面微观形貌来实现。因此，Ar等离子体被用来改变PI层的粗糙度Ra。
PI层的亲水性
在微电子器件封装结构中，RDL层是由一层Cu组成的导线层，通常采用电镀的方法制备。这要求PI层具有较好的亲水性，以便于电镀液能够充分与PI接触，避免产生漏镀现象，进而提高电子器件的导电性能。通常情况下，PI层为弱亲水性，水滴角在70°左右。为了使电镀效果满足要求，水滴角必须小于40°。O2等离子体与PI反应，在表面产生OH，可有效提高PI层亲水性。
目前，在微电子器件封装领域，对于聚酰亚胺PI层的处理方法主要以等离子体处理为主，改变PI层粗糙度主要依靠粒子的物理轰击而改变表面微观形貌来实现。改变PI层润湿性主要依靠O2等离子体与PI反应，在PI表面产生OH，进而提高PI层亲水性。
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