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(shí)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(shí)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(huì)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(shí)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?xiàng)l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?xiàng)l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(huì)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(yàn)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(shí)因?yàn)槔χ颠^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(shí)導(dǎo)線拉力值偏低、鍵合不穩(wěn)定，是因?yàn)榭蚣苊嫜趸纬傻难趸瘜幼柚沽藢?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(shí)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(gè)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?？梢宰畲蟪潭鹊谋苊獾入x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?xiàng)l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(shí)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(shí)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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