微電子產(chǎn)品電鍍錫時,必須把封裝工序在引線框架上產(chǎn)生的膠渣清除干凈,否則在電鍍過程中會造成露銅,鍍層發(fā)花,焊接性能不好等缺陷,影響微電子產(chǎn)品電性能參數(shù)的漂移。除塑封膠渣是微電子鍍錫中重要的工序。膠渣的形成是在塑封工序中,引線框架與塑封模具之間有縫隙,由于環(huán)氧樹脂模塑料須在加溫加壓下固化,注進的壓力過大,合模的壓力過小,環(huán)氧模塑料從縫隙中與模具的缺陷處擠出來,在引線框架上形成“膠渣”或稱“溢料”。
目前清除塑封膠渣有機械噴砂法、堿性溶液電解法、自動化高效激光法和化學軟化劑浸煮高壓水刀清除法。
1)機械噴砂法。即專用高壓噴砂機,將磨料噴打在引線框架的表面,打磨去掉膠渣,該法成本低,缺點是塑封體同時也遭到攻擊,起毛,失去光澤,電鍍后產(chǎn)品外觀不好,該方法基本淘汰。
2)堿性溶液電解法。即引線框架與電解設備傳送帶陰極相連,浸在堿性溶液中,在堿液和電流的作用下,引線腳與膠渣間產(chǎn)生大量氣泡,空隙便于堿液滲入,有利膠渣的軟化,然后用高壓水把膠渣打掉。該法成本低,時間短,缺點是電解過程中析氫,使塑封體性能受到影響,該方法用的比較少。
3)激光除膠渣法。激光法是專用設備,一般針對931系列二級管產(chǎn)品,有兩個激光頭同時工作,自動上下料,效率快,精度高(5~20μm),設備造價太高,導致電鍍工序成本過高。
4)化學軟化劑浸煮高壓水刀去除法。即在60~120℃軟化劑中浸煮30min,膠渣軟化,再用高壓水刀專用設備去掉膠渣。目前市場有酸堿兩種膠渣軟化劑,作用機理是膠渣在酸性或堿性軟化劑浸煮下被有機溶劑泡軟,或溶脹降低膠渣與框架間的結(jié)合力,使引線框架與膠渣間產(chǎn)生微小縫隙,使膠渣松動,再用水刀清除干凈。二者不同點:堿性軟化劑是由于引線框架大部分是銅基體,銅在堿液和空氣氧的作用下生成銅的堿式鹽,在溶劑、絡合劑和乳化劑作用下進入溶液,有時也形成鈍化膜浮在銅基體表面,影響電鍍質(zhì)量。另外環(huán)氧模塑料固化時產(chǎn)生大量的化學酯鍵、醚鍵,而酯鍵、醚鍵不耐水解,尤其是在堿的作用下水解更嚴重,所以堿性軟化劑浸煮溫度不能過高,時間不能過長,否則影響塑封體性能。
酸性軟化劑。銅引線框架在塑封過程中加熱,表面形成氧化銅膜,此膜遇到酸性軟化劑直接反應生成銅離子進入溶液,銅表面光潔,膠渣與框架間產(chǎn)生間隙,有利溶劑的滲入、膠渣的軟化和分離。銅在酸性軟化劑中,不形成鈍化膜,有利鍍錫。
國外大型封裝企業(yè)進入國內(nèi),直接拉動國內(nèi)封裝業(yè)快速發(fā)展。膠渣軟化劑CWT2218、CWT3118就是在封裝市場突飛猛進的形勢下研究的新產(chǎn)品,性能好,用戶多。優(yōu)點是1)綠色環(huán)保,溶劑的沸點高,揮發(fā)性小,無味,對人體無害,自主生產(chǎn),成本低。2)浸煮溫度低,60℃,時間短,10~20min,火災危險性小。3)不攻擊引線框架基材,鐵、鎳、銅及合金。對塑封體不腐蝕,不失光澤。電鍍前不用除油,除氧化皮工序。是比較理想的除膠渣軟化劑。