等離子清洗去除引線框架表面氧化層和有機沾污

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：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塑封料的粘接強度有較大影響，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。其中引腳分層會導(dǎo)致引線的第二焊點脫落，造成開路，直接影響芯片功能?；鶏u載體鍍銀區(qū)域分層會拉斷地線，導(dǎo)致產(chǎn)品失效。

表面氧化的負面影響

引線框架表面氧化嚴重影響產(chǎn)品的工藝過程及可靠性。而當引線框架表面發(fā)生氧化后，以下問題往往會相伴而生：①降低引線框架與塑封料間的結(jié)合強度，在可靠性試驗中容易形成分層；②降低金線/銅線鍵合的拉力值，氧化嚴重時因為拉力值過小而使儀器無法顯示測量值，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頻率，導(dǎo)線鍵合不穩(wěn)定，降低生產(chǎn)效率，產(chǎn)能達不到量產(chǎn)要求，同時導(dǎo)線拉力值偏低、鍵合不穩(wěn)定，是因為框架表面氧化形成的氧化層阻止了導(dǎo)線與框架的冶金結(jié)合，限制了共晶結(jié)構(gòu)的形成；④在氧化很嚴重的情況下，壓焊過程頻繁擋機，無法實現(xiàn)焊線。

防氧化措施

銅基引線框架表面發(fā)生嚴重氧化，會阻礙導(dǎo)線的正常鍵合，降低框架與塑封料之間的結(jié)合強度，只有對引線框架的氧化過程進行有效的控制，將氧化膜厚度控制在一定范圍內(nèi)時，才能滿足實際生產(chǎn)的要求。引線框架防氧化措施主要包括兩個方面，一方面是封裝工藝的優(yōu)化，比如縮短框架的在線時間，降低加工溫度，通入保護氣體等；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。在實際生產(chǎn)中，可用等離子清洗來去除表面氧化層，同時，惰性氣體保護可以有效降低氧化進程。

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，等離子清洗機通過對氬氣進行電離，產(chǎn)生的等離子體通過電磁場加速，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的混合氣體對引線框架表面進行等離子清洗，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)合強度，提高產(chǎn)品良率，在實際生產(chǎn)中，等離子清洗已成為銅線工藝的必須工序。

以上就是國產(chǎn)等離子清洗機廠家納恩科技關(guān)于等離子清洗去除引線框架表面氧化層和有機沾污的簡單介紹，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沾污和氧化層，當引線框架經(jīng)過等離子清洗后,拉力得到了大幅度的提高。