CN105448744B - 无助焊剂式凸块回流成球率控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种无助焊剂式凸块回流成球率控制方法，所述方法包括：S30：从回流炉的一端持续灌入大量氮气，并从所述回流炉的另一端持续抽走炉内的气体；S50：监测所述回流炉内气体的氧气含量，向所述回流炉内加入少量氧气使所述氧气含量达到预设的最佳氧气含量。本发明提供的无助焊剂式凸块回流成球率控制方法通过将回流炉内的氧气含量控制在预设的最佳氧气含量，实现了在保障凸块成球表面不被氧化的同时提升了凸块的成球率。
Description
技术领域
本申请涉及凸块回流工艺技术领域，具体涉及一种无助焊剂式凸块回流成球率控制方法。
背景技术
共熔合金锡铅(SnPb 63/37)凸块和锡银(Sn2.0％Ag)凸块的制作是目前较为先进的半导体封装(例如FC覆晶式封装)中必要的一环。回流工艺(即将电镀成型的柱状凸块转变成球形凸块)是共熔合金锡铅(SnPb 63/37)凸块和锡银(Sn2.0％Ag)凸块制作中的一道必要工序。
传统的回流工艺是将助焊剂涂布在柱状凸块已形成的晶片上，再经过传统的输送带式的回流炉，回流成球后再将助焊剂清除。
目前较为先进的回流工艺是使用一种新型的无助焊剂式回流炉，在不需要助焊剂的情况下进行回流，其原理是持续向回流炉内灌入大量氮气，同时将炉内气体抽走，从而将炉内的氧气含量控制在20ppm以下，通常在10ppm左右，从而可避免凸块成球表面被氧化。
使用无助焊剂式回流炉的回流工艺不但节省了原料成本，简化了工艺流程，同时也更绿色环保。但是目前使用无助焊剂式回流炉的回流工艺有一个缺陷，回流后的共熔合金锡铅(SnPb 63/37)凸块成球率只能达到约95％，远低于传统助焊剂式回流工艺的成球率，传统工艺的成球率可以达到99.5％以上。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种在保障凸块成球表面不被氧化的前提下提高凸块成球率的无助焊剂式凸块回流成球率控制方法。
本发明提供一种无助焊剂式凸块回流成球率控制方法，所述方法包括：
S30：从回流炉的一端持续灌入大量氮气，并从所述回流炉的另一端持续抽走炉内的气体；
S50：监测所述回流炉内气体的氧气含量，向所述回流炉内加入少量氧气使所述氧气含量达到预设的最佳氧气含量。
本发明诸多实施例提供的无助焊剂式凸块回流成球率控制方法通过将回流炉内的氧气含量控制在预设的最佳氧气含量，实现了在保障凸块成球表面不被氧化的同时提升了凸块的成球率；
本发明一些实施例提供的无助焊剂式凸块回流成球率控制方法测量并统计在回流炉内气体具有不同氧气含量的条件下，所述回流炉内的凸块成球率和凸块成球表面氧化率，并根据统计结果精确设置最佳氧气含量。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一实施例提供的无助焊剂式凸块回流成球率控制方法的流程图。
图2为图1所示无助焊剂式凸块回流成球率控制方法中步骤S50的流程图。
图3为图1所示无助焊剂式凸块回流成球率控制方法的优选实施例的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
图1为本发明一实施例提供的无助焊剂式凸块回流成球率控制方法的流程图。
如图1所示，在本实施例中，本发明所提供的无助焊剂式凸块回流成球率控制方法包括：
S30：从回流炉的一端持续灌入大量氮气，并从所述回流炉的另一端持续抽走炉内的气体；
S50：监测所述回流炉内气体的氧气含量，向所述回流炉内加入少量氧气使所述氧气含量达到预设的最佳氧气含量。
具体地，本发明所提供的无助焊剂式凸块回流成球率控制方法基于以下思路和实验结果提出：
传统理论认为，在无助焊剂式回流工艺中，为了避免凸块成球表面被氧化，回流炉内气体的氧含量越低越好，因此现有的回流炉的结构设计均可保证炉内气体的氧气含量稳定在20ppm以下，通常在10ppm左右。
而申请人通过实验验证得知，保障凸块成球表面不被氧化的条件不仅包括炉内气体的氧气含量稳定在20ppm以下，当炉内气体的氧气含量超过20ppm时，在一定范围内仍可保障凸块成球表面不被氧化，且当炉内气体的氧气含量提升时，凸块的成球率有小幅的提升。据此，申请人设计了其它条件均相同，仅回流炉内氧气含量这一条件变化，测量并统计回流炉内的凸块成球率和凸块成球表面氧化率的实验。
实验结果如下表格所示：
由上述实验结果可以证明，在一定范围内通过提升回流炉内的氧气含量，实现避免凸块成球表面氧化的同时提升凸块成球率是具备可行性的。
上述实施例提供的无助焊剂式凸块回流成球率控制方法通过将回流炉内的氧气含量控制在预设的最佳氧气含量，实现了在保障凸块成球表面不被氧化的同时提升了凸块的成球率。
图2为图1所示无助焊剂式凸块回流成球率控制方法中步骤S50的流程图。
如图2所示，在一优选实施例中，步骤S50包括：
S501：监测所述回流炉内气体的氧气含量；
S503：在所述氮气中加入少量氧气；
S505：根据所述氧气含量的变化调整所加入的氧气数量，直至所述氧气含量达到预设的最佳氧气含量。
在一优选实施例中，所述最佳氧气含量在60ppm-80ppm之间。
在一优选实施例中，所述最佳氧气含量为75ppm。
具体地，考虑到实际生产过程中炉内气体的氧气含量可能会有极小幅度的波动，将最佳氧气含量设置为75ppm可以提高生产过程的稳定性，即便氧气含量在70ppm-80ppm之间波动，仍可在保障凸块成球表面不被氧化的同时保持99.5％的凸块成球率。
图3为图1所示无助焊剂式凸块回流成球率控制方法的优选实施例的流程图。
如图3所示，在一优选实施例中，步骤S30之前还包括：
S10：测量并统计在回流炉内气体具有不同氧气含量的条件下，所述回流炉内的凸块成球率和凸块成球表面氧化率，并根据统计结果设定最佳氧气含量。
具体地，由于本发明所提出的无助焊剂式凸块回流成球率控制方法是基于实验结果所提出，而暂未有相应的基础理论支持该实验结果，因此在使用不同回流炉设备的情况下可能最佳氧气含量的设置范围不尽相同，可以通过实验测量统计结果，并根据统计结果精确设置最佳氧气含量。
上述实施例提供的无助焊剂式凸块回流成球率控制方法测量并统计在回流炉内气体具有不同氧气含量的条件下，所述回流炉内的凸块成球率和凸块成球表面氧化率，并根据统计结果精确设置最佳氧气含量。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (4)
1.一种无助焊剂式凸块回流成球率控制方法，其特征在于，所述方法包括：
S30:从回流炉的一端持续灌入大量氮气，并从所述回流炉的另一端持续抽走炉内的气体；
S50：监测所述回流炉内气体的氧气含量，向所述回流炉内加入少量氧气使所述氧气含量达到预设的最佳氧气含量，所述最佳氧气含量在60ppm-80ppm之间。
2.根据权利要求1所述的无助焊剂式凸块回流成球率控制方法，其特征在于，步骤S50包括：
S501：监测所述回流炉内气体的氧气含量；
S503：在所述氮气中加入少量氧气；
S505：根据所述氧气含量的变化调整所加入的氧气数量，直至所述氧气含量达到预设的最佳氧气含量。
3.根据权利要求1所述的无助焊剂式凸块回流成球率控制方法，其特征在于，所述最佳氧气含量为75ppm。
4.根据权利要求1或2所述的无助焊剂式凸块回流成球率控制方法，其特征在于，步骤S30之前还包括：
S10:测量并统计在回流炉内气体具有不同氧气含量的条件下，所述回流炉内的凸块成球率和凸块成球表面氧化率，并根据统计结果设定最佳氧气含量。
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