等離子清洗去除引線框架表面氧化層和有機(jī)沾污

文章出處：等離子清洗機(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時(shí)間：2022-06-09

引線框架作為集成電路的芯片載體，是一種借助于鍵合材料（金絲、鋁絲、銅絲）來實(shí)現(xiàn)芯片內(nèi)部引出端與外引線的電氣連接，形成電氣回路的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件。它起到了芯片和外部導(dǎo)線連接的橋梁作用，絕大部分的半導(dǎo)體集成電路中都需要使用引線框架，是電子信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料。

集成電路引線框架一般采用銅材或鐵鎳合金（Fe42Ni），考慮到電氣﹑散熱與塑封匹配性以及成本等方面的因素，目前主要使用銅材，特別是雙列直插式封裝（DIP）和單列直插式封裝（SIP）的插入式封裝以及SOIC、QFP、PLCC等適合表面組裝（SMT）技術(shù)要求的封裝大多數(shù)都采用銅材。

由于銅合金具有較強(qiáng)的親氧性，在封裝工藝的熱鍵合過程中極易發(fā)生氧化，從而形成一層氧化膜。應(yīng)該看到，引線框架銅合金表面氧化狀況對(duì)塑封料的粘接強(qiáng)度有較大影響，氧化膜一般是塑封料封裝回流焊工藝中分層及裂紋的主要原因之一。按照分層發(fā)生位置，分為引腳分層和基島分層。其中引腳分層會(huì)導(dǎo)致引線的第二焊點(diǎn)脫落，造成開路，直接影響芯片功能。基島載體鍍銀區(qū)域分層會(huì)拉斷地線，導(dǎo)致產(chǎn)品失效。

表面氧化的負(fù)面影響

引線框架表面氧化嚴(yán)重影響產(chǎn)品的工藝過程及可靠性。而當(dāng)引線框架表面發(fā)生氧化后，以下問題往往會(huì)相伴而生：①降低引線框架與塑封料間的結(jié)合強(qiáng)度，在可靠性試驗(yàn)中容易形成分層；②降低金線/銅線鍵合的拉力值，氧化嚴(yán)重時(shí)因?yàn)槔χ颠^小而使儀器無法顯示測(cè)量值，容易造成后期塑封過程中的斷絲、交絲問題；③增加壓焊過程中擋機(jī)頻率，導(dǎo)線鍵合不穩(wěn)定，降低生產(chǎn)效率，產(chǎn)能達(dá)不到量產(chǎn)要求，同時(shí)導(dǎo)線拉力值偏低、鍵合不穩(wěn)定，是因?yàn)榭蚣鼙砻嫜趸纬傻难趸瘜幼柚沽藢?dǎo)線與框架的冶金結(jié)合，限制了共晶結(jié)構(gòu)的形成；④在氧化很嚴(yán)重的情況下，壓焊過程頻繁擋機(jī)，無法實(shí)現(xiàn)焊線。

防氧化措施

銅基引線框架表面發(fā)生嚴(yán)重氧化，會(huì)阻礙導(dǎo)線的正常鍵合，降低框架與塑封料之間的結(jié)合強(qiáng)度，只有對(duì)引線框架的氧化過程進(jìn)行有效的控制，將氧化膜厚度控制在一定范圍內(nèi)時(shí)，才能滿足實(shí)際生產(chǎn)的要求。引線框架防氧化措施主要包括兩個(gè)方面，一方面是封裝工藝的優(yōu)化，比如縮短框架的在線時(shí)間，降低加工溫度，通入保護(hù)氣體等；另一方面是銅合金材料本身，通過改變銅合金材料的成分、結(jié)構(gòu)，提高材料本身的抗氧化能力。在實(shí)際生產(chǎn)中，可用等離子清洗來去除表面氧化層，同時(shí)，惰性氣體保護(hù)可以有效降低氧化進(jìn)程。

等離子清洗

（1）等離子清洗作用。
等離子是正離子和電子密度大致相同的電離氣體，等離子清洗機(jī)通過對(duì)氬氣進(jìn)行電離，產(chǎn)生的等離子體通過電磁場(chǎng)加速，擊打在鍍銀層及芯片鋁墊表面，可以有效的去除鍍銀層表面及鋁墊表面的有機(jī)物、環(huán)氧樹脂、氧化物、微顆粒物等沾污物，有效的提高鍍銀層表面及鋁墊表面的活性，從而有利于壓焊的鍵合。

（2）等離子清洗方法。
采用Ar和H2的混合氣體對(duì)引線框架表面進(jìn)行等離子清洗，可以有效的去除表面的雜質(zhì)沾污、氧化層等，從而提高銀原子和銅原子活性，大幅提高焊線與引線框架的結(jié)合強(qiáng)度，提高產(chǎn)品良率，在實(shí)際生產(chǎn)中，等離子清洗已成為銅線工藝的必須工序。

以上就是國(guó)產(chǎn)等離子清洗機(jī)廠家納恩科技關(guān)于等離子清洗去除引線框架表面氧化層和有機(jī)沾污的簡(jiǎn)單介紹，等離子清洗可以在一定程度上去除引線框架或基板表面的有機(jī)沾污和氧化層，當(dāng)引線框架經(jīng)過等離子清洗后,拉力得到了大幅度的提高。