CN102359965A - 一种检测铜丝球焊质量的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种检测铜丝球焊质量的工艺方法，将待检硅片铝膜浸入腐蚀液中腐蚀，加热至95℃-120℃，时间4-5分钟，直至硅片铝膜上的铝层被腐蚀干净，腐蚀后产品用纯水冲洗后再用无水乙醇脱水，用显微镜检查腐蚀脱水后的产品，镜检硅片表面有无伤损痕迹，以此判断球焊过程是否对芯片造成了损伤。本发明优点：通过腐蚀液加热腐蚀，快速简便，操作简单，能源消耗少，腐蚀液H3PO4危险性较小，且检测成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及到半导体分立器件制造技术，尤其涉及分立器件后封装工艺技术领域的检测铜丝球焊质量的工艺方法。
背景技术
目前针对可控硅芯片的铜丝球焊工艺，可控硅芯片正面蒸镀有Al层，Al层下面是硅，铜丝球焊的工艺方法是用高压电火花将铜丝端部熔成球，再在芯片焊位上加热加压加超声，使接触面产生塑性变形并破坏界面的氧化膜，以使其活化性；接着通过接触使两金属间扩散结合而完成球焊，即形成第一焊点；第一焊点的要求是铜球要与可控硅芯片正面的Al层结合力强，铜球会与Al层结合形成一个弹坑，同时，形成的弹坑又不能伤及到Al层下面的硅。如果弹坑伤及到Al层下面的硅，产品会失效或者有潜在失效的可能，这样既影响到了产品初测的成品合格率，同时产品的潜在失效会对客户的应用产生不利影响。因此，检测铜球与可控硅芯片正面Al层结合形成的弹坑是否伤及到Al层下面的硅成为了铜丝球焊质量控制的一个关键点。目前使用较多的检测工艺是使用NaOH的水溶液进行铝层的腐蚀，这种腐蚀方法操作复杂，NaOH的腐蚀性强，危险性较大，且检测成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种快速简便，操作简单，成本低，能源消耗少的检测铜丝球焊质量的工艺方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种检测铜丝球焊质量的工艺方法，将待检硅片铝膜浸入腐蚀液中腐蚀，加热至95℃-120℃，时间4-5分钟，直至硅片铝膜上的铝层被腐蚀干净，腐蚀后产品用纯水冲洗后再用无水乙醇脱水，用显微镜检查腐蚀脱水后的产品，镜检硅片表面有无伤损痕迹，以此判断球焊过程是否对芯片造成了损伤，若硅表面有伤损痕迹就会影响产品的可靠性，以焊点下面的硅表面有无弹孔作为判定铜丝球焊质量合格与否的判据之一。
所述腐蚀液的质量浓度纯度为88%～90%的H3PO4。
本发明的有益效果是：通过腐蚀液加热腐蚀，快速简便，操作简单，能源消耗少，腐蚀液H3PO4危险性较小，且检测成本较低。
具体实施方式
实施例1
本发明的一种检测铜丝球焊质量的工艺方法，将待检硅片铝膜浸入质量浓度为88%的H3PO4中腐蚀，加热至95℃，时间4分钟，直至硅片铝膜上的铝层被腐蚀干净，腐蚀后产品用纯水冲洗后再用无水乙醇脱水，用显微镜检查腐蚀脱水后的产品，镜检硅片表面有无伤损痕迹，以此判断球焊过程是否对芯片造成了损伤，若硅表面有伤损痕迹就会影响产品的可靠性，以焊点下面的硅表面有无弹孔作为判定铜丝球焊质量合格与否的判据之一。
实施例2
本发明的一种检测铜丝球焊质量的工艺方法，将待检硅片铝膜浸入质量浓度为89%的H3PO4中腐蚀，加热至100℃，时间4.5分钟，直至硅片铝膜上的铝层被腐蚀干净，腐蚀后产品用纯水冲洗后再用无水乙醇脱水，用显微镜检查腐蚀脱水后的产品，镜检硅片表面有无伤损痕迹，以此判断球焊过程是否对芯片造成了损伤，若硅表面有伤损痕迹就会影响产品的可靠性，以焊点下面的硅表面有无弹孔作为判定铜丝球焊质量合格与否的判据之一。
实施例3
本发明的本发明的一种检测铜丝球焊质量的工艺方法，将待检硅片铝膜浸入质量浓度为90%的H3PO4中腐蚀，加热至120℃，时间5分钟，直至硅片铝膜上的铝层被腐蚀干净，腐蚀后产品用纯水冲洗后再用无水乙醇脱水，用显微镜检查腐蚀脱水后的产品，镜检硅片表面有无伤损痕迹，以此判断球焊过程是否对芯片造成了损伤，若硅表面有伤损痕迹就会影响产品的可靠性，以焊点下面的硅表面有无弹孔作为判定铜丝球焊质量合格与否的判据之一。
实施例4
此为本发明一种检测铜丝球焊质量的工艺方法的具体实施例：
a、溶液的配制：将20ml密度为1.71g/ml、质量浓度为85%的 H3PO4溶液直接倒入100ml容积的烧杯中；
b、试验样品的提取：取正常生产的产品1条（可控硅芯片已粘在引线框架上，且已完成铜线键合）。用剪刀将试验样品的载体连筋切断（5-6只产品），注意在切断的过程中不要造成框架变形，不要造成产品搭丝、断丝和沾污；
c、腐球的方法：
（1）、将上述配置好的H3PO4溶液用电炉加热至120℃左右；
（2）、将待腐蚀产品放入上述H3PO4溶液中，此时要当心H3PO4溶液沸腾溅到皮肤上；
（3）、线径为38μm的产品需加热4-5分钟；
（4）、用镊子将产品从烧杯中取出，用纯水清洗干净，然后用无水乙醇脱水；
（5）、在高倍显微镜下用挑针将铜球轻轻拂去，如果无法轻松地将铜球拂去时可能是芯片的铝层尚未腐蚀完全，可重新放入腐蚀液中加热处理，千万不要将铜球强行剥下，否则芯片表面会出现凹坑现象而无法真实反映焊线对芯片表面的影响；
（6）、在高倍显微镜下观察压区情况，无凹坑或彩虹现象即为正常。
本发明方法简单、精确度高、操作方便，在生产中有很高的实用价值。
Claims (2)
1.一种检测铜丝球焊质量的工艺方法，其特征在于：将待检硅片铝膜浸入腐蚀液中腐蚀，加热至95℃-120℃，时间4-5分钟，直至硅片铝膜上的铝层被腐蚀干净，腐蚀后产品用纯水冲洗后再用无水乙醇脱水，用显微镜检查腐蚀脱水后的产品，镜检硅片表面有无伤损痕迹，以此判断球焊过程是否对芯片造成了损伤。
2.根据权利要求1所述的一种检测铜丝球焊质量的工艺方法，其特征在于：所述腐蚀液的质量浓度为88%～90%的H3PO4。
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