專利名稱：提高引線鍵合性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體集成電路封裝領(lǐng)域，涉及利用引線電連接芯片與載板的封裝過程，具體涉及提高引線與載板金屬層的鍵合性能的方法。
背景技術(shù)：
在封裝集成電路之前，載板需要依次經(jīng)過以下各工序銑板一水洗一棕化表面處理一水洗一E/T開短路測試一外觀缺陷檢查，之后再將引線3 (如高純度金絲)鍵合到芯片 4的芯片焊盤5和載板金屬層2，以使芯片4和載板1電連接。如圖1所示，為芯片與載板電連接后的示意圖。目前常采用壓焊方式進行引線鍵合，這種引線鍵合方式雖然操作簡單方便，但引線與載板金屬層之間的鍵合性能容易受載板金屬層表面的污染物的影響。載板金屬層的污染物主要來自于封裝之前生產(chǎn)載板的各道工序，例如在上述銑板工序時，必然產(chǎn)生的基材粉末、金屬粉末以及膠渣等粉塵，雖然銑板后的水洗工序可以將大部分粉塵清洗掉，但是仍會不可避免的殘留一部分粉塵，這些粉塵對引線與載板金屬層的鍵合能力影響很大。在進行棕化表面處理工序時，棕氧化藥水在棕氧化銅面的同時又會污染鍍金層，而鍍金層的污染又會降低引線與載板金屬層的鍵合能力。在E/T開短路測試和外觀缺陷檢查完畢后，進行封裝之前，載板要在空氣中滯留很長時間，在這個時間段內(nèi)， 載板表面的鍍金層在氧氣、水汽或含硫的環(huán)境中很容易被氧化和/或硫化，生成的氧化物和/或硫化物將降低引線與載板金屬層的鍵合能力。除此之外，外界環(huán)境凈化程度的不足常使載板表面造成粉塵污染，手指接觸又會造成有機物污染，焊盤鍍金工序所采用的鍍液藥水的殘留液會導(dǎo)致載板表面污染，退膜后會有殘膠存在。上述這些污染物在生產(chǎn)過程中很難避免，為此技術(shù)人員在引線鍵合之前，利用去離子水對載板進行清洗，以期望將引線鍵合前的各道工藝產(chǎn)生的污染物去除。然而，經(jīng)去離子水清洗后，載板金屬層仍會殘留部分污染物，這使得引線與載板金屬層之間的鍵合性能不能達到理想的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，提供一種提高引線鍵合性能的方法，在實施引線鍵合前對載板表面進行處理，以將載板金屬層表面的各種污染物去除，從而提高弓I線與載板金屬層的鍵合性能。解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該提高引線鍵合性能的方法，包括在實施引線鍵合之前對載板依次進行以下步驟A.對所述載板進行清洗；B.對所述載板的表面進行等離子體蝕刻。優(yōu)選地，步驟A的所述清洗步驟包括(10)利用去離子水消洗所述載板；(20)利用除油劑清洗所述載板，所述除油劑優(yōu)選為堿性除油劑。
優(yōu)選地，步驟(10)中所述去離子水流經(jīng)所述載板的表面的流速為0. 5 1. 5m/ min ；和/或，清洗時間為1. 0 5. Omin0優(yōu)選地，步驟00)中所述除油劑的溫度為25 35°C ；和/或所述除油劑的流速為0. 5 1. 5m/min ；和/或除油時間為1. 0 2. Omin0優(yōu)選地，步驟A的所述清洗步驟還包括(30)采用超聲波水洗方式清洗所述載板， 優(yōu)選地采用去離子水。優(yōu)選地，在步驟B之前，還包括烘干步驟，所述載板優(yōu)選在70 90°C溫度下烘干 2 3分鐘。優(yōu)選地，所述烘干步驟是在惰性氣氛中或真空環(huán)境中進行。優(yōu)選地，步驟B中所述等離子體蝕刻是在氧氣和氬氣或者氧氣和氮氣的氣氛中進行。優(yōu)選地，氧氣和氬氣的體積比為1 8. 5 1 9.5。優(yōu)選地，所述等離子體蝕刻時的真空度為220 ^OmTorr,和/或蝕刻時間為4 6分鐘。本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明提供的提高引線鍵合能力的方法，該方法是在實施引線鍵合之前，通過清洗步驟將載板表面的有機污染物、粉塵以及膠渣等污染物去除，然后利用等離子體蝕刻將載板表面的氧化物、硫化物以及殘留的有機污染物去除，以使載板金屬層表面潔凈，從而使引線與載板良好地結(jié)合，進而提高引線與載板的鍵合性能。


圖1為引線與芯片、載板金屬層鍵合后的結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明提供的實施引線鍵合前對載板進行的處理工藝流程圖。圖中1-載板 2-載板金屬層 3-引線 4-芯片焊盤 5-球焊接頭
具體實施例方式為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的提高引線鍵合性能的方法進行詳細(xì)描述。本發(fā)明提供的提高引線鍵合性能的方法，包括在實施引線鍵合之前對載板依次進行以下步驟A.對所述載板進行清洗；B.對所述載板的表面進行等離子體蝕刻。優(yōu)選地，步驟A的所述清洗步驟包括(10)利用去離子水清洗所述載板；(20)利用除油劑清洗所述載板，所述除油劑優(yōu)選為堿性除油劑。優(yōu)選地，步驟(10)中所述去離子水流經(jīng)所述載板的表面的流速為0. 5 1. 5m/ min ；和/或，清洗時間為1. 0 5. Omin0優(yōu)選地，步驟O0)中所述除油劑的溫度為25 35°C ；和/或所述除油劑的流速為0. 5 1. 5m/min ；和/或除油時間為1. 0 2. Omin0
優(yōu)選地，步驟A的所述清洗步驟還包括(30)采用超聲波水洗方式清洗所述載板， 優(yōu)選地采用去離子水。優(yōu)選地，在步驟B之前，還包括烘干步驟，所述載板優(yōu)選在70 90°C溫度下烘干 2 3分鐘。優(yōu)選地，所述烘干步驟是在惰性氣氛中或真空環(huán)境中進行。優(yōu)選地，步驟B中所述等離子體蝕刻是在氧氣和氬氣或者氧氣和氮氣的氣氛中進行。優(yōu)選地，氧氣和氬氣的體積比為1 8. 5 1 9.5。優(yōu)選地，所述等離子體蝕刻時的真空度為220 ^OmTorr,和/或蝕刻時間為4 6分鐘。下面結(jié)合圖2對實施引線鍵合前的載板進行的處理工藝進行詳細(xì)說明。下述實施例中，載板經(jīng)過棕氧化處理并電鍍鎳金層，在經(jīng)過E/T開短路測試以及外觀缺陷檢查合格后，載板依次經(jīng)過以下的處理工藝。實施例1(11)水洗用水沖洗載板表面，以去除載板表面的粉塵以及部分膠渣等顆粒狀物質(zhì)。本實施例優(yōu)選利用去離子水(DI水)沖洗載板表面，沖洗時間為1. 0 5. Omin，較佳地為1. 5 3. 5min，最佳地為2. 0 3. OminJP /或，沖洗時載板在水槽中的移動速度(或稱水流的速度)為 0. 5 1. 5m/min,優(yōu)選 0. 8 1. 2m/min。(12)除油用堿性除油劑(例如MS100 cleaner ALK)清洗載板，以將載板表面的大部分諸如手指印等有機污染物去除。除油清洗時，除油劑的溫度為25 35°C，優(yōu)選20 32°C ；和/ 或，載板的過線速率(即堿性除油劑的流速)為0. 5 1. 5m/min，優(yōu)選0. 8 1. 2m/min ；和 /或，除油時間為1.0 2. Omin，優(yōu)選1.2 1. 8min0(13)超聲波水洗超聲波水洗載板，以將載板表面殘留的有機污染物、粉塵以及殘留的堿性除油劑清洗掉，同時將棕化表面處理時殘留的藥水離子元素清洗掉。超聲波水洗可以選用普通水清洗，但優(yōu)選采用去離子水清洗，以避免因水質(zhì)不潔凈而造成新的離子污染。超聲波清洗的時間為2. 5 3. 5min，優(yōu)選2. 8 3. 2min。(14)烘干經(jīng)過上述的水洗、除油以及超聲波水洗步驟后，需要將載板及時烘干，以避免載板表面氧化。載板在溫度為70 90°C下烘干，較佳地為75 85°C，更佳地為78 83°C ；和 /或，載板優(yōu)選在氮氣或氬氣等惰性氣氛中或在真空環(huán)境中烘干，以避免在烘干過程中載板表面可能發(fā)生氧化或硫化現(xiàn)象；和/或，載板的烘干時間為2 3min，優(yōu)選2. 3 2. Smin0(15)等離子體蝕刻將烘干后的載板放入等離子體蝕刻機蝕刻載板的表面。在蝕刻過程中，等離子體中的粒子撞擊載板表面殘留的膠渣、油污以及氧化物和/或硫化物，使它們成為細(xì)小顆粒， 然后通過抽真空系統(tǒng)排出等離子體蝕刻機。與此同時，真空室內(nèi)的氬氣與膠渣和油污等有機污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并氣化，之后再由抽真空系統(tǒng)排出等離子體蝕刻機。通過上述物理碰撞以及化學(xué)反應(yīng)，可以將載板表面的氧化物和/或硫化物以及殘留的膠渣、油污去除。等離子體蝕刻采用的工藝參數(shù)為真空度220 ^OmTorr (毫托)，優(yōu)選230 250mTorr ；和/或溫度60 70°C ；和/或通入的氧氣和氬氣的體積(流量)比O2 Ar = 1 8. 5 1 9. 5，優(yōu)選O2 Ar-I 8. 8 1 9. 2 ；功率3. 5 4KW ；和/或蝕刻時間 4 6min,優(yōu)選 4. 5 5. 5min。在生產(chǎn)過程中，經(jīng)過步驟(11)至步驟(15)，可以將載板表面的有機污染物、粉塵、 膠渣以及氧化物和/或硫化物盡可能地去除，從而使載板表面以及載板金屬層表面干凈清潔。在潔凈的載板金屬層上實施引線鍵合，可以提高引線與載板金屬層之間的結(jié)合力，從而提高引線與載板金屬層之間的鍵合性能。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，在圖2中所示的步驟(11)至步驟(1 中，可執(zhí)行其中的所有步驟；不過根據(jù)需要，也可僅執(zhí)行其中的所需步驟，即不必執(zhí)行所有步驟。而且，上述步驟可根據(jù)需要執(zhí)行多次?？梢岳斫獾氖牵陨蠈嵤┓绞絻H僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種提高引線鍵合性能的方法，包括在實施引線鍵合之前對載板依次進行以下步驟A.對所述載板進行清洗；B.對所述載板的表面進行等離子體蝕刻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟A中的所述清洗步驟包括 (10)利用去離子水清洗所述載板；(20)利用除油劑清洗所述載板，所述除油劑優(yōu)選為堿性除油劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟(10)中所述去離子水流經(jīng)所述載板的表面的流速為0. 5 1. 5m/min ；和/或，清洗時間為1. 0 5. Omin。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟OO)中所述除油劑的溫度為25 350C ；和/或所述除油劑的流速為0. 5 1. 5m/min ；和/或除油時間為1. O 2. Omin。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，步驟A的所述清洗步驟包括 (30)采用超聲波水洗方式清洗所述載板，優(yōu)選地采用去離子水。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于在步驟B之前，還包括烘干步驟，所述載板優(yōu)選在70 90°C溫度下烘干2 3分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述烘干步驟是在惰性氣氛中或真空環(huán)境中進行。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，步驟B中所述等離子體蝕刻是在氧氣和氬氣或者氧氣和氮氣的氣氛中進行。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，氧氣和氬氣的體積比為1 8.5 1 · 9 · 5 ο
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述等離子體蝕刻時的真空度為220 ^OmTorr,和/或蝕刻時間為4 6分鐘。
全文摘要
本發(fā)明提供一種提高引線鍵合能力的方法，包括在實施引線鍵合之前對載板依次進行以下步驟A.對所述載板進行清洗；B.對所述載板的表面進行等離子體蝕刻。通過上述步驟，可以將載板表面的有機物、粉塵、氧化物以及硫化物去除，使載板金屬層表面干凈清潔，從而提高引線與載板的鍵合性能。
文檔編號H01L21/60GK102446778SQ201010505299
公開日2012年5月9日 申請日期2010年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月8日
發(fā)明者朱興華 申請人:北大方正集團有限公司