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随着电子器件的不断发展,封装可靠性问题日益受到关注。目前塑料封装和铜基框架已是电子封装的主流。框架与环氧塑封料(EMC)的粘附力弱,粘接界面经常发生界面分层,在回流焊工艺时出现爆米花现象,进而导致整个封装失效,是封装中常见的失效现象。使用预先镀层(PPF)技术可提高可焊性,但框架的镀层金属导致粘附力明显下降,反而使失效现象进一步增多。通过对框架表面的改性以提高粘附力,是当前框架研究的热点。本论文采用浸没式等离子体注入(PⅢ)技术注入O2、N2、CO和CO2等离子体,对镀镍铜框架表面进行改性。使用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)观察PⅢ技术处理前后框架表面的形貌变化,发现由于框架表面粗糙度较高,PⅢ处理技术对框架表面的形貌基本没有影响。通过对框架表面湿润性能的研究表明,PⅢ技术可以显著降低接触角,但维持的时间相当短,封装时框架与EMC的湿润性能没有提高。通过对PⅢ腔体内等离子体光谱的实时检测,发现CO和CO2等离子体的主要成分一致,但CO的光谱强度更高,主要为激发态CO分子、CO2+、CO+。通过X射线电子能谱(XPS)分析了PⅢ技术对框架表面化学状态的影响,发现CO和CO2等离子体处理后的框架表面有羰基出现。拉力测试显示,CO和CO2等离子体处理的框架粘附力提高显著,而02和N2则没有明显的改善效果。综合以上结果可以确认：框架材料的表面形貌和湿润性能对粘附力影响很小；PⅢ技术注入的CO和CO2等离子体在框架表面引入羰基,在封装中与EMC形成化学键是粘附力提高的关键。用SEM观察拉力测试失效后的框架表面,经过CO和CO2等离子体处理的框架有EMC粘附在表面,这说明框架表面与EMC确实形成了化学键。此外本文还采用热处理方法对框架表面改性,以CO和CH4作为反应气体,XPS技术用于分析框架表面化学状态。拉力实验显示反应温度在60℃时,CO和CH4都取得了很好的改性效果,粘附力显著提高；在100℃时,CO的处理效果有所下降。对CO和CH4提高粘附力的机理分别进行了探讨,认为CO提升粘附力的机理在于框架表面引入了羰基,分析了CO在框架表面的化学吸附生成羰基的反应过程；CH4提高粘附力则在于羰基或甲氧基,或两者同时作用。