芯片級封裝水基清洗工藝介紹
SIP系統級芯片封裝、POP堆疊芯片組裝、IGBT功率半導體模塊工藝制程中,需要用到錫膏、焊膏進行精密的焊接制程,自然在焊接后會存留下錫膏和焊膏的助焊劑殘留物,為了保證芯片級封裝器件和組件的電器功能和可靠性技術要求,須將這些助焊劑殘留徹底清除。此類制程非常成熟,也非常有必要。水基清洗在業內得到越來越廣泛的應用,取代原來熟知的溶劑型清洗方式,從而獲得了安全、環保、清潔的工作環境等等。
芯片級封裝水基清洗工藝需要考慮的幾個重要因素:
一、SIP、POP或IGBT精密器件所需要的潔凈度技術指標
首先要關注到所生產的SIP、POP或IGBT精密器件所需要的潔凈度技術指標,根據潔凈度的要求來做清洗的工藝選擇。所從事的產品類別不同,應用場景不同,使用條件和環境不同,對器件潔凈度的要求也有所不同,根據器件的各項技術要求來決定潔凈度指標。包括外觀污染物殘留允許量和表面離子污染度指標水平,才能準確定義器件工藝制程中所要達到的潔凈度要求。避免可能的電化學腐蝕和化學離子遷移失效現象。
二、器件制程工藝所存在的污染物
既然是要清洗制程中的污染物,就需要關注器件制程工藝所存在的污染物,比如:焊膏殘留、錫膏殘留等其他的污染物,評價污染物對器件造成可靠性的影響,比如:電化學腐蝕,化學離子遷移和金屬遷移等等,這樣就能對所有污染物做一個全面的認知,確定哪些污染物需要通過清洗的方式去除,從而保障器件的最終技術要求。污染物可清洗性決定了清洗工藝和設備選擇,免洗錫膏還是水溶性錫膏,錫膏的類型不同,殘留物的可清洗性特征也不同,清洗的工藝方式和清洗劑的選擇也隨之不同。識別和確定SIP、POP、IGBT模塊清洗工藝制程中污染物是做好清洗的重要前提。
三、水基清洗的工藝和設備配置選擇
水基清洗的工藝和設備配置選擇對清洗精密器件尤其重要,一旦選定,就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。通常會選用批量式清洗工藝和通過式清洗工藝。批量式清洗工藝比較適合產量不太穩定,時有時無,時大時小,品種變化比較多,這樣有利于根據生產線流量配置進行靈活操作,降低設備的消耗和清洗劑的消耗,降低成本而達到工藝技術要求。通過式清洗工藝往往適合產量穩定,批量大,能夠連續不斷的進行清洗流量的安排,實現高速高效率的產品生產,保證清洗質量。根據產品的結構形式和器件材料承受物理力的耐受程度,選擇超聲波工藝方式或噴淋工藝方式。
四、水基清洗劑類型品種和特征的選擇
針對擁有的設備工藝條件和器件潔凈度指標要求,選擇合適的水基清洗劑是我們要考慮的重點。一般來說,水基清洗劑具有很好的安全特征,不可燃,不易揮發,環保特征滿足歐盟REACH環境物資規范要求,達到對大氣人體的安全保障。在此之外,根據工藝,設備條件,所使用的水基清洗劑需要能夠徹底干凈地去除殘留物,同時又能保證在SIP、POP、IGBT組件上所有的金屬材料、化學材料、非金屬材料等物資兼容性要求。用一句通俗的語言來表達,既要把污染物清洗干凈,又要保證物質材料的安全性,無腐蝕,無變色,完全符合器件功能特性要求。
小結:SIP系統級芯片封裝、POP堆疊芯片組裝、IGBT功率半導體模塊水基清洗所需要考慮的因素還有許多,具體的工藝參數和選擇涉及面廣且技術關聯性強,在此僅對最重要的部分做簡要闡述,供業內人士參考。
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