只有將各類工藝條件和參數(shù),控制在確定的范圍,才能終的清洗結(jié)果是理想的預(yù)期值。
關(guān)于清洗干凈度,應(yīng)特別關(guān)注芯片底部、器件底部殘留物的清除狀況,只有將micro gap的殘留物清除才可真正實現(xiàn)殘留物的完全清除而達到干凈度的高要求。
檢測和觀察方式只可使用機械方式打開已清洗的器件和芯片底部進行觀測,才可判定它的清洗結(jié)果狀況,不可使用加熱取件的方式來檢查底部的清潔狀況。
SIP制程清洗工藝、設(shè)備、清洗劑材料的選擇和確定是保障SIP產(chǎn)品終技術(shù)要求的重要環(huán)節(jié),也是制程工藝難點,從業(yè)的技術(shù)人員需要在非常窄小的工藝窗口中做出準確的判斷和選擇,經(jīng)過嚴密嚴謹?shù)墓に嚋y試和驗證,獲得高水平高標準的技術(shù)結(jié)果。
被清洗物上往往有多種物質(zhì)材料構(gòu)成
被清洗物上往往有多種物質(zhì)材料構(gòu)成,包括金屬材料、非金屬材料、化學(xué)材料。比如SIP,通常上面包括了鍍金面,銀表面,芯片表面鋁層,焊料合金表面,元件表面的化學(xué)涂覆層,粉沫冶金器件的非金屬材料以及包括阻焊膜、字符等等化學(xué)材料,都需要在清洗制程中,不會受到影響或者影響在可允許范圍之內(nèi)。材料兼容性是水基清洗中繁瑣同時也是重要的考慮因素,水基清洗劑選型在針對被清洗物上材料兼容性的考量所占的權(quán)重比大,涉及面廣,測試驗證手續(xù)復(fù)雜。需要有一系統(tǒng)規(guī)范的驗證方式來針對材料兼容性進行系統(tǒng)的驗證和評估。才可能被清洗物件等等材料在清除污垢后,能這些材料原有的功能特性。當然,同時也需考慮運行設(shè)備與清洗劑所接觸的材料的兼容性,清洗機上的泵,閥,管件,噴頭,輸送及密封材料都需做水基清洗劑的材料兼容性測試
隨著人工智能(AI)和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)兩大領(lǐng)域興起,給人們的生活和工作帶來便利和變化,同時半導(dǎo)體行業(yè)也迎來新增長周期。2016年世界半導(dǎo)體營收高達3389億美元,其中以中國和日本為首的亞太地區(qū)市場出現(xiàn)高速增長,中國市場增速高達9.2%位列世界。但在我國半導(dǎo)體行業(yè)快速發(fā)展的同時暴露出我國半導(dǎo)體全行業(yè)與國外技術(shù)的較大差距,如設(shè)備方面的光刻機國際的技術(shù)已經(jīng)到5nm級別,而我國僅能做到28nm級別,相差三代。材料方面包括硅片、光刻膠、研磨材料、濺射靶材、化學(xué)氣體、化學(xué)材料等都存在差距。這些不利于我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展和國際競爭,為了盡快改變這種技術(shù)、材料、設(shè)備落后,受制于人的不利局面,我國出臺了不少半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)扶持的政策和規(guī)劃,從國家層面給予半導(dǎo)體行業(yè)大力的支持,如2014年6月《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》系統(tǒng)的闡述了對集成電路產(chǎn)業(yè)的支持政策及目標、同年9月啟動國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資專項基金(總計規(guī)模已超過3千億元),2015年《中國制造2025》、《關(guān)于實施新興產(chǎn)業(yè)重大工程包的通知》,2016年《中華人民共和國國民經(jīng)濟與社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》等均對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有的規(guī)劃和部署
基于豐富、、專注的電子化學(xué)品研發(fā)經(jīng)驗、追求技術(shù)價值的執(zhí)著精神和高度的社會責(zé)任感,合明科技成立了半導(dǎo)體封裝行業(yè)水基清洗劑研發(fā)項目團隊。團隊以公司多年積累的水基清洗劑研發(fā)技術(shù)作為研發(fā)基礎(chǔ),吸收國內(nèi)外的水基清洗理論、引進的水基清洗技術(shù)、剖析國外同類產(chǎn)品性能特點并結(jié)合公司多年豐富的開發(fā)經(jīng)驗。項目團隊歷時多年無數(shù)次實驗調(diào)整和苛刻的驗證測試,現(xiàn)已初步推出適用于半導(dǎo)體封裝行業(yè)的兩大類型水基清洗劑:半導(dǎo)體封裝行業(yè)中性水基清洗劑和堿性水基清洗劑。清洗劑已在部分半導(dǎo)體封測企業(yè)通過了初步驗證,達到或接近國外同類水基清洗劑的品質(zhì)要求。為更好的滿足國內(nèi)半導(dǎo)體封測行業(yè)的應(yīng)用需求,項目團隊將再接再厲提高技術(shù)、完善產(chǎn)品,助力國家對半導(dǎo)體發(fā)展的整體計劃
電子組裝污染物的危害
因為元器件的微型化、間距密集和導(dǎo)線間的電磁場力的存在,電子組裝的可靠性越來越受到關(guān)注。因電子組裝產(chǎn)生的污染物對電子設(shè)備危害的潛在風(fēng)險也同時得到了足夠的關(guān)注和需要避免。
在電子組裝過程主要是極性(離子)污染物的危害。極性污染物易吸收同樣是極性分子的水份形成酸性的局部環(huán)境,從而會電離出電荷的正、負離子,導(dǎo)致元器件腐蝕,表面絕緣電阻下降。在電位差的作用下,污染物中的帶電的金屬離子會發(fā)生電化學(xué)遷移、電遷移等。
電化學(xué)遷移失效機理有三要素1.離子殘留2.電位差3.潮氣,是帶電離子在電磁場影響下通過助焊劑殘殘留、橋接導(dǎo)體等發(fā)現(xiàn)的遷移。電化學(xué)遷移會引起枝狀晶體生長,枝狀晶體生長時表面絕緣電阻降低,當枝晶生長嚴重時將出現(xiàn)漏電流或電氣短路。
電遷移發(fā)生的三要素1.高強電流2.移動的金屬原子3.高溫,在電場影響下電子遷移造成金屬離子在金屬導(dǎo)體中移動的現(xiàn)象。電子的運動從陰極流向陽極,當電子的動量被轉(zhuǎn)移到附近活躍的離子時,中斷或間隙就在導(dǎo)體中形成,阻止了電流流過甚至形成開路失效。當在有限空間互聯(lián)數(shù)量增加時,極性污染物能使導(dǎo)體橋接,導(dǎo)體橋接有利于離子的持續(xù)運動,通電或加溫都導(dǎo)致電遷移加速。電子元器件的微型化,將導(dǎo)致電遷移的風(fēng)險增加。
非極性(非離子)污染物分子沒有偏心電子分布,在潮濕的環(huán)境不會電離出帶電離子,因此不會出現(xiàn)化學(xué)腐蝕或電氣故障。但會導(dǎo)致可焊性下降,影響焊接點外觀及可檢測性。焊接時部分樹脂會在焊接溫度下發(fā)生高溫分解、氧化作用或不可預(yù)的聚合反應(yīng),形成改性的非離子污染物殘留,這些殘留即使在清洗后也不易脫離,留下白色或棕褐色殘留物。白色殘留物有趨向于吸濕性和導(dǎo)電性,在潮濕的環(huán)境下,敏感電路上會潛在的造成電流泄漏和雜散電壓失效A。如果助焊材料的活性物質(zhì)還存在于白色殘留物中,在濕氣環(huán)境下會發(fā)生電離,導(dǎo)至電化學(xué)遷移B。
當非極性污染物通過塵埃吸附了極性污染物,具有了極性污染物的特性也將導(dǎo)致電化學(xué)遷移或電氣故障,如粘接劑殘留、手指印油和油脂。同時油和油脂會導(dǎo)致可焊性下降。
微粒狀污染物主要是導(dǎo)致焊點牢固性、焊接質(zhì)量的下降,增加焊接時出現(xiàn)拉尖或橋接等風(fēng)險,同時微小焊料球錫珠可能會導(dǎo)致導(dǎo)體間電氣短路