半導體封裝的電鍍方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種半導體封裝的電鍍方法，其包括去氧化、分別用自來水和純水清洗半導體封裝引線框架、活化、電鍍、分別用自來水和純水清洗半導體封裝引線框架、中和、分別用自來水和熱純水清洗半導體封裝引線框架以及烘干等步驟。執(zhí)行去氧化步驟時，在每100升去氧化溶液中添加45—55毫升非離子型表面活性劑(最好是添加50毫升OP?10乳化劑)，其作用是使該去氧化過程兼顧了去氧化和除油兩種效果。本發(fā)明能有效解決半導體封裝引線框架中的鋁合金散熱片在堿性電解除油溶液中的反應變色問題，提升產(chǎn)品的成品率，并使產(chǎn)品的性能更加穩(wěn)定。
【專利說明】
半導體封裝的電鍍方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種半導體封裝的電鍍方法。
【背景技術(shù)】
[0002]半導體生產(chǎn)流程通常由晶圓制造、晶圓測試、芯片封裝和封裝后測試四道工藝流程組成;封裝包括劃片、裝片、鍵合、塑封、去飛邊、電鍍等工序；電鍍目的是通過在半導體封裝引線框架表面鍍上一層薄而均勻、致密的錫層，以增強半導體的焊接性能。目前，一種較為常用、且比較先進的半導體封裝的電鍍方法是通過使用上海新陽半導體材料股份有限公司研發(fā)的高速自動電鍍生產(chǎn)線予以實現(xiàn)的，該方法包括下述步驟:
[0003]除油—三次用自來水洗—去氧化—兩次用自來水洗—兩次用純水洗—活化—電鍍—兩次用自來水洗—一次用純水洗—中和—兩次用自來水洗—兩次用熱純水洗。
[0004]由于上述各步驟均可在高速自動電鍍生產(chǎn)線中依次實現(xiàn)，故對于使用純銅支架或者鐵鎳合金支架等不含鋁的材料制成的半導體封裝引線框架的鍍錫來說，該方法是非常有效的。然而，對于由兩種不同的材料組合而成、且其中一種材料為鋁或者鋁合金的半導體封裝引線框架來說，該方法并不適合。以型號為T0-220S的半導體封裝引線框架為例，該半導體元器件以銅支架作為管腳，以鋁合金支架作為散熱片，銅管腳可以在電鍍時按照該方法鍍錫，而鋁合金散熱片則不適合采用該方法，其原因在于:鋁屬于兩性金屬，鋁合金散熱片與酸或者堿都能夠發(fā)生化學反應，尤其是在除油工序中，鋁合金散熱片因與強堿性藥劑接觸并發(fā)生化學反應而出現(xiàn)明顯的發(fā)黃變色情況，從而嚴重影響產(chǎn)品的外觀和質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種半導體封裝的電鍍方法，其目的旨在解決以鋁或者鋁合金支架為散熱片的半導體封裝引線框架的電鍍問題，從而克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了下述技術(shù)方案:
[0007]—種半導體封裝的電鍍方法，包括下述步驟:
[0008]步驟一，去氧化，使用每升含有2到4克去氧化粉劑的去氧化溶液將半導體封裝引線框架表面的氧化層除去；
[0009]步驟二，用自來水清洗半導體封裝引線框架，至少清洗兩次；
[0010]步驟三，用純水清洗半導體封裝引線框架，至少清洗兩次；
[0011 ]步驟四，活化，用濃度為3 %至6 %的甲基磺酸溶液，最好是用濃度為5 %的甲基磺酸溶液，對半導體封裝引線框架進行處理；
[0012]步驟五，電鍍，所用電鍍液的成分包括170?200g/L甲基磺酸、55?65g/L甲基磺酸錫、40?60ml/L的添加劑;
[0013]步驟六，用自來水清洗半導體封裝引線框架，至少清洗兩次；
[0014]步驟七，用純水清洗半導體封裝引線框架，至少清洗一次；
[0015]步驟八，中和;使用弱堿性化學試劑進一步將電鍍過程中殘留在半導體封裝引線框架表面的鍍液清洗干凈；
[0016]步驟九，用自來水清洗半導體封裝引線框架，至少清洗兩次；
[0017]步驟十，用熱純水清洗半導體封裝引線框架，至少清洗兩次；
[0018]步驟十一，烘干，亦即充分烘干半導體封裝弓I線框架表面的水分。
[0019]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明可進一步附加下述技術(shù)手段，以便更好地解決本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題:
[0020]在執(zhí)行步驟一(去氧化)時，在每100升去氧化溶液中添加45—55毫升非離子型表面活性劑，最好是添加50毫升0P-10乳化劑，其作用是使得該去氧化過程兼顧了去氧化和除油兩種效果。
[0021]進一步地，在執(zhí)行步驟四(活化)時，將濃度為4%— 6%的左旋酒石酸溶液(最好是濃度為5%的左旋酒石酸溶液)與濃度為3% — 6%的甲基磺酸溶液(最好是濃度為5%的甲基磺酸溶液)按I比2至I比3的比例(體積比)制成混合液后(混合液的溫度最好控制在20 0C到22°C之間)，再對半導體封裝框架進行處理。
[0022]本發(fā)明具有下述有益效果:
[0023]本發(fā)明能有效解決半導體封裝引線框架中的鋁合金散熱片在堿性電解除油溶液中的反應變色問題，提升產(chǎn)品的成品率，并使產(chǎn)品的性能更加穩(wěn)定。
【具體實施方式】
[0024]以下，以上海新陽半導體材料股份有限公司研發(fā)的高速自動電鍍生產(chǎn)線為生產(chǎn)設(shè)備，以型號為T0-220S的半導體封裝的電鍍?yōu)槔?該型號的半導體封裝引線框架以銅支架作為管腳，以鋁合金支架作為散熱片)，具體介紹本發(fā)明的一個實施例。
[0025]—種半導體封裝的電鍍方法，包括下述步驟:
[0026]步驟一，去氧化，該步驟是通過使用每升含有2到4克去氧化粉劑的去氧化溶液對半導體封裝引線框架進行處理而實現(xiàn)的。本實施例所使用的去氧化粉劑是上海新陽半導體材料股份有限公司生產(chǎn)的代碼為SYT-866的去氧化粉劑，其主要成分為過硫酸鈉，其作用是將半導體封裝引線框架表面的、在電鍍之前的工序中因高溫而產(chǎn)生的氧化層除去，給包括鋁合金散熱片在內(nèi)的整個T0-220S去氧化。
[0027]步驟二，用自來水兩次清洗半導體封裝引線框架，其作用是將前述去氧化步驟中殘留在產(chǎn)品表面的去氧化粉劑清洗干凈，以免污染后續(xù)活化步驟中的活化槽；
[0028]步驟三，用純水兩次清洗半導體封裝引線框架，其目的是進一步清洗殘留在半導體封裝引線框架上的去氧化粉劑以及前一步驟殘留的自來水，使產(chǎn)品表面帶有的水為純水，這樣帶入活化槽的也是純水，其作用是為了避免自來水污染后續(xù)活化步驟中的活化槽。
[0029]步驟四，活化，亦即在活化槽中使用濃度為3%至6%、最好是濃度為5%的甲基磺酸溶液，對半導體封裝引線框架進行處理，其作用是通過弱酸來除去前面水洗過程中、因水的作用而在半導體封裝引線框架表面產(chǎn)生的薄的氧化層;此外，由于甲基磺酸溶液也是電鍍液的成分之一，故使用甲基磺酸溶液不僅能除去半導體封裝引線框架表面產(chǎn)生的薄的氧化層，而且也不會污染后續(xù)工序中所使用的電鍍液。
[0030]步驟五，電鍍，所用電鍍液的成分包括170?200g/L甲基磺酸(例如上海新陽半導體材料股份有限公司生產(chǎn)的代碼為SYT-810的甲基磺酸)、55?65g/L甲基磺酸錫(例如上海新陽半導體材料股份有限公司生產(chǎn)的代碼為SYT-820甲基磺酸錫)、40?60ml/L添加劑(例如上海新陽半導體材料股份有限公司生產(chǎn)的代碼為SYT-5370的添加劑)，電鍍原理與其他型號的半導體封裝引線框架一樣，都是在電流的作用下錫陽子迀移到陰極框架表面還原成金屬錫，從而達到鍍錫的目的。
[0031]步驟六，用自來水兩次清洗半導體封裝引線框架，亦即清洗在電鍍過程中殘留在產(chǎn)品表面的鍍液。
[0032]步驟七，用純水清洗半導體封裝引線框架一次，亦即進一步清洗產(chǎn)品表面殘留的鍍液以及前一步驟殘留的自來水，防止自來水污染后續(xù)步驟所使用的中和液
[0033]步驟八，中和，所使用的中和液為一種弱堿性化學試劑，例如上海新陽半導體材料股份有限公司生產(chǎn)的代碼為SYT-870的中和液，其主要成分為磷酸三鈉，中和的目的是通過使用弱堿性化學試劑進一步將電鍍過程中殘留在半導體封裝引線框架表面的鍍液清洗干凈。
[0034]步驟九，用自來水兩次清洗半導體封裝引線框架，亦即清洗經(jīng)過前述中和步驟后殘留在半導體封裝引線框架表面的中和液。
[0035]步驟十，用熱純水兩次清洗半導體封裝引線框架，其作用是進一步清洗殘留在半導體封裝框架表面的中和液以及前一步驟殘留的自來水。
[0036]步驟十一，烘干，亦即充分烘干半導體封裝引線框架表面的水分，避免產(chǎn)品在存放后出現(xiàn)變色問題。
[0037]需要特別說明的是，與目前較為常用的電鍍方法相比，本實施例中的工藝流程不包括除油這一道工序，為此，當半導體封裝框架經(jīng)過高速自動電鍍生產(chǎn)線中的除油槽時，除油槽中的藥水栗是不啟動的，因此產(chǎn)品經(jīng)過除油槽時不會浸泡在堿性除油液中，從而有效避免鋁合金散熱片與堿性除油液的接觸而造成發(fā)黃變色現(xiàn)象。另外，為了有效解決半導體的除油問題，本實施例可在執(zhí)行去氧化這一步驟時，在每100升去氧化溶液中添加45—55毫升非離子型表面活性劑(例如烷基酚聚氧乙烯醚TX-10、脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚FMEE，凈洗劑6501等非離子型表面活性劑)、最好是添加50毫升的0P-10表面活性劑(0P-10乳化劑)，其作用是使去氧化過程兼顧了去氧化和除油兩種效果。多次試驗的結(jié)果表明，添加了非離子型表面活性劑、特別是添加了 0P-10乳化劑的去氧化溶液能夠很好的除去T0-220S半導體封裝表面的油污，且去氧化效果也很好。
[0038]以上，以T0-220S半導體封裝引線框架的電鍍?yōu)槔榻B了本發(fā)明的一個實施例，需要強調(diào)的是，本發(fā)明的工作對象不限于T0-220S半導體封裝，其他含有鋁或者鋁合金支架的半導體封裝引線框架也可采用本發(fā)明的方法進行電鍍。
[0039]另需說明的是，本發(fā)明在具體實施的過程中，可對上述實施例中的步驟作一些調(diào)整，例如，對于涉及水洗(包括用自來水和純水清洗)的步驟來說，水洗次數(shù)可調(diào)整，原來清洗一次的，可改為兩次、甚至三次，原來清洗兩次的，可改為三次、甚至四次。又如，在實施活化這一步驟時，可將濃度為4% —6%的左旋酒石酸溶液(最好是濃度5%的左旋酒石酸溶液)與濃度為3 % —6 %的甲基磺酸溶液(最好是濃度5 %的甲基磺酸溶液)按I比2至I比3的比例(體積比)制成混合液后(混合液的溫度最好控制在20到22°C之間)，再對半導體封裝框架進行處理。多次實驗表明，使用左旋酒石酸溶液和甲基磺酸溶液的混合液對半導體封裝框架進行處理，不僅能更好地清除因水的作用而在半導體封裝框架表面產(chǎn)生的薄的氧化層，而且能使電鍍層更加均勻、致密。此外，將使用自來水清洗的步驟全部改為使用純水清洗在技術(shù)上也是完全可行的，但成本太高。
【主權(quán)項】
1.一種半導體封裝的電鍍方法，包括下述步驟: 步驟一，去氧化，使用每升含有2到4克去氧化粉劑的去氧化溶液將半導體封裝引線框架表面的氧化層除去； 步驟二，用自來水清洗半導體封裝引線框架，至少清洗兩次； 步驟三，用純水清洗半導體封裝引線框架，至少清洗兩次； 步驟四，活化，用濃度為3 %至6 %的甲基磺酸溶液對半導體封裝引線框架進行處理；步驟五，電鍍，所用電鍍液的成分包括170?200g/L甲基磺酸、55?65g//L甲基磺酸錫、40?60ml/L的添加劑； 步驟六，用自來水清洗半導體封裝引線框架，至少清洗兩次； 步驟七，用純水清洗半導體封裝引線框架，至少清洗一次； 步驟八，中和;使用弱堿性化學試劑進一步將電鍍過程中殘留在半導體封裝引線框架表面的鍍液清洗干凈； 步驟九，用自來水清洗半導體封裝引線框架，至少清洗兩次； 步驟十，用熱純水清洗半導體封裝引線框架，至少清洗兩次； 步驟十一，烘干，亦即充分烘干半導體封裝引線框架表面的水分。2.如權(quán)利要求1所述的半導體封裝的電鍍方法，其特征在于:執(zhí)行步驟一時，在每100升去氧化溶液中添加45—55毫升非離子型表面活性劑。3.如權(quán)利要求1所述的半導體封裝的電鍍方法，其特征在于:執(zhí)行步驟一時，在每100升去氧化溶液中添加50毫升OP-1O乳化劑。4.如權(quán)利要求1、2或者3所述的半導體封裝的電鍍方法，其特征在于:執(zhí)行步驟四時，用濃度為5 %的甲基磺酸溶液對半導體封裝引線框架進行處理。5.如權(quán)利要求1、2或者3所述的半導體封裝的電鍍方法，其特征在于:在執(zhí)行步驟四時，將濃度為4%-6%的左旋酒石酸溶液與濃度為3% —6%的甲基磺酸溶液按I比2至I比3的比例制成混合液后，再對半導體封裝框架進行處理。6.如權(quán)利要求5所述的半導體封裝的電鍍方法，其特征在于:所述左旋酒石酸溶液的濃度為5%，所述甲基磺酸溶液的濃度為5%，所述混合液的溫度控制在20°C到22°C之間。
【文檔編號】C25D5/34GK105951135SQ201610362748
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月26日
【發(fā)明人】袁鳳江, 張國光, 陳逸晞, 姚劍鋒, 馬小祥, 邱煥樞, 楊秋成, 陳耀鋒
【申請人】佛山市藍箭電子股份有限公司