一種半導體封裝打線工藝中焊錫防腐蝕的處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體封裝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種半導體封裝打線工藝中焊錫防腐蝕的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導體封裝工藝中，在進行塑封前，需要對工件表面進行處理，被清除的污染物主要為助焊劑，也有少部分有機物、環(huán)氧樹脂、光刻膠、氧化物、微顆粒污染物等。在清洗的過程中，只要存在這水分子，就會在半導體上的焊料(大多是鉛錫焊料)與鋁基層之間構(gòu)成架橋，形成原電池反應。這樣，焊錫的一端就會有Pb4+迀移到鋁基層上，就會發(fā)生兩種現(xiàn)象:鍵合點/焊盤腐蝕、金屬迀移現(xiàn)象。對于鍵合點/焊盤腐蝕而言，可能會導致引線一端或兩端完全斷開，從而使引線在封裝內(nèi)自由活動并造成短路。潮濕和污物是造成腐蝕的主要原因。嚴格意義上說，只要存在這質(zhì)子、電子，就會發(fā)生鍵合點/焊盤腐蝕現(xiàn)象和金屬迀移現(xiàn)象。這對封裝工件的威脅是致命的，因為焊錫上的焊錫會變得疏松多孔，導致電阻增大，直至器件失效，甚至是燒壞電路。
[0003]在鍵合點/焊盤腐蝕的同時也會發(fā)生金屬迀移，從鍵合焊盤處產(chǎn)生金屬枝晶生長。這是一個金屬離子從陽極區(qū)向陰極區(qū)迀移的電解過程，與金屬的可獲得性、離子種類、電勢差等相關(guān)。金屬迀移將導致橋連區(qū)的泄露電流增加，如果橋連完全形成則造成短路。最為廣泛報道的是Ag迀移，其它金屬，如Pb、Sn、N1、Au和Cu也存在迀移現(xiàn)象。金屬迀移會導致鍵合的失效。即便是沒有發(fā)生芯片失效現(xiàn)象，但這類封裝工件依然存在這安全隱患。例如，如果應用于汽車控制電路，在汽車的顛簸震動條件下，封裝例的芯片電路很可能會失效，甚至是電路開裂，從而造成汽車失靈，給駕駛員帶來生命危險。所以，如何避免半導體封裝打線工藝中焊錫的腐蝕問題，來提高封裝芯片的良率，已是一個有待解決是技術(shù)問題。
[0004]中國專利201010187399.0公開了一種半導體封裝打線表面的預氧化處理方法及其預氧化層結(jié)構(gòu)，提供一氧化氣體于所述打線結(jié)合部，使所述打線結(jié)合部上的所述打線接合表面及/或所述導線的表面形成一預氧化層；在后續(xù)進行封裝程序時，所述預氧化層可防止所述導線及/或打線接合表面進一步產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象，因而可減少封裝程序中產(chǎn)生氧化缺陷的風險，以提尚所述打線結(jié)合部的焊接質(zhì)量，并且可有效提尚半導體封裝的良品率。該現(xiàn)有技術(shù)雖然也在一定程度解決上述技術(shù)問題，但該方法需要使用氧化氣體，操作不便，成本高，難以推廣應用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決半導體封裝打線工藝中焊錫的腐蝕問題，本發(fā)明提供了一種半導體封裝打線工藝中焊錫防腐蝕的處理方法，包括以下步驟:
[0006]I)提供一完成焊接的半導體封裝件；
[0007]2)對半導體封裝件的焊錫涂覆保護層，將焊錫裸露面覆蓋起來；
[0008]3)半導體封裝件進行清洗，除去多余的助焊劑；
[0009]4)填充塑封材料。
[0010]所述保護層為油墨、薄膜、蠟膜中的一種，所述保護層的厚度為15-120 μπι。
[0011]所述步驟2)中進行涂覆時，可使用噴槍，所述噴槍的噴嘴口徑為0.5mm-l.0_。
[0012]所述步驟2)中也可采用毛刷進行涂覆，所述毛刷直徑為0.5-2mm，所述毛刷的刷毛的直徑為0.01-0.05mm。
[0013]所述步驟2)中涂覆焊錫的裸露點包括芯片上封裝金屬片與鋁層的焊錫、硅層與集成電路層之間的焊錫、封裝金屬片與引腳之間的焊錫、柵極的焊錫、柵極引腳的焊錫。
[0014]作為本發(fā)明一種可選的實施方式，所述步驟2)中保護層為UV油墨，所述步驟2)還包括:UV油墨涂覆覆蓋焊錫后，進行紫外燈光照射，照射時間為3-10分鐘。所述UV油墨的組分為:環(huán)氧樹脂30%，氨基丙烯酸樹脂35%，羥基丙烯酸樹脂8%，環(huán)氧丙烯酸樹脂5%，醇酸樹脂15%，色墨7%。
[0015]作為本發(fā)明一種可選的實施方式，所述步驟2)中的保護層為有機硅膠薄膜，所述步驟2)還包括:有機硅膠覆蓋焊錫后，于空氣中靜置5-10分鐘。
[0016]作為本發(fā)明一種可選的實施方式，所述步驟2)中的保護層為防護蠟膜，所述防護蠟的成分為:石蠟20-50%，硬脂酸5-10%，三乙醇胺15-20%，余量為乙醇。所述涂覆防護蠟膜的步驟還包括:將防護蠟加熱到40°C，涂覆后防護蠟后，在常溫下靜置30分鐘。
[0017]作為本發(fā)明一種可選的實施方式，所述步驟2)中的保護層為雙丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼的混合體，所述己二酸二酰肼的含量占混合物總重量的1.5%，所述步驟2)還包括:涂覆焊錫后，于空氣中靜置10-20分鐘。
[0018]進一步，所述步驟3)的清洗方法可以為等離子體清洗，所述使用的等離子氣體為85% Ar+15% 02。
[0019]所述步驟3)的清洗方法也可以為紫外-臭氧清洗。
[0020]進一步，所述步驟4)采用環(huán)氧樹脂進行塑封。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供的半導體封裝打線工藝中焊錫防腐蝕的處理方法，可有效避免半導體封裝打線工藝中焊錫的腐蝕問題，提高半導體封裝芯片的良率，而且工藝簡單，操作方便，成本低，適合工業(yè)化推廣應用。
【附圖說明】
[0022]圖1是一種半導體封裝件的結(jié)構(gòu)剖面圖；
[0023]圖中附圖標記說明:封裝金屬片2-1，絲線鍵接引腳2-3，柵極2-4，絲線2-5，高介電材料層2-6，集成電路層(Die Pad) 2-7，硅層(Si)2_8，鋁層(Al)2_9，焊料層(solder)2-10。
【具體實施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0025]實施例1
[0026]圖1為半導體封裝件打線完畢的結(jié)構(gòu)剖面圖，從下至上包括集成電路層2-7、硅層2-8、鋁層2-9、封裝金屬片2-1，集成電路層2-7與硅層2_8之間通過焊料層2_10連接；鋁層2-9與硅層2-8鄰接；封裝金屬片2-1與鋁層2-9之間通過焊料層連接。封裝金屬片2_1一端與芯片漏極、源極的焊盤焊接，另一端與封裝外引腳焊盤焊接，封裝金屬片2-1覆蓋電晶體的漏極、源極、柵極。圖中半導體件完成焊接后，焊料層2-10有一部分裸露的，比如焊料固化后的四周側(cè)表面。在進行下一步塑封之前，需要先對封裝件進行清洗。在清洗過程中，會產(chǎn)生鍵合點/焊盤腐蝕和金屬迀移(詳見【背景技術(shù)】)。導致焊盤受到腐蝕產(chǎn)生焊接質(zhì)量下降，造成安全隱患。本發(fā)明的內(nèi)容就是要解決這一技術(shù)問題。下述為其中一種解決方式:
[0027]該實施例提供了半導體封裝打線工藝中焊錫防腐蝕的處理方法，包括以下步驟:
[0028]I)提供已完成焊接的半導體封裝件；
[0029]2)采用噴嘴口徑為0.5mm的自動噴槍，在半導體封裝件裸露的焊錫，涂覆UV油墨保護層，保護層的厚度為15 μπι。涂覆的焊錫點包括集成電路層2-7與硅層2-8之間的焊料層2-10、封裝金屬片2-1與鋁層2-9之間的焊料層2-10封裝金屬片2_1與引腳之間的焊錫、柵極2-4的焊錫、柵極引腳的焊錫。
[0030]焊錫涂覆UV油墨后，進行紫外燈光照射，照射時間8分鐘，使UV油墨固化。UV油墨的組分為:環(huán)氧樹脂30%，氨基丙烯酸樹脂35%，羥基丙烯酸樹脂8%，環(huán)氧丙烯酸樹脂5%，醇酸樹脂15%，色墨7%。
[0031]3)采用體積比為85% Ar+15% 02的等離子氣體例，對半導體封裝件進行清洗，除去多余的助焊劑；等離子氣體清洗