微电子产品电镀锡时,必须把封装工序在引线框架上产生的胶渣清除干净,否则在电镀过程中会造成露铜,镀层发花,焊接性能不好等缺陷,影响微电子产品电性能参数的漂移。除塑封胶渣是微电子镀锡中重要的工序。胶渣的形成是在塑封工序中,引线框架与塑封模具之间有缝隙,由于环氧树脂模塑料须在加温加压下固化,注进的压力过大,合模的压力过小,环氧模塑料从缝隙中与模具的缺陷处挤出来,在引线框架上形成“胶渣”或称“溢料”。
目前清除塑封胶渣有机械喷砂法、碱性溶液电解法、自动化高效激光法和化学软化剂浸煮高压水刀清除法。
1)机械喷砂法。即专用高压喷砂机,将磨料喷打在引线框架的表面,打磨去掉胶渣,该法成本低,缺点是塑封体同时也遭到攻击,起毛,失去光泽,电镀后产品外观不好,该方法基本淘汰。
2)碱性溶液电解法。即引线框架与电解设备传送带阴极相连,浸在碱性溶液中,在碱液和电流的作用下,引线脚与胶渣间产生大量气泡,空隙便于碱液渗入,有利胶渣的软化,然后用高压水把胶渣打掉。该法成本低,时间短,缺点是电解过程中析氢,使塑封体性能受到影响,该方法用的比较少。
3)激光除胶渣法。激光法是专用设备,一般针对931系列二级管产品,有两个激光头同时工作,自动上下料,效率快,精度高(5~20μm),设备造价太高,导致电镀工序成本过高。
4)化学软化剂浸煮高压水刀去除法。即在60~120℃软化剂中浸煮30min,胶渣软化,再用高压水刀专用设备去掉胶渣。目前市场有酸碱两种胶渣软化剂,作用机理是胶渣在酸性或碱性软化剂浸煮下被有机溶剂泡软,或溶胀降低胶渣与框架间的结合力,使引线框架与胶渣间产生微小缝隙,使胶渣松动,再用水刀清除干净。二者不同点:碱性软化剂是由于引线框架大部分是铜基体,铜在碱液和空气氧的作用下生成铜的碱式盐,在溶剂、络合剂和乳化剂作用下进入溶液,有时也形成钝化膜浮在铜基体表面,影响电镀质量。另外环氧模塑料固化时产生大量的化学酯键、醚键,而酯键、醚键不耐水解,尤其是在碱的作用下水解更严重,所以碱性软化剂浸煮温度不能过高,时间不能过长,否则影响塑封体性能。
酸性软化剂。铜引线框架在塑封过程中加热,表面形成氧化铜膜,此膜遇到酸性软化剂直接反应生成铜离子进入溶液,铜表面光洁,胶渣与框架间产生间隙,有利溶剂的渗入、胶渣的软化和分离。铜在酸性软化剂中,不形成钝化膜,有利镀锡。
国外大型封装企业进入国内,直接拉动国内封装业快速发展。胶渣软化剂CWT2218、CWT3118就是在封装市场突飞猛进的形势下研究的新产品,性能好,用户多。优点是1)绿色环保,溶剂的沸点高,挥发性小,无味,对人体无害,自主生产,成本低。2)浸煮温度低,60℃,时间短,10~20min,火灾危险性小。3)不攻击引线框架基材,铁、镍、铜及合金。对塑封体不腐蚀,不失光泽。电镀前不用除油,除氧化皮工序。是比较理想的除胶渣软化剂。