引線框架等離子清洗處理后變色發(fā)黃原因及解決辦法
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)表時間：2023-04-28
引線框架是一種借助于鍵合材料（金絲、鋁絲、銅絲）實現(xiàn)芯片內(nèi)部電路引出端與外引線的電連接，形成電氣回路的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件，起到和外部導(dǎo)線連接的橋梁作用，大部分半導(dǎo)體集成塊中都要使用引線框架，但是為了引線框架/封裝基板連接的可靠性，需要進(jìn)行等離子清洗處理。采用Ar和H2的混合氣體對引線框架表面進(jìn)行等離子清洗處理，引線框架水滴角會發(fā)生明顯的減小，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，對于提高引線鍵合的強(qiáng)度和降低封裝時候的分層現(xiàn)象有明顯的效果，提高產(chǎn)品良率。
等離子清洗處理銅合金引線框架變色原因分析
銅合金引線框架在等離子處理后表面出現(xiàn)了顏色的變化，并且顏色的變化不均勻，有些區(qū)域呈現(xiàn)黑色，有些區(qū)域呈現(xiàn)紫紅色，有些區(qū)域沒有顯著的顏色變化。對框架表面變色區(qū)域用EDX進(jìn)行分析，結(jié)果顯示該區(qū)域存在氧。而對未經(jīng)過等離子處理的框架的EDX進(jìn)行分析，結(jié)果顯示該區(qū)域不存在氧。由此推測，經(jīng)過等離子處理的銅合金引線框架表面發(fā)生了氧化，這些氧化物的存在可以在一定程度上增強(qiáng)粘接強(qiáng)度，如前所述，由于所產(chǎn)生的氧化層是不均勻，因此不能有效地控制其對提高粘接強(qiáng)度的作用。表1-1總結(jié)了在不同等離子清洗處理條件下，銅合金引線框架表面的EDX分析結(jié)果。
表1-1 不同等離子清洗處理條件下，銅合金引線框架表面 EDX 分析結(jié)果
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(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，同時導(dǎo)線拉力值偏低、鍵合不穩(wěn)定，是因為框架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(yán)重的情況下，壓焊過程頻繁擋機(jī)，無法實現(xiàn)焊線。
引線框架等離子處理后變色發(fā)黃解決辦法
引線框架經(jīng)過等離子清洗處理后變色發(fā)黃，從上面的分析可以得知，是由于產(chǎn)品表面氧化導(dǎo)致的變色。那么如何避免產(chǎn)品變色了，可以嘗試從以下幾個方面去解決。
首先從工藝流程上應(yīng)該盡可能的避免氧氣的存在，下面是推薦的等離子清洗機(jī)工作流程。可以最大程度的避免等離子清洗處理過程中氧氣的存在。
等離子清洗機(jī)工作流程圖
其次的話通過表一不同等離子清洗處理條件下，銅合金引線框架表面 EDX 分析結(jié)果得知，不同處理功率和處理時間下引線框架表面的氧含量是不一樣的，所以可以嘗試減改變等離子清洗處理引線框架的時間和功率來解決變色的問題。
綜上所述，引線框架經(jīng)過等離子清洗處理后變色主要是由于氧化變色導(dǎo)致的，所以怎么避免清洗過程中氧氣的存在是主要的解決方法。如果你的工藝氣體是用純氬氣進(jìn)行處理的話，推薦使用氬氫混合氣體，氫氣的存在具有一定的還原性，也可以避免氧化。
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