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等离子清洗去除引线框架表面氧化层和有机沾污

文章出处:本站 | 网站编辑:深圳纳恩科技有限公司| 发表时间:2022-06-09
引线框架作为集成电路的芯片载体,是一种借助于键合材料(金丝、铝丝、铜丝)来实现芯片内部引出端与外引线的电气连接,形成电气回路的关键结构件。它起到了芯片和外部导线连接的桥梁作用,绝大部分的半导体集成电路中都需要使用引线框架,是电子信息产业中重要的基础材料。

集成电路引线框架一般采用铜材或铁镍合金(Fe42Ni),考虑到电气﹑散热与塑封匹配性以及成本等方面的因素,目前主要使用铜材,特别是双列直插式封装(DIP)和单列直插式封装(SIP)的插入式封装以及SOIC、QFP、PLCC等适合表面组装(SMT)技术要求的封装大多数都采用铜材。

由于铜合金具有较强的亲氧性,在封装工艺的热键合过程中极易发生氧化,从而形成一层氧化膜。应该看到,引线框架铜合金表面氧化状况对塑封料的粘接强度有较大影响,氧化膜一般是塑封料封装回流焊工艺中分层及裂纹的主要原因之一。按照分层发生位置,分为引脚分层和基岛分层。其中引脚分层会导致引线的第二焊点脱落,造成开路,直接影响芯片功能。基岛载体镀银区域分层会拉断地线,导致产品失效。

表面氧化的负面影响

引线框架表面氧化严重影响产品的工艺过程及可靠性。而当引线框架表面发生氧化后,以下问题往往会相伴而生:①降低引线框架与塑封料间的结合强度,在可靠性试验中容易形成分层;②降低金线/铜线键合的拉力值,氧化严重时因为拉力值过小而使仪器无法显示测量值,容易造成后期塑封过程中的断丝、交丝问题;③增加压焊过程中挡机频率,导线键合不稳定,降低生产效率,产能达不到量产要求,同时导线拉力值偏低、键合不稳定,是因为框架表面氧化形成的氧化层阻止了导线与框架的冶金结合,限制了共晶结构的形成;④在氧化很严重的情况下,压焊过程频繁挡机,无法实现焊线。

防氧化措施

铜基引线框架表面发生严重氧化,会阻碍导线的正常键合,降低框架与塑封料之间的结合强度,只有对引线框架的氧化过程进行有效的控制,将氧化膜厚度控制在一定范围内时,才能满足实际生产的要求。引线框架防氧化措施主要包括两个方面,一方面是封装工艺的优化,比如缩短框架的在线时间,降低加工温度,通入保护气体等;另一方面是铜合金材料本身,通过改变铜合金材料的成分、结构,提高材料本身的抗氧化能力。在实际生产中,可用等离子清洗来去除表面氧化层,同时,惰性气体保护可以有效降低氧化进程。


等离子清洗


(1)等离子清洗作用。
等离子是正离子和电子密度大致相同的电离气体,等离子清洗机通过对氩气进行电离,产生的等离子体通过电磁场加速,击打在镀银层及芯片铝垫表面,可以有效的去除镀银层表面及铝垫表面的有机物、环氧树脂、氧化物、微颗粒物等沾污物,有效的提高镀银层表面及铝垫表面的活性,从而有利于压焊的键合。

(2)等离子清洗方法。
采用Ar和H2的混合气体对引线框架表面进行等离子清洗,可以有效的去除表面的杂质沾污、氧化层等,从而提高银原子和铜原子活性,大幅提高焊线与引线框架的结合强度,提高产品良率,在实际生产中,等离子清洗已成为铜线工艺的必须工序。

以上就是国产等离子清洗机厂家纳恩科技关于等离子清洗去除引线框架表面氧化层和有机沾污的简单介绍,等离子清洗可以在一定程度上去除引线框架或基板表面的有机沾污和氧化层,当引线框架经过等离子清洗后,拉力得到了大幅度的提高。

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